不同地理區(qū)域蝙蝠蛾繁殖力的差異分析

黃雪峰,王 忠,鄭方毅,林梅燕

(安發(fā)(福建)生物科技有限公司，福建寧德352100)

冬蟲夏草(Opiocordyceps sinensis)是中國(guó)被毛孢(Hirsutella sinensis)與蝙蝠蛾屬(Hepialus sp.)幼蟲共生形成的蟲菌復(fù)合體(張澤錦等,2009),屬于我國(guó)珍稀藥用菌,具有益腎補(bǔ)肺、調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤、抗氧化、抗纖維化、降血糖、抗細(xì)胞凋亡等多種藥理作用(王林萍等,2014)。冬蟲夏草有嚴(yán)格的寄生性、生長(zhǎng)環(huán)境特殊及生長(zhǎng)周期長(zhǎng)等特點(diǎn)(李暉等,2011),自然環(huán)境中生長(zhǎng)周期為3-5年(陳仕江等,2002)。近年來因資源稀缺而又面臨巨大的市場(chǎng)需求,導(dǎo)致了冬蟲夏草的濫采濫挖,采挖海拔越挖越高、采挖地點(diǎn)越挖越偏遠(yuǎn),產(chǎn)量急劇下降,資源瀕臨枯竭(劉天平等,2010)。因此,人工培育將成為保護(hù)冬蟲夏草資源、高原生態(tài)環(huán)境和促進(jìn)冬蟲夏草產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)及途徑。

我國(guó)冬蟲夏草的人工培育研究起于1979年,有關(guān)于蝙蝠蛾生物學(xué)特性的研究(王棟,2010；楊大榮等,2009),同時(shí)也有關(guān)于蟲草蝠蛾人工培育的研究(高祖紃等,1991；王忠等,2001；王宏生,2002)。近年來少數(shù)研究機(jī)構(gòu)報(bào)道在云南、四川、青海、西藏及湖北已成功培育出少量人工冬蟲夏草(李文佳等,2016)。冬蟲夏草人工培育的關(guān)鍵因素之一在于獲得大量蟲源,即實(shí)現(xiàn)寄主昆蟲的規(guī)?；曫B(yǎng),由于當(dāng)前低海拔室內(nèi)人工繁殖還存在成蟲生殖退化、化蛹率和交配率低等制約瓶頸,需要不斷地從野外補(bǔ)充蟲源,選擇高繁殖力的蟲源成為大規(guī)模飼養(yǎng)的前提條件。本文在前期蟲源采集和培養(yǎng)的基礎(chǔ)上,分析了5個(gè)不同地理區(qū)域蝙蝠蛾的蛹重、壽命、羽化畸形發(fā)生率以及產(chǎn)卵行為,比較了交配行為對(duì)成蟲產(chǎn)卵的影響,以期為獲得適合低海拔室內(nèi)飼養(yǎng)蝙蝠蛾蟲源提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

供試蟲源為3-5日齡的健康蝙蝠蛾蛹,共有5個(gè)采集點(diǎn),編號(hào)為 SGS、SGH、SGY、SGJ和QD(表1),其中SGY組是采自甘孜州雅拉鄉(xiāng),帶回低海拔地區(qū)實(shí)驗(yàn)室繁殖獲得的子一代蛹,SGS、SGH、SGJ和QD這4組試蟲,分別為野外蟲源調(diào)查期間采自四川省甘孜藏族自治州地區(qū)的少量蝙蝠蛾蛹,其中SGS點(diǎn)位和SGH點(diǎn)位緯度相近,SGJ點(diǎn)位和SGY點(diǎn)位緯度相近。

表1 蟲源采集點(diǎn)簡(jiǎn)介Table 1 Brief introduce of insect collection spots

1.2 蝙蝠蛾蛹重測(cè)量

從野外調(diào)查采集的樣本和實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)的蝙蝠蛾種群中,挑取化蛹3 d的健康蛹,測(cè)量雌、雄蛹重,放入帶基質(zhì)的容器中,低溫保藏帶到海拔3 000 m左右的產(chǎn)區(qū)實(shí)驗(yàn)室,置于溫濕度條件(15±1)℃、RH(75±2)%的疊加式恒溫恒濕培養(yǎng)箱(HT-LRH-3X100,江蘇省常州市春蘭儀器)中培養(yǎng),每2-3 d檢查蛹生存狀態(tài)和基質(zhì)情況。

1.3 蝙蝠蛾成蟲的繁殖力分析

各組的健康蛹飼養(yǎng)至羽化,分別放入不同的紗網(wǎng)籠,開始跟蹤成蟲活動(dòng)狀態(tài)和生存狀態(tài)直至死亡,記錄成蟲的壽命和羽化時(shí)畸形發(fā)生情況?；\內(nèi)成蟲交配雌雄成蟲及未交配雌蟲分別捕捉放入獨(dú)立紗網(wǎng)籠,雌蟲獨(dú)立產(chǎn)卵,記錄雌蟲交配情況,統(tǒng)計(jì)產(chǎn)卵量,并解剖雌蟲余腹卵,統(tǒng)計(jì)雌成蟲的懷卵量。雌成蟲所產(chǎn)小部分未授精卵被挑除,但仍計(jì)入總懷卵量。

1.4 交配行為對(duì)雌成蟲產(chǎn)卵量的影響分析

由于SGS點(diǎn)位和SGH點(diǎn)位緯度相近,SGJ點(diǎn)位和SGY點(diǎn)位緯度相近,因此選擇不同緯度上的SGH點(diǎn)位和SGJ點(diǎn)位與緯度更高的QD點(diǎn)位進(jìn)行比較分析,比較交配行為對(duì)產(chǎn)卵量的影響,記錄交配組和未交配組雌成蟲的產(chǎn)卵量,解剖檢查余腹卵,統(tǒng)計(jì)懷卵量。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)Excel軟件處理后,使用SPSS 22.0軟件獲得平均值及標(biāo)準(zhǔn)差。對(duì)不同處理間的差異進(jìn)行單因素方差分析(One-Way ANOVA)。

2 結(jié)果與分析

2.1 蝙蝠蛾的蛹重和成蟲壽命

通過圖1可以知道,SGH組蝙蝠蛾雌、雄蛹重分別達(dá)到了(5.31±0.14)g、(4.23±0.14)g,顯著高于其他組；QD組蝙蝠蛾雄蛹重最低,為(2.87±0.12)g,可見SGH組蝙蝠蛾的蛹體較大,QD組的蝙蝠蛾蛹總體偏小,不同地理區(qū)域的蝙蝠蛾蛹在體型、體重上存在顯著差異。

蝙蝠蛾羽化時(shí)間通常較集中于17：00-19：30,健康蛹羽化出成蟲一般需要3-15 min,雄蟲早于雌蟲,成蟲羽化脫離蛹體后,邊爬行邊展翅,多數(shù)向上攀爬后頭部朝上,于杈枝或固定面懸掛靜止,不取食,不飲水。QD組蝙蝠蛾成蟲平均壽命最高,為(4.13±0.21)d,顯著高于SGY組和SGJ組。5個(gè)不同地理區(qū)域中QD海拔最高為4 100 m,表明地理區(qū)域的海拔對(duì)蝙蝠蛾成蟲平均壽命長(zhǎng)短具有一定的影響。由雌、雄蛹重和成蟲壽命趨勢(shì)線可知,成蟲平均壽命與蛹重沒有強(qiáng)的相關(guān)性。

圖1 不同地理區(qū)域蛹的重量和成蟲壽命Figure 1 Pupal weight and adult longevity in different geographic regions

2.2 蝙蝠蛾蛹羽化畸形發(fā)生率分析

蝙蝠蛾蛹羽化時(shí)部分成蟲容易出現(xiàn)畸形的情況,如蛹體產(chǎn)生裂隙但蟲體不能爬出、翅不能完全脫離和不能完全展翅等,由圖2可知,SGY組蛹羽化畸形發(fā)生率高達(dá)(35.76±11.47)%,顯著高于其他組,QD組蛹羽化時(shí)畸形發(fā)生率最低,為(11.25±8.29)%。

2.3 蝙蝠蛾成蟲的繁殖力

試驗(yàn)觀察可知,雌、雄成蟲一般于18：00-21：30間進(jìn)行爬行、飛翔、求偶和交配等繁殖活動(dòng),個(gè)別在陰雨天氣條件下可能早于18：00。雌蟲完全交配僅1次,交配期間受干擾脫落可能進(jìn)行2次交配,生命力強(qiáng)的雄蟲可交配2-3次,雄蟲趨光(弱光)性強(qiáng)于雌蟲,強(qiáng)光條件下雌、雄成蟲不交配。雌成蟲完全交配10 min后即可產(chǎn)卵,但多數(shù)雌成蟲于4-12 h間彈射產(chǎn)卵,卵堆產(chǎn)或散產(chǎn),產(chǎn)卵行為可分3-7次,產(chǎn)卵時(shí)間可持續(xù)3 d,其中以第1次、第2次的產(chǎn)卵量最多,占70%以上,之后依次遞減；偶爾可見雌蟲交配后不產(chǎn)卵的現(xiàn)象。由圖3可知,雌成蟲平均懷卵量方面,SGH組最高可達(dá)(661.82±21.02)粒,顯著高于其他4組,SGY組最低為(452.32.82±17.08)粒；平均產(chǎn)卵量方面,以SGJ組為最佳,達(dá)到(535.74±34.49)粒,QD和SGH組次之,分別達(dá)到(492.75±20.79)粒和(457.43±26.71)粒,SGY組最低僅為(395.10±18.99)粒。因此產(chǎn)卵量與懷卵量沒有強(qiáng)的相關(guān)性,結(jié)合懷卵量和產(chǎn)卵量趨勢(shì)線可以發(fā)現(xiàn),SGY、SGJ和QD等3組雌成蟲體內(nèi)卵基本產(chǎn)出,其余腹卵顯著低于SGS和SGH的余腹卵數(shù)量,SGH組最高為(187.81±36.35)粒。

圖2 不同地理區(qū)域成蟲羽化的畸形發(fā)生率Figure 2 The rate of audlt deformities in different geographic regions

圖3 不同地理區(qū)域蝙蝠蛾成蟲產(chǎn)卵量Figure 3 Male oviposition of Hepialus sp.in different geographic regions

由圖4可知,SGY組、SGJ組和QD組蝙蝠蛾成蟲產(chǎn)卵率分別高達(dá)(89.98±1.73)%、(96.09±3.04)%和(96.38±0.63)%,三者差異不顯著,SGS次之,產(chǎn)卵率為(81.26±5.88)%,SGH組最低,僅為(71.70±4.81)%,結(jié)果表明SGY組、SGJ組和QD組蝙蝠蛾雌成蟲產(chǎn)卵能力顯著優(yōu)于SGS組和SGH組。

2.4 交配行為對(duì)雌成蟲產(chǎn)卵量的影響

由圖5可知,SGH組雌成蟲的懷卵量最高,SGJ組次之,QD組最低,3者差異顯著。SGH組、SGJ組、QD組3個(gè)地理區(qū)域未交配組的雌成蟲懷卵量分別為(698.13±54.12)粒、(568.00±55.99)粒和(495.27±50.46)粒,與交配組雌成蟲懷卵量差異不顯著,說明雌蟲懷卵量與蛹重、蛹體大小相關(guān),與交配行為無關(guān)。

試驗(yàn)觀察到,放置有未交配雌成蟲的交配籠內(nèi)在第二天可見一定量的蝙蝠蛾卵。由圖6可知,交配組中雌成蟲產(chǎn)卵量分別為(457.43±26.71)粒、(535.74±34.49)粒和(469.50±23.63)粒,SGJ組雌成蟲產(chǎn)卵量顯著高于SGH和QD組。未交配組雌成蟲產(chǎn)卵量分別為(159.93±38.88)粒、(165.20±31.64)粒和(134.47±27.06)粒,SGH和SGJ組顯著高于QD組。未交配組雌成蟲的產(chǎn)卵量顯著低于交配組雌成蟲的產(chǎn)卵量,表明交配行為對(duì)蝙蝠蛾雌成蟲的產(chǎn)卵行為具有良好的促進(jìn)作用。

圖4 不同地理區(qū)域蝙蝠蛾雌蟲產(chǎn)卵率Figure 4 The rate of male oviposition of Hepialus sp.in different geographic regions

圖5 交配行為對(duì)蝙蝠蛾成蟲懷卵量的影響Figure 5 Effect of mating behaviour on male fecundity of Hepialus sp.

圖6 交配行為對(duì)蝙蝠蛾雌蟲產(chǎn)卵量的影響Figure 6 Effect of mating behaviour on male oviposition amount of Hepialus sp.

3 小結(jié)與討論

制約冬蟲夏草人工培育產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵瓶頸之一在于蟲源的篩選和批量飼養(yǎng),目前已有多個(gè)科研單位報(bào)道能夠人工批量飼養(yǎng)蝙蝠蛾幼蟲。向麗等(2012)研究表明小金蝠蛾幼蟲生長(zhǎng)速度快、成活率高,人工飼養(yǎng)的成蟲能振翅并進(jìn)行交配行為,本文中SGH組蝙蝠蛾的蛹體較大,QD組和SGY組的蝙蝠蛾蛹體型偏小、蛹重偏低,顯著低于其他組；原取自SGY點(diǎn)位飼養(yǎng)獲得的子一代健康蛹可在原產(chǎn)區(qū)附近羽化并交配、產(chǎn)卵,且雌成蟲產(chǎn)卵能力不亞于部分野生的蝙蝠蛾成蟲,證實(shí)了人工飼養(yǎng)的蟲源可以進(jìn)行循環(huán)的繁殖,與向麗等(2012)、劉飛等(2009)報(bào)道的體重、產(chǎn)卵量降低了等結(jié)論相符合。

本實(shí)試驗(yàn)SGY組(室內(nèi)飼養(yǎng)獲得子一代)蝙蝠蛾蛹羽化時(shí)部分成蟲容易出現(xiàn)畸形的情況,如蛹體產(chǎn)生裂隙但蟲體不能爬出、翅不能完全脫離和不能完全展翅等,蛹羽化畸形發(fā)生率顯著高于其他野生組,與李全平等(2016)提到的人工飼養(yǎng)蝙蝠蛾劣蛹率高于野生蟲源基本一致。這可能與幼蟲期食料豐富度及其營(yíng)養(yǎng)合理性有關(guān),前人研究報(bào)道蝙蝠蛾幼蟲食性為雜食性,可取食多種植物須根、塊根等,引種地實(shí)地調(diào)查過程中也發(fā)現(xiàn)多種幼蟲食料植物,因此后續(xù)幼蟲飼養(yǎng)過程中需要加強(qiáng)幼蟲食物的多樣化,為幼蟲提供足夠的營(yíng)養(yǎng)。