家蠶長(zhǎng)期蛹種質(zhì)新材料的創(chuàng)制

劉俊鳳　張浩仁　劉彬斌　張智勇　韓斌　胡春梅　杜周和

(四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)研究所，四川　南充　637000)

長(zhǎng)期蛹意指蛹期發(fā)育經(jīng)過(guò)比常規(guī)品種延長(zhǎng)1倍以上的家蠶品種。長(zhǎng)期蛹家蠶品種具有特殊利用價(jià)值：對(duì)傳統(tǒng)繭絲產(chǎn)業(yè)而言，長(zhǎng)期蛹品種可以推遲蠶蛹羽化時(shí)間，緩解鮮繭收烘壓力甚至不烘繭實(shí)現(xiàn)鮮繭繅絲[1,2]；對(duì)基因工程產(chǎn)業(yè)而言，蛹期無(wú)需喂食，易于實(shí)現(xiàn)無(wú)菌操作，是實(shí)施生物工程操作的最佳時(shí)期，蛹期經(jīng)過(guò)長(zhǎng)，反應(yīng)時(shí)間充足，有利于提高目標(biāo)生成物產(chǎn)量；對(duì)蠶業(yè)資源多元化開(kāi)發(fā)而言，長(zhǎng)期蛹有利于新鮮蠶蛹的長(zhǎng)期供應(yīng)等等[3]。我國(guó)是世界蠶業(yè)發(fā)源地，野桑蠶(Bombyxmandarina)資源及其豐富，其中蘊(yùn)藏著許多寶貴的基因資源[4，長(zhǎng)期蛹就是其中重要一類[5]。將長(zhǎng)期蛹基因?qū)爰倚Q，可以創(chuàng)制出家蠶長(zhǎng)期蛹種質(zhì)資源新類型,豐富家蠶育種親本素材。

1　材料與方法

1.1供試材料

野桑蠶：四川南充野外捕捉。

家蠶：一代雜交種“871×872”、華系母種“東豐”，本所育種研究室保存。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1野蠶長(zhǎng)期蛹基因獲得與導(dǎo)入家蠶。收集捕捉到野桑蠶幼蟲(chóng)23頭，蠶體開(kāi)差較大(估計(jì)是孵化時(shí)間不同所致)，體色暗色。室內(nèi)飼養(yǎng)過(guò)程中死亡8頭，15頭正常營(yíng)繭，蠶繭較小，繭形紡錘狀，一端鈍圓，一端尖頭，繭色淡黃；其中有一粒雄蛹蛹期經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)48d(其全繭量1.01g，繭層量0.165g，繭層率16.34%)，待其羽化后選擇蛹期發(fā)育經(jīng)過(guò)長(zhǎng)的個(gè)體與家蠶雜交將其長(zhǎng)期蛹基因?qū)爰倚Q。因所內(nèi)春蠶結(jié)束，無(wú)母種蠶蛾與其對(duì)交，選用農(nóng)村生產(chǎn)用一代雜種“871×872”雌與其對(duì)交[6]，獲得攜帶長(zhǎng)期蛹基因的基礎(chǔ)材料(受精卵1圈)，命名為“LPF”。

1.2.2家蠶長(zhǎng)期蛹性狀保持系建立。“LPF”基礎(chǔ)材料自交，后代發(fā)生性狀分離，熟蠶單頭裝繭袋營(yíng)繭，準(zhǔn)確記錄蛹期發(fā)育經(jīng)過(guò)，選擇蛹期發(fā)育經(jīng)過(guò)長(zhǎng)的雌雄個(gè)體留種，級(jí)進(jìn)對(duì)交制種(蛹期經(jīng)過(guò)最長(zhǎng)的雌和蛹期經(jīng)過(guò)最長(zhǎng)的雄交配，蛹期經(jīng)過(guò)次長(zhǎng)的雌和蛹期經(jīng)過(guò)次長(zhǎng)的雄交配，余類推)。以后各代均如此自交選擇留種，直至長(zhǎng)期蛹性狀基本穩(wěn)定。

1.2.3家蠶長(zhǎng)期蛹基礎(chǔ)材料改良。為盡快獲得遺傳穩(wěn)定的長(zhǎng)期蛹材料，早期世代主要對(duì)蛹期經(jīng)過(guò)性狀嚴(yán)加選擇，所得材料蛹期經(jīng)過(guò)長(zhǎng)，但健康性和經(jīng)濟(jì)性狀相對(duì)較差。為改善其實(shí)用性狀，選用健康性和經(jīng)濟(jì)性狀較好的家蠶為回交親本與其雜交，在保證蛹期經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的前提下選擇健康性和經(jīng)濟(jì)性較好的個(gè)體留種。多代回交，重點(diǎn)選擇長(zhǎng)期蛹性狀，同時(shí)兼顧健康性和經(jīng)濟(jì)性選擇，直至得到長(zhǎng)期蛹性狀遺傳穩(wěn)定、健康性和經(jīng)濟(jì)性狀也較好的長(zhǎng)期蛹種質(zhì)資源新材料。

2　結(jié)果與分析

2.1野蠶基因?qū)倚Q蛹期發(fā)育經(jīng)過(guò)的影響

將LPF催青飼養(yǎng)，一齡和二齡起蠶逸散性很強(qiáng)，三齡后逸散性減弱，幼蟲(chóng)暗色斑，全齡經(jīng)過(guò)17天；結(jié)繭168粒，黃繭，繭形紡錘狀，平均全繭量0.869g，繭層量0.156g，繭層率17.95%。選擇蛹期經(jīng)過(guò)長(zhǎng)(32天以上)的雌雄蛹對(duì)交制得“LPF”一代雜交種5圈(“LPF-1”)。

將“LPF-1”5圈蠶種混合收蟻為一區(qū)飼育，幼蟲(chóng)體色斑紋分化，出現(xiàn)暗色蠶、白蠶和普斑蠶；繭色也分化出黃色、淡黃色、淡綠色和白色四種；蛹期經(jīng)過(guò)長(zhǎng)短不一，且多數(shù)個(gè)體蛹期經(jīng)過(guò)較短，長(zhǎng)期蛹個(gè)體極少。參考繭形繭質(zhì)等指標(biāo)，選擇幼蟲(chóng)暗色斑紋、繭色淡黃、蛹期31天的雌蛾一只和幼蟲(chóng)白蠶、繭色淡綠、蛹期31天的雄蛾1只對(duì)交，制得“LPF-2”蠶種1圈。

飼養(yǎng)“LPF-2”，幼蟲(chóng)期有暗色斑蠶、白蠶、普斑蠶；幼蟲(chóng)各齡期和蛹期病死蠶(蛹)多，僅剩2頭雄蛹正常羽化，其中一頭蛹期經(jīng)過(guò)31天，另一頭僅13天(淘汰)。

2.2家蠶長(zhǎng)期蛹育種素材的創(chuàng)制

將健康性和經(jīng)濟(jì)性狀較優(yōu)的華系家蠶母種“東豐”雌與“LPF-2”長(zhǎng)期蛹個(gè)體雄雜交，以改善后代的經(jīng)濟(jì)性狀和健康性，得到“野華”基礎(chǔ)材料。“野華”基礎(chǔ)材料自交進(jìn)行系統(tǒng)選擇，分離得到“野華1”、“野華2”、“野華3”、“野華4”和“野華5”5個(gè)長(zhǎng)期蛹基礎(chǔ)育種素材。

圖1　野華各材料選育系譜圖

注：“♀3×♂3 +♀7×♂7”表示第3號(hào)雌蛾與第3號(hào)雄蛾相交、第7號(hào)雌蛾與第7號(hào)雄蛾相交，兩個(gè)卵圈混合收蟻為一個(gè)飼育區(qū)，余類推。

表1　野華各代幼蟲(chóng)-繭-蛹特征

注：蛹期經(jīng)過(guò)指留種入選個(gè)體必須達(dá)到的最短蛹期發(fā)育經(jīng)過(guò)。

3　結(jié)論與討論

3.1優(yōu)良品種選育推廣是提高蠶繭產(chǎn)量和質(zhì)量最直接、最有效的手段。然而，骨干育種親本數(shù)量太少、親本間親緣關(guān)系太近已成為當(dāng)前制約我國(guó)突破性新蠶品種育成的瓶頸；主要依靠從國(guó)外引進(jìn)使用的路線已經(jīng)行不通，發(fā)掘和創(chuàng)制新型種質(zhì)資源已成為我國(guó)蠶業(yè)發(fā)展的緊迫課題。創(chuàng)新種質(zhì)資源，培育適合不同用途的家蠶特色新品種，不僅可以開(kāi)拓蠶業(yè)應(yīng)用新領(lǐng)域，拓展行業(yè)發(fā)展空間，而且可以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效，獲取高額附加值，大幅提高蠶業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

3.2習(xí)慣性認(rèn)為野蠶長(zhǎng)期生活在野外惡劣環(huán)境條件下，通常具有較強(qiáng)的抗病、抗逆力，家蠶導(dǎo)入野蠶血緣后其健康性一定會(huì)大幅提高，其實(shí)不然。家蠶經(jīng)過(guò)幾千年的人工選擇馴化，其實(shí)用經(jīng)濟(jì)性狀和抗性都已達(dá)到相當(dāng)高水平，且表現(xiàn)出優(yōu)良的群體抗性。野蠶具有豐富的多樣性，對(duì)復(fù)雜野生環(huán)境的適應(yīng)機(jī)制也表現(xiàn)出多樣性[7,8]，其中也應(yīng)當(dāng)存在對(duì)病原因子和惡劣氣候因子具有直接抗性的個(gè)體。但人們隨機(jī)捕捉到的少數(shù)個(gè)體不一定剛好具有這種抗性基因，因此野蠶血緣改善家蠶抗性并非必然結(jié)果，這對(duì)家蠶抗性育種的技術(shù)設(shè)計(jì)也許可以提供有益參考。

3.3將野桑蠶長(zhǎng)期蛹基因雜交導(dǎo)入家蠶，經(jīng)過(guò)分離選擇和系統(tǒng)選育得到幼蟲(chóng)具有斑紋限性特征、蛹期經(jīng)過(guò)長(zhǎng)、健康性和經(jīng)濟(jì)性狀較好的育種素材5個(gè)，豐富了家蠶育種的親本選擇。創(chuàng)制的5個(gè)新材料特色鮮明，蛹期經(jīng)過(guò)長(zhǎng)、健康性和經(jīng)濟(jì)性較好、具有幼蟲(chóng)斑紋限性特征，應(yīng)當(dāng)具有較大應(yīng)用價(jià)值，但其在育種應(yīng)用中的配合力需要進(jìn)一步測(cè)定。

3.4本研究中應(yīng)用“LPF-2”雄蛾與日系母本二交技術(shù)，采用相似的選育過(guò)程還創(chuàng)制出3個(gè)日系長(zhǎng)期蛹素材，限于本文篇幅，將另文報(bào)道。