低溫冷藏對黃粉蟲蛹化和羽化的影響

馬雅莉 段文艷 蘇亞輝 武帥 王海香

摘要：為明確低溫冷藏對黃粉蟲生長發育的影響，本試驗以生長狀況良好的黃粉蟲老熟幼蟲為研究對象，分別在4℃和-4℃的條件下進行5、10、15、20、25、30 d低溫處理，測定不同處理下的蛹化率、羽化率、蛹化歷期和羽化歷期等指標。結果表明，4℃低溫冷藏對本試驗研究意義不大，當冷藏時間長于5 d時，隨著冷藏時間的延長，黃粉蟲耐受力逐漸減弱，黃粉蟲幼蟲存活率顯著下降;-4℃冷藏5 d是保存黃粉蟲種源較適宜的溫度和時間。

關鍵詞：黃粉蟲;低溫冷藏;蛹化;羽化

中圖分類號：S433.7文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2019）07-0092-04

黃粉蟲（Tenebrio molitor L.）隸屬鞘翅目（Coleoptera）擬步行蟲科（Tenebrionidae），作為一種具有開發潛力的資源，現已應用于食品、醫藥保健以及飼料等行業的研究領域[1，2]。同時，它是一種室內易擴繁的試驗種群，主要用于生物降解、營養價值、飼養管理[3-5]等方面研究。溫度是影響昆蟲生命活動的重要因素[6]，科研工作者研究了黃粉蟲與適溫、極端低溫之間的關系，得出其幼蟲在5～35℃內可正常存活，24～28℃為最適發育溫度[2，7，8];張志建[9]認為黃粉蟲具有較強的耐寒性，一部分個體可以安全度過-18℃至-8℃的低溫條件;石萌[10]得出黃粉蟲體內抗凍蛋白在低溫下能提高其耐寒性。

低溫冷藏能夠對特定昆蟲的繁殖產生一定影響，其研究可對室內種群繁殖和種源保存提供一定的理論依據。李水泉等[11]研究了10℃低溫冷藏條件下草蛉卵與蛹的生長發育狀況，得出卵的最佳冷藏天數為10 d，蛹的最佳冷藏天數為30 d，蛹是最佳冷藏蟲態。徐偉麗等[8]研究了4～6℃條件下，冷藏時間對亞洲玉米螟蛹的發育歷期、羽化率的影響，得出最佳冷藏時間為5 d，不超過15 d。張李香等[12]研究經10℃冷藏不同蟲期啊氏嚙小蜂的出蜂率和發育歷期，認為蛹期冷藏并將時間控制在70 d以內效果最好。目前，低溫冷藏與昆蟲生長發育的影響已有不少論述，但對黃粉蟲耐寒性的研究較少，尤其是低溫條件對黃粉蟲生長發育的影響鮮見。為此，本試驗以同齡黃粉蟲老熟幼蟲為材料，研究低溫冷藏對黃粉蟲蛹化和羽化的影響，旨在為提高黃粉蟲飼養技術提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試黃粉蟲（T. molitor ）老熟幼蟲由山西農業大學森林保護養蟲室提供，在適宜飼養條件[溫度（25±2）℃，相對濕度為（45±5）%，幕布調節光照度，定期喂養麩皮和蔬菜]下多代馴化培養。挑選蟲體健康、體長和蟲齡一致的老熟幼蟲備用。

1.2 試驗設計

2017年4月15日開始將挑選出的老熟幼蟲分別于-4℃和4℃冷藏室冷藏5、10、15、20、25、30 d，后取出在常溫（25±2）℃、相對濕度為（45±5）%的養蟲室中飼養。每處理重復3次，共計30頭黃粉蟲。以試驗開始時放置于常溫（25±2）℃、相對濕度為（45±5）%條件下培養的黃粉蟲為對照（CK）。

1.3 測定指標及方法

4月20日開始記錄兩處理組冷藏5 d處理下的試驗指標，依次間隔5 d開始其它處理記錄。自開始記錄后，每隔2 d記錄各處理中黃粉蟲蛹化和羽化的數量和時間，直至全部成蟲羽化或者連續5 d無成蟲羽化為止。對照自試驗開始時每隔2 d進行該指標統計。蛹化歷期（d蛹）指黃粉蟲從冷藏處理完成幼蟲狀態至化蛹所經歷的時間。羽化歷期（d羽）指黃粉蟲由蛹羽化至成蟲所經歷的時間。根據黃粉蟲蛹化和羽化數量計算蛹化率和羽化率，由蛹化和羽化時間計算蛹化歷期和羽化歷期，計算公式如下：

蛹化率（%）=蛹化數/幼蟲總數×100;

羽化率（%）=羽化數/幼蟲總數×100;

存活率（%）=幼蟲至成蟲階段的存活數/幼蟲總數×100。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2019進行數據整理及作圖，利用SPSS 23.0軟件進行數據分析，用多因素方差分析檢驗低溫冷藏對黃粉蟲蛹化及羽化的影響，用線性回歸方法分析黃粉蟲蛹化和羽化指標與冷藏天數之間的相關程度。

2 結果與分析

2.1 低溫冷藏對黃粉蟲蛹化率和羽化率的影響

由表1可以看出，-4℃處理組內，冷藏5 d的蛹化率與CK差異不顯著;冷藏5 d以上各處理蛹化率均低于20%，顯著低于CK，蛹化抑制率均高于75%。4℃冷藏5、25 d處理下的蛹化率與CK無顯著差異，但當冷藏時間達到15、20、30 d時差異顯著。-4℃冷藏5 d與4℃冷藏10 d無顯著差異，蛹化率均在60%以上。

-4℃和4℃低溫冷藏下各處理的羽化率與CK均存在顯著差異。其中，-4℃冷藏條件下各處理羽化率均低于50%，當冷藏時間超過5 d時，羽化抑制率達65%以上;4℃時冷藏20 d處理下羽化率最低，為22.2%，15 d次之，5 d與10 d處理的羽化率無差異且均高于55%（表1）。

由表2可以看出，-4℃和4℃冷藏條件下各處理黃粉蟲的蛹化歷期均隨冷藏時間的延長而逐漸縮短，除4℃冷藏5 d處理下蛹化歷期顯著高于CK外，其它處理均與CK無顯著差異。4℃和-4℃兩處理組的黃粉蟲羽化歷期均低于CK，且各組內黃粉蟲羽化歷期均無顯著差異。

由表3可以看出，-4℃處理組下各處理黃粉蟲存活率均隨冷藏時間的延長而下降，而4℃處理組下各處理存活率則隨冷藏時間的延長呈先下降后上升的趨勢。其中，-4℃冷藏超過25 d的幼蟲存活率僅為2.2%，并且將其置于常溫下喂養時，黃粉蟲幼蟲蟲體發黑、干縮，生命活動停止。

2.2 低溫冷藏時間與黃粉蟲蛹化和羽化的相關性

由圖1可以看出，-4℃條件下，冷藏天數與黃粉蟲蛹化率（P=0.035，R2=0.7114）、羽化率（P=0.012，R2=0.8264）間線性擬合度高、相關性強，表明-4℃低溫冷藏對黃粉蟲蛹化率的影響較強。而4℃條件下，冷藏天數與黃粉蟲蛹化率、蛹化率的回歸顯著性檢驗P 值均大于0.05，說明該溫度下試驗設置的冷藏天數的梯度均不能很好地反映冷藏時間與蛹化率、羽化率之間的相關關系。

4℃和-4℃條件下，冷藏時間與蛹化歷期呈明顯的負相關關系，設置的試驗梯度能較好地反映蛹期的變化程度。4℃和-4℃低溫冷藏兩處理組的羽化歷期與冷藏天數間的線性回歸效果不顯著（P>0.05），線性方程擬合程度不高，相關關系不明顯（圖1）。

3 討論與結論

昆蟲屬變溫動物，溫度是影響其生長發育的重要環境因子[13]，也是對其免疫系統產生重要影響的一個因素[14]。普通低溫條件下，大多數昆蟲在不同發育階段有著不同的過冷卻點[15]。冬季溫度過低，昆蟲受低溫脅迫時，可以通過調控相關抗寒基因合成抗逆物質，增加細胞內抗凍蛋白和熱休克蛋白以提高抗寒能力，保護機體不受低溫傷害[16]。

-4℃和4℃是低于常規發育起點溫度（10℃）又介于結冰溫度左右的兩種溫度。4℃條件下，隨著冷藏時間的延長，黃粉蟲蛹化率和羽化率分別呈先減少后增加再減少、先增加后減少再增加再減少的規律，推測由于黃粉蟲受到低溫冷藏脅迫，體內合成抗逆物質，并激活抗冷防御免疫機能，導致蛹化率和羽化率的改變。在4℃低溫冷藏5 d時，黃粉蟲體內的抗冷生化物質剛開始產生，難以快速適應低溫冷藏環境，蛹化和羽化歷期與CK有明顯差異，表現出活躍程度和健康狀況均低于CK，5 d并非是最適宜的黃粉蟲低溫冷藏天數;當冷藏時間超過25 d時，黃粉蟲抗寒物質累積達到飽和，此時會最大程度消耗代謝能量來適應外界低溫環境，即使此后給予充足的生長條件，與CK相比，黃粉蟲活動能力會減弱，羽化成蟲的數量會明顯減少，所以25、30 d不適宜作為種源保存溫度;而在5～15 d冷藏期間，黃粉蟲雖能安全度過低溫環境，大多數蟲體活動能力強、生長健康，然而，此條件下的蛹化率和羽化率與冷藏天數相關性并不大，因此，4℃低溫冷藏對本試驗研究意義不大。在本試驗中，-4℃低溫冷藏5 d的黃粉蟲蛹化率、蛹化歷期和羽化歷期與CK均沒有顯著差異;當冷藏時間長于5 d時，隨著冷藏時間的延長，黃粉蟲耐受力逐漸減弱，存活率顯著下降。因此本試驗得出-4℃冷藏5 d是保存黃粉蟲種源較適宜的溫度和時間。

本試驗中設置-4℃和4℃兩個冷藏溫度梯度較少，還應該增設4℃左右的溫度梯度，因此關于黃粉蟲種源最適低溫冷藏溫度和時間仍需進一步探究。

參 考 文 獻：

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