家蠶絲膠繭品種桂蠶6號的選育*

韋博尤 黃玲莉 黃文功 張桂征 劉艷偉 陶積陽 安春梅 張雨麗 蘇紅梅 蒙藝英 閉立輝

(廣西壯族自治區(qū)蠶業(yè)技術(shù)推廣站/廣西壯族自治區(qū)蠶業(yè)科學(xué)研究院，南寧 530007)

隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的順利實施，繭絲綢作為廣西壯族自治區(qū)的新興產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)了“東桑西移”和“東絲西移”的無縫對接。2017年全區(qū)桑園面積20.79萬hm2，較上年增長1.01%；蠶繭產(chǎn)量39.59萬t，較上年增長4.75%[1]。桑園面積、蠶繭產(chǎn)量已經(jīng)分別連續(xù)12年、13年位居全國首位，農(nóng)民種桑養(yǎng)蠶的積極性高漲。但是，種桑養(yǎng)蠶屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化步伐不斷加快，農(nóng)村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的勞動力缺口也在逐年加大，可利用的土地資源也逐漸減少；傳統(tǒng)蠶業(yè)生產(chǎn)的目的是栽桑養(yǎng)蠶生產(chǎn)出繅絲制綢的原料繭絲，而近10多年繭絲綢市場的持續(xù)波動，顯露出因產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和繭絲產(chǎn)品單一而導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益難以提升甚至難以穩(wěn)定，為此業(yè)界各方一直在推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及產(chǎn)品的多元化。

家蠶5齡熟蠶上蔟吐出的繭絲由絲素和絲膠共同組成，由于制絲及紡織工藝的需要，大部分絲膠被脫掉并隨廢水一起排放，被利用的僅是繭絲的絲素部分。已有的研究表明絲膠是一種天然高分子蛋白質(zhì)，約占繭絲蛋白總量的20%～30%，在組成絲膠的18種氨基酸中有8種是人體所必需的，具有很高營養(yǎng)價值及多種藥理作用和保健功能，以天然絲膠生產(chǎn)的護(hù)膚乳對人體無毒、無刺激、無致敏作用，安全性可靠，可長期使用[2]。然而目前的現(xiàn)狀是，一方面絲膠作為蠶業(yè)生產(chǎn)中的大宗可利用資源，并沒有得到合理的利用；另一方面利用工廠的繭絲脫膠工藝生產(chǎn)絲膠蛋白，既浪費資源又污染環(huán)境，沒有可持續(xù)性。

蠶絲產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今，家蠶品種的選育對整個蠶繭產(chǎn)量和質(zhì)量的大幅度提升起到了決定性的作用；但現(xiàn)行家蠶品種主要用于絲綢原料繭生產(chǎn)，品種的類型單一，不能滿足蠶絲產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及產(chǎn)品的多元化發(fā)展之需。為了加快推進(jìn)廣西蠶區(qū)繭絲產(chǎn)品的多元化，生產(chǎn)絲膠繭獲取高品質(zhì)絲膠蛋白成為拓展路徑之一。為此，我們以選育只結(jié)絲膠繭的實用家蠶品種為目標(biāo)，為高效生產(chǎn)絲膠蛋白提供關(guān)鍵技術(shù)支撐，為絲膠保健食品和高檔化妝品的研發(fā)提供豐富的天然絲膠原料。

1 親本品種及組配

1.1 中系品種

932(簡稱“9”)：中系品種，是廣西蠶業(yè)技術(shù)指導(dǎo)所(現(xiàn)名：廣西壯族自治區(qū)蠶業(yè)技術(shù)推廣站)育成的強(qiáng)健性夏秋用中系品種[3]；二化含多化，四眠。

芙蓉(簡稱“芙”)：中系品種，是廣西蠶業(yè)技術(shù)指導(dǎo)所從湖南蠶業(yè)研究所引進(jìn)的家蠶品種，然后在高溫多濕環(huán)境中進(jìn)行系統(tǒng)選育，表現(xiàn)出強(qiáng)健性好、繭絲質(zhì)優(yōu)的特性；二化含多化，四眠。

1.2 日系品種

N春光N7：日本系統(tǒng)，將廣西蠶業(yè)技術(shù)推廣站引進(jìn)的只結(jié)絲膠繭品系Nds分別與廣西家蠶種質(zhì)資源庫中的高繭層量春用品種“春光”和夏秋用強(qiáng)健性品種7532雜交，形成2個品系，之后再將2個品系雜交，以高繭層量、強(qiáng)健性為目標(biāo)按蛾區(qū)系統(tǒng)選育，經(jīng)過多年多世代選育固定，育成適合亞熱帶蠶區(qū)飼養(yǎng)的強(qiáng)健性絲膠繭新品系，該品種熟蠶上蔟只吐絲膠結(jié)出白色絲膠繭，其選育過程見圖1。

圖1 日系新品種的親本及選育示意圖

1.3 親本品種的組配

將引進(jìn)的特有絲膠繭家蠶品種Nds與強(qiáng)健性日系品種7532和繭層量較高的品種春光通過雜交及系統(tǒng)選育，形成一個具有體質(zhì)強(qiáng)健、繭層含量高、只結(jié)絲膠繭的特殊用途新品系N春光N7；根據(jù)家蠶品種的雜交優(yōu)勢原理，構(gòu)建三元雜交種，選用兩廣地區(qū)當(dāng)家品種兩廣二號的中系原種9·芙作為新組配絲膠繭品種對交的中系一方，與新育成的絲膠繭新品系N春光N7組配成三元雜交組合。

2 選育技術(shù)路線與關(guān)鍵技術(shù)措施

2.1 選育技術(shù)路線

將引進(jìn)絲膠繭品系Nds作為育種素材，采用“常規(guī)繭×顯性絲膠繭”的雜交方式，運用回交、測交、轉(zhuǎn)育等常規(guī)育種方式，將控制家蠶只結(jié)絲膠繭的基因(以下簡稱“絲膠繭基因”)導(dǎo)入廣西現(xiàn)有主推的亞熱帶強(qiáng)健性優(yōu)良白色繭家蠶品種中。利用廣西蠶區(qū)生產(chǎn)上應(yīng)用時間長、推廣量大的強(qiáng)健性品種7532為父本，同時選用已在廣西蠶業(yè)技術(shù)推廣總站保育多年的繭層含量較高的春用品種春光為父本進(jìn)行雜交，針對家蠶新品系進(jìn)行強(qiáng)健性、繭色和絲膠繭量等目標(biāo)性狀，運用遺傳互補(bǔ)原理進(jìn)行純化篩選提高其綜合性狀，選留優(yōu)良個體開展繼代選育；經(jīng)過多代品系優(yōu)選，培育成蠶兒體質(zhì)強(qiáng)健好養(yǎng)、繭色較均勻、上蔟只吐絲膠的天然白色絲膠繭家蠶新品系，該品系具有顯性絲膠繭基因。在廣西蠶區(qū)應(yīng)用時間長、推廣量最大的強(qiáng)健性高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種兩廣二號(即9·芙×7·湘)的中系原種9·芙具有容易繁育的特點[1]。為了提高新品種后續(xù)制種繁育性能，以中系原種9·芙作為父本，與新選育的絲膠繭日系新品種N春光N7組配成強(qiáng)健好養(yǎng)、繭色較均勻、只吐絲膠的天然白色絲膠繭家蠶新品種三元雜交組合，2019年6月通過廣西農(nóng)作物品種審定委員會審定，定名為桂蠶6號。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)措施

2.2.1 新品種的選擇重點

一是卵期選擇。注重蠶種轉(zhuǎn)青前的選卵環(huán)節(jié)，在蠶卵點青包種時，選留產(chǎn)附平整、卵量較多、卵色基本一致、點青整齊的卵圈為收蟻蛾區(qū)。在單蛾區(qū)飼養(yǎng)選育時，調(diào)查各蛾區(qū)的二日孵化率，選留孵化率高的蛾區(qū)繼代飼養(yǎng)。

二是蠶期選擇。人為設(shè)置高溫多濕環(huán)境，1～3齡薄膜全覆蓋育，4～5齡半覆蓋和普通育交叉進(jìn)行，每天給桑3回，以提高新品種的強(qiáng)健性為重點[4]。飼育過程中，及時淘汰虛弱小蠶、遲眠蠶等。5齡3 d后，注重選留蠶體色和斑紋符合品種特性的蛾區(qū)或個體。

三是蛹期選擇。用于選育強(qiáng)健性絲膠繭家蠶新品種的素材Nds具有絲膠繭率高的特點，但裸蛹和不化蛹蠶個體的比例也高。在絲膠繭家蠶新品種選育過程中，于蛹期及時調(diào)查結(jié)繭數(shù)、絲膠繭數(shù)及裸蛹和不化蛹個體數(shù)量等，選留結(jié)繭率和絲膠繭率高，裸蛹和不化蛹個體蠶少的蛾區(qū)為入選蛾區(qū)，從中再選留只結(jié)絲膠繭、繭層量較高、蛹體健康的個體制種繼代。

2.2.2 提高絲膠含量的選育措施

常規(guī)家蠶品種繭層絲膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%～30%，采用已在廣西蠶業(yè)技術(shù)推廣總站保育多年的繭層含量較高的春用品種春光為父本與育種素材Nds雜交，并在種繭選擇階段運用電腦選繭手段將絲膠含量適宜的蛾區(qū)個體為選留個體。

2.2.3 提高強(qiáng)健性的選育措施

為了提高新品種的強(qiáng)健性，選育過程中以高溫多濕飼養(yǎng)環(huán)境為主，全年飼養(yǎng)3～5代，根據(jù)不同季節(jié)分別開展常溫常濕環(huán)境下的主要性狀選育和高溫多濕環(huán)境下的強(qiáng)健性篩選，前者在3月和9月份開展，后者在5月、6月和8月份開展；大小蠶期均以28～30 ℃、相對濕度90%～95%的高溫多濕與27～28 ℃、相對濕度80%～90%的常溫常濕相結(jié)合的環(huán)境進(jìn)行飼養(yǎng)；全齡每日三回育，4齡、5齡期不選葉。

2.2.4 絲膠繭特殊性狀基因的穩(wěn)定性驗證

在絲膠繭新品系選育到F9、F10目標(biāo)性狀基本固定時，開始對絲膠繭性狀基因的純合性開展驗證。采用“1雄交2雌”和“同蛾區(qū)雌交配”兩套制種方法驗證絲膠繭顯性基因+Nds/+Nds在雌、雄蠶個體中的純化?！?雄交2雌”法為絲膠繭品系同一雄性個體先與本品系雌性個體交配留種繼代，拆對完后再與另一常規(guī)品種的雌性個體雜交，對應(yīng)蛾區(qū)分別飼養(yǎng)，兩蛾區(qū)全都結(jié)白色絲膠繭，所對應(yīng)的母種區(qū)才入選留種繼代，此法確定雄性個體絲膠繭性狀基因的純合；與此同時又配合“同蛾區(qū)雌交配”法確定雌性個體絲膠繭性狀基因的純合，此法在制好母種的同一蛾區(qū)中選雌性個體與常規(guī)品種雄性個體雜交，所得蛾區(qū)蠶卵飼養(yǎng)后上蔟全結(jié)白色絲膠繭，其對應(yīng)母種蛾區(qū)才能確定為入選蛾區(qū)。

3 新品種及其雜交組合的選育與鑒定成績

3.1 新品種的實驗室選育成績

日系新品種N春光N7的實驗室歷代選育成績見表1。

表1 日系絲膠繭家蠶新品種N春光N7的選育世代成績(2010-2016年)

3.2 新品種雜交組合實驗室聯(lián)合飼養(yǎng)鑒定成績

新品種雜交組合桂蠶6號于2016年的5、8月份分2批在廣西蠶業(yè)技術(shù)推廣站進(jìn)行實驗室鑒定，然后提交省級家蠶品種鑒定機(jī)構(gòu)組織開展省級實驗室聯(lián)合飼養(yǎng)鑒定。2017—2018年分別在4—6月份和8—10月份由廣西區(qū)蠶業(yè)技術(shù)推廣站、河池市蠶種場、貴港市蠶種場、柳州市蠶種場等4個鑒定點組織實驗室聯(lián)合飼養(yǎng)鑒定試驗。

2016年自行安排桂蠶6號進(jìn)行實驗室鑒定的成績：結(jié)繭率92.56%、蟲蛹率94.44%，齡期經(jīng)過與對照品種兩廣二號相仿，具有只結(jié)白色絲膠繭的特殊性狀，絲膠繭率達(dá)100%(不包含裸蛹)，全繭量1.364 g，繭層率4.40%，絲膠蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)98%以上。

2017—2018年實驗室聯(lián)合飼養(yǎng)鑒定的成績見表2。桂蠶6號的結(jié)繭率為92.40%，比對照品種兩廣二號低3.43%；裸蛹率4.20%，蟲蛹生命率94.73%，比對照品種高1.39%，結(jié)絲膠繭率100%(不包含裸蛹)；全繭量1.641 g，比對照品種高0.127 g，繭層率4.27%；萬頭產(chǎn)繭量15.043 kg，比對照品種高0.542 kg；萬頭繭層量為0.637 kg。

表2 家蠶新品種雜交組合桂蠶6號2017-2018年的實驗室聯(lián)合鑒定成績

3.3 農(nóng)村試養(yǎng)鑒定成績

桂蠶6號于2018年5—6月和8—9月，在廣西的象州、環(huán)江、柳州、貴港、宜州等5個縣(市、區(qū))鑒定點聯(lián)合組織開展農(nóng)村飼養(yǎng)鑒定試驗(表3)。試養(yǎng)桂蠶6號的張種產(chǎn)繭量約33.59 kg，比對照品種兩廣二號低0.90 kg；死籠率為2.88%，比對照品種高0.92%，公斤繭粒數(shù)為680粒，比對照品種少24粒。

表3 家蠶新品種雜交組合桂蠶6號2018年的農(nóng)村試養(yǎng)鑒定成績

3.4 繭層絲膠蛋白和各種氨基酸的含量測定

將桂蠶6號和對照品種兩廣二號的繭層樣送至廣西出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術(shù)中心，依據(jù)紡織標(biāo)準(zhǔn)《蠶絲含膠率試驗方法》(FZ/T 40004-2009)測試?yán)O層絲膠蛋白含量。檢測結(jié)果(表4)顯示：兩廣二號樣繭的絲膠蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26.77%，桂蠶6號在實驗室飼養(yǎng)采集的樣繭中絲膠蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.43%，在農(nóng)村飼養(yǎng)采集樣繭中絲膠蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)99.70%。依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《蠶絲氨基酸的測定》(GB/T 32016-2015)測試桂蠶6號繭層中的各種氨基酸含量(表5)，其中：天門冬氨酸質(zhì)量比為154.1 mg/g，比對照品種兩廣二號高73.5 mg/g；丙氨酸質(zhì)量比為36.6 mg/g，比對照品種低133.4 mg/g；絲氨酸質(zhì)量比為260.9 mg/g，比對照品種高81.5 mg/g；谷氨酸質(zhì)量比71.8 mg/g，比對照品種高18.5 mg/g；甘氨酸質(zhì)量比79.6 mg/g，比對照品種低138.9 mg/g；精氨酸質(zhì)量比為42.1 mg/g，比對照品種高18.2 mg/g。桂蠶6號絲膠繭繭層中天門冬氨酸、絲氨酸、谷氨酸、精氨酸高于常規(guī)品種，而丙氨酸、甘氨酸遠(yuǎn)高于常規(guī)品種，與絲膠蛋白的氨基酸種類及含量吻合。

表4 家蠶新品種雜交組合桂蠶6號的繭層絲膠蛋白含量

表5 家蠶新品種雜交組合桂蠶6號繭層中的主要氨基酸含量

4 原種及一代雜交種的性狀

4.1 原種性狀

4.1.1 中系原種9·芙

9·芙為二化含有多化性血緣的四眠雜交原種。產(chǎn)越年卵褐綠色，卵殼白色，蟻蠶體色呈黑褐色。克蟻約2 300頭，蠶卵孵化齊一，蟻蠶有比較強(qiáng)的趨密性。各齡期幼蟲眠起齊一，蠶兒食桑旺盛，行動活潑，體質(zhì)強(qiáng)健，抗高溫多濕能力比較強(qiáng)，容易飼養(yǎng)，對不良葉質(zhì)的適應(yīng)性較好。稚蠶趨密性、趨光性也較強(qiáng)；壯蠶體色青白粗壯，大小勻整，老熟齊一，上蔟結(jié)繭快而齊。繭形橢圓，繭色白凈，縮皺中等，繭體結(jié)實。如果飼養(yǎng)等環(huán)境控制不適當(dāng)，容易產(chǎn)不越年卵；蛹后期發(fā)蛾齊，雄蛾活潑，交配性能好，雌蛾產(chǎn)卵較快，產(chǎn)附平整[4]。

4.1.2 日系原種 N春光N7

N春光N7為二化含多化性血緣的四眠品種。越年卵顯紫褐色，卵殼白色，蟻蠶體色呈黑褐色，單蛾卵量約360粒，蠶卵孵化齊一。壯蠶體色青白，素蠶；幼蟲期各齡眠起較齊一，蠶兒行動活潑，食桑旺盛，抗高溫多濕能力也較強(qiáng)，對不良葉質(zhì)適應(yīng)性較好，容易飼養(yǎng)。熟蠶適宜捉偏老熟個體，上蔟只吐絲膠蛋白結(jié)出白色絲膠繭，繭色均勻。

4.2 一代雜交種性狀

9·芙×N春光N7為含多化性血緣的二化四眠夏秋用“中·中×日”三元雜交組合，以生產(chǎn)天然白色絲膠蛋白為飼養(yǎng)目的。該組合產(chǎn)的越年卵顯淡褐色，孵化齊一，克蟻約有2 400頭。幼蟲期各齡眠起齊一，蠶兒行動活潑，食桑旺盛，體質(zhì)強(qiáng)健，抗高溫多濕性能比較強(qiáng)，對不良葉質(zhì)適應(yīng)性較好，容易飼養(yǎng)；壯蠶素斑，熟蠶上蔟整齊統(tǒng)一，蔟中只結(jié)白色絲膠繭。