精品论文

不同批量诱导方法对家蝇幼虫生长发育影响的实验与分析

褚夫江1, 2,刘文彬1, 2,吴玉萍1, 2,朱家勇1, 2*

(1. 广东省生物活性药物研究重点实验室,广东 广州,510006;2. 广东药学院基础学院,广东 广州,510006)

摘  要:通过冷刺激、热刺激、冷热刺激、超声刺激及紫外照射刺激等批量诱导方法对家蝇幼虫存活率、生长期、化蛹及羽化等发育影响的比较实验,发现冷刺激、热刺激对家蝇幼虫的生长发育影响较大,冷热刺激、超声刺激和紫外照射刺激对幼虫的生长发育影响相对较小。

关键词:家蝇幼虫,批量诱导

中图分类号:Q959.226    文献标识码:A

基金项目:广东省战略性新兴产业核心技术攻关项目(项目编号:2012A080800016);广东省自然科学基金(项目编号:S2013040014444)资助

 

0 前言

昆虫经诱导后,体内能迅速产生或增加许多体液免疫因子,如凝集素、溶菌酶、抗菌肽等,其中抗菌肽是昆虫体液免疫中重要的抗菌因子。昆虫抗菌肽具有相对分子质量低、热稳定和广谱高效抗菌活性,而且不同于现有的抗生素的抗菌机理,已经成为昆虫学、生理学及药理学等生命科学研究的热点[1]。研究发现,不同的诱导源,如生物的、化学的、物理的因子均可诱导昆虫产生抗菌肽[2]。家蝇表现出极强的适应恶劣环境的能力,对其免疫防御体系的研究具有理论意义和应用价值[3]。随着蝇蛆养殖业的发展,规模和开发层次逐渐扩大和加深,批量化诱导家蝇幼虫富集抗菌肽等生物活性物质的方法和技术逐渐受到研究人员的重视。而鉴于对后续生产安全性、可操作性的考虑,物理诱导方法更具研究价值。前期研究中,课题组明确了家蝇生长发育各阶段抗菌肽基因表达的情况[4]。在此基础上,本研究对可批量化诱导家蝇幼虫的常用的物理方法,如冷刺激、热刺激、冷热刺激、超声刺激、紫外照射刺激等方法,对家蝇幼虫生长发育的影响进行了比较和分析,为进一步推动蝇蛆的科学养殖提供一定的实验依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 种蝇 由广东省疾病预防与控制中心提供。

1.1.2 蝇笼 采用50cm×50cm×80cm规格的不锈钢三角框架制成,底部为不锈钢薄板,内以可自由取出的不锈钢条固定尼龙纱网,其中一端辅以长30cm纱布做成的长筒袖套,便于进行换水换食。

1.1.3 集卵器 采用100ml塑料烧杯,内放约1/3的诱集产卵的物质,即用万分之一碳酸氨水与果汁混合拌麦麸、奶粉、EM菌液,半干捏之成团触之即散,以便于成蝇钻入产卵。

1.1.4 幼虫饲养盒 采用25cm×25cm×50cm塑料箱,上盖纱网。

1.1.5 饲料 成蝇饲料为粉末状葡萄糖;幼虫饲料按照如下配方配制:麦麸:1000g,奶粉:50g,EM菌液:50ml1000倍稀释后液体,用适量的水混匀,调节PH值至6.5~7.0。

1.2 饲养管理

每个蝇笼内成蝇以800~1000头,每天保持光照时间12h、温度26~28℃、湿度70%~80%。成蝇羽化后3天在笼中放入集卵器,每天在12时和18时各收集1次。幼虫孵化后根据生长情况、幼虫密度以及饲料消耗情况,及时更换新鲜饲料。收集幼虫时先在上方光照照射15min,使幼虫钻爬到饲料的下方,将上方大部分消化过的饲料去除,然后将幼虫及剩余的少部分饲料一起放入托盘中在风扇下吹30min,可将剩余的饲料全部吹净。

1.3 幼虫的批量诱导

冷刺激:将3龄幼虫置于冰上放置15min,室温下放置30min,重复三次;热刺激:将3龄幼虫置于恒温水浴锅中45℃水浴10min,室温放置30min,重复3次;冷热刺激:将3龄幼虫先在冰上放置5min,然后在45℃水浴3min,重复3次;超声刺激:将3龄幼虫收集后,放入烧杯中,加入适量蒸馏水,以没过虫体为佳,在超声清洗仪中以功率50W、50Hz处理1min;紫外照射刺激:将3龄幼虫与饲料分离,紫外灯下照射30min。每个处理组幼虫数量为30只,并设3个平行处理组,诱导处理后正常饲养,观察幼虫生长状态,计算化蛹率及羽化率。

1.4 统计分析

实验数据以平均数与标准差(±s)表示,应用SPSS13.0统计软件分析处理。组间两两比较,采用单因素方差分析(One-way ANOVA),P<0.05表示有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 不同诱导方法对家蝇幼虫存活率及生长期的影响

幼虫诱导后,观察幼虫存活情况,记录幼虫发育到化蛹的时间。结果显示,相对正常对照组,各组家蝇幼虫经诱导处理后,存活率和生长期均降低。其中热刺激处理组幼虫存活率和生长期降低最为显著;冷热、超声及紫外照射刺激对幼虫的存活及生长影响相对较小(见表1)。

表1 不同诱导方法对家蝇幼虫存活率及生长期的影响(n=3)

存活率(%) 生长期(h)
正常对照 100 70.5±5.6
冷刺激 85.2±8.3** 32.5±5.4**
热刺激 74.1±7.5** 28.6±4.3**
冷热刺激 95.4±1.2** 65.3±6.2**
超声刺激 90.4±2.0** 52.3±5.2**
紫外照射刺激 97.1±1.0** 68.9±6.7**

**表示与正常对照组比较,P<0.01

2.2 不同诱导方法对家蝇幼虫化蛹率及蛹重的影响

待幼虫完全化蛹后,计算化蛹率,并称量蛹的重量。与正常对照组相比,各个处理组化蛹率均降低;部分幼虫停留在3龄阶段即出现表皮褐化,蛹的个体较小,端部较尖,除冷热刺激处理组外,蛹的平均重量降低明显(见表2)。

表2 不同诱导方法对家蝇幼虫化蛹率及蛹重的影响(n=3)

化蛹率(%) 蛹重(mg)
正常对照 98.0±1.0 20.66±0.57
冷刺激 61.6±3.5** 15.67±0.58**
热刺激 52.3±2.1** 14.33±0.45**
冷热刺激 85.7±2.9** 19.33±0.47
超声刺激 71.7±1.5** 17.04±1.08**
紫外照射刺激 81.7±1.5** 18.42±1.15**

**表示与正常对照组比较,P<0.01

2.3 不同诱导方法对家蝇幼虫羽化率及成蝇形态的影响

蛹期结束后,蛹壳前端破裂,成蝇从破裂处爬出,几丁质表皮变硬、变暗,翅膀伸展开,至可飞行状态。乙醚麻醉后,观察成蝇形态,并计算羽化率。结果显示,相对正常对照组,冷刺激、热刺激和超声刺激处理组羽化率降低显著,且成蝇个体较小,出现残翅现象;冷热刺激和紫外照射刺激处理组羽化率降低不明显,成蝇形态正常(见表3)。

表3 不同诱导方法对家蝇幼虫羽化率及成蝇形态的影响(n=3)

羽化率(%) 残翅率(%)
正常对照 95.7±2.1 1.53±0.32
冷刺激 47.0±1.3** 11.46±0.74**
热刺激 35.7±1.8** 14.00±1.51**
冷热刺激 76.3±1.5** 7.43±0.90**
超声刺激 65.8±1.9** 9.88±0.43**
紫外照射刺激 51.7±2.4** 16.67±0.78**

**表示与正常对照组比较,P<0.01

3 讨论与结论

家蝇是开发利用较早的资源昆虫之一,我国家蝇的工厂化养殖和开发利用始于20世纪80年代初,90年代进入高速发展时期。家蝇幼虫具有丰富的营养成分、完美营养配比和独特的抗菌物质,其工厂化养殖为生产动物蛋白和减少抗生素使用开辟了一条新途径[5]。家蝇幼虫经诱导后,其体内的抗菌物质的表达明显升高。各种批量进行的诱导方式逐渐引入蝇蛆养殖领域,那么这些方法对家蝇幼虫的生长发育如何呢?本研究就冷刺激、热刺激、冷热刺激、超声刺激、紫外照射刺激等方法处理后家蝇幼虫的存活率、生长期、化蛹及羽化的影响进行了初步的比较。

家蝇3龄幼虫在诱导后48~36h,体内的抗菌活性物质表达达到高峰期[6]。为尽可能多的富集抗菌活性物质,幼虫诱导后的生长期最好大于36h。结果表明,各组家蝇幼虫经诱导处理后,存活率和生长期均降低。其中冷刺激、热刺激诱导处理的幼虫生长时间均小于36h,温度对幼虫的发育具有十分重要的作用[7]。冷热、超声、紫外照射刺激对幼虫存活和生长影响较小。存活幼虫进一步生长发育至蛹期,冷刺激和热刺激对幼虫的化蛹也具有明显的影响,这两组幼虫的化蛹率降低显著,且蛹的重量降低明显;冷热、超声、紫外照射刺激对幼虫的化蛹率及蛹重量的影响相对较小,从数据上看这与幼虫生长期基本保持一致。蛹的重量降低与后续的羽化密切相关[8]。蛹期结束后,成蝇自蛹壳中钻出,冷刺激和热刺激处理的幼虫化蛹成功率降低明显,成蝇的残翅率升高;冷热、超声、紫外照射刺激对幼虫的羽化率影响相对较小,但紫外照射刺激幼虫羽化后的残翅率高于其他各组,这表明紫外线对幼虫发育的影响强于对幼虫生长的影响。

综合以上,冷刺激、热刺激对家蝇幼虫的生长发育影响较大,冷热刺激、超声刺激和紫外照射刺激对幼虫的生长发育影响相对较小。如何平衡幼虫生长发育和富集体内活性物质之间的矛盾有待进一步的深入。

参考文献

[1] 高琳琳,李卫东.昆虫抗菌肽及其应用研究进展[J].中国病原生物学杂志,2010,5(9):710-712.

[2] 涂涛田,吴建伟.昆虫抗菌肽诱导进展[J].中国热带医学,2012,12(11):1408-1411.

[3] 周刚,申红,王俊刚,等.蝇蛆抗菌肽的诱导及其抗菌性能研究[J].中国畜牧兽医,2013,40(7):120-123.

[4] 金小宝,王艳,朱家勇,等.家蝇生长发育各阶段抗菌肽基因表达情况的研究[J].中国寄生虫学与寄生虫病杂志,2008,26(3):187-190.

[5] 刘传会,陈志红.蝇蛆营养成分及其饲用价值研究进展[J].南方农业学报,2012,43(5):705-709.

[6] 王艳,金小宝,朱家勇,等.家蝇抗菌肽基因的表达模式研究[J].中国科学C辑:生命科学,2009,39(7):685-691.

[7] 刘流,万启惠,贺莉芳.温度和光周期对家蝇幼虫滞育的影响[J].遵义医学院学报,2006,29(1):21-22.

[8] 杨东升,张金桐,王宁,等.川楝素和印楝素对家蝇生长发育及繁殖的影响[J].中国媒介生物学及控制杂志,2002,13(3):185-188.

 

作者简介:褚夫江(1980-),男,医学博士,助理研究员,主要从事昆虫活性物质功能研究。

*为本文通讯作者

---------------

本文已公开发表在《农业与技术》杂志2014年第05期