電暈人工孵化兩廣二號蠶種試驗

張雨麗，閉立輝，陶積陽，安春梅，韋博尤，黃玲莉，王霞，劉艷偉，張桂征

（廣西壯族自治區(qū)蠶業(yè)技術(shù)推廣站，南寧市530007）

電暈放電是在大氣壓或高于大氣壓條件下，電極表面曲率半徑很小，電極表面附近電場比較強時，發(fā)生的局部放電現(xiàn)象［1］。電極附近有一個電暈層，層內(nèi)電場很強，層外電場比較弱，電暈層內(nèi)產(chǎn)生強烈電離和激發(fā)，會產(chǎn)生臭氧、氧化氮等物質(zhì)。1993年，日本學(xué)者冼幸夫等［2］首次發(fā)現(xiàn)電暈?zāi)芙獬倚Q卵滯育，他們用電暈放電處理產(chǎn)下20 h左右的滯育性蠶卵，獲得了較高的蠶卵孵化率。葉士璟等［3］進(jìn)行了電暈人工孵化蠶種試驗，對蠶卵進(jìn)行適當(dāng)強度的電暈放電處理，可以達(dá)到和鹽酸浸漬法相同甚至更優(yōu)的孵化效果。

目前，生產(chǎn)上普遍使用的家蠶卵人工孵化技術(shù)主要是浸酸法。即時浸酸法和冷藏浸酸孵化法是蠶業(yè)生產(chǎn)上多年來廣泛使用的人工孵化法，迄今已有近百年的歷史，對蠶絲業(yè)作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。目前在蠶業(yè)生產(chǎn)中，雖然鹽酸浸漬法是通用的人工孵化法，但該方法需大量使用腐蝕性強的濃鹽酸，存在著諸多不利因素，給生產(chǎn)帶來較大的安全隱患，不利于環(huán)境保護(hù)，也不利于從事浸酸操作人員的身體健康等。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這些問題愈顯突出。此外，隨著勞動力成本的上升和人們對健康關(guān)注度的增加，產(chǎn)業(yè)上使用的人工浸酸孵化蠶種的方法間接提高了蠶種的銷售成本，影響著蠶種業(yè)的健康發(fā)展。蠶種業(yè)迫切需要一種更加綠色、環(huán)保、安全的解除蠶卵滯育的新方法。

本文利用電暈放電刺激蠶卵，使蠶卵解除滯育而孵化，探索了不同放電電壓、刺激時間對電暈人工孵化兩廣二號正反交蠶種的影響，為該技術(shù)在廣西的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

電暈儀為自制針—板電暈放電裝置。試驗蠶種為兩廣二號正交和反交產(chǎn)后20 h內(nèi)框制蠶種。

1.2 電暈儀

自制電暈儀的電壓為0～15 kV連續(xù)可調(diào)，放電部為針—板放電式（圖1）。供試蠶種放置于右側(cè)下極板，上極板裝有矩陣式極針。

1.3 蠶種處理

選取兩廣二號正交和反交產(chǎn)下約20 h的蠶種各6個蛾圈，一個蛾圈為一個試驗組，每組試驗設(shè)6個重復(fù)。每個蛾圈分成6份，分別進(jìn)行同一放電電壓條件下電擊0 min（不處理）、1 min、5 min、10 min、20 min和浸酸對照處理。

本次共試驗5 kV、8 kV和12 kV三個放電電壓。

處理后的蠶種按常規(guī)條件進(jìn)行催青，孵化后調(diào)查實用孵化率和死卵率。

1.4 數(shù)據(jù)處理

通過EXCEL 2010計算各試驗組的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。用新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較，檢驗各平均數(shù)的差異顯著性（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗組處理后的照片

取兩廣二號正交一個蛾圈，分成6等份，經(jīng)8 kV電擊0 min（不處理）、1 min、5 min、10 min、20 min和浸酸對照處理，一個蛾圈為一個試驗組，每組試驗設(shè)6個重復(fù)，然后催青待其孵化，留下的卵殼如圖2所示。為排除蠶卵本身問題，本試驗的每個試驗組里均設(shè)立不處理陰性對照和浸酸的陽性對照。從圖中可以看出，不處理部分的蠶卵轉(zhuǎn)為固有色、幾乎不孵化，電暈電擊和浸酸處理的蠶卵均孵化，不同電擊時間的蠶卵，孵化率有所差別。

2.2 兩廣二號正交和反交經(jīng)電暈處理后的孵化情況

2.2.1 整體變化趨勢 兩廣二號正交和反交經(jīng)不處理、電暈和浸酸處理，然后催青使其孵化，調(diào)查實用孵化率，孵化率整體變化趨勢見圖3和圖4。從圖中可以看出，不處理的對照孵化率只有3.28%，而浸酸對照的孵化率均在90%以上，說明本試驗的蠶種無生種，電擊處理的結(jié)果真實可靠。而且經(jīng)5～12 kV的電壓進(jìn)行電暈處理，兩廣二號正反交蠶種均能孵化。

在5 kV電壓下，兩廣二號正反交蠶種實用孵化率均隨著處理時長的增加而增加；但在8 kV和12 kV電壓下，正反交的實用孵化率都先增加后降低。兩廣二號正交在8 kV和12 kV處理1 min和5 min后的平均實用孵化率均達(dá)98%以上，高于浸酸對照（平均實用孵化率分別為97.30%和97.94%）；兩廣二號反交在8 kV處理1 min、5 min和10 min條件下的實用孵化率高于浸酸對照。

2.2.2 差異性比較 排除不處理對照，各電暈處理組和對應(yīng)浸酸處理的差異是極顯著的，如表1兩廣二號正交和表2兩廣二號反交各組方差分析所示，說明電壓、時間及二者組合對蠶卵孵化率的影響極大。

表1 兩廣二號正交不同電暈處理及浸酸組方差分析結(jié)果

表2 兩廣二號反交不同電暈處理及浸酸組方差分析結(jié)果

檢驗各組的平均數(shù)差異顯著性，如表3所示。從表3中可以看出，5 kV處理組的實用孵化率均低于浸酸對照。但同為5 kV處理，在處理時長相同的條件下，兩廣二號反交種的孵化率均低于正交，這再一次說明日系品種與中系品種相比，需要更大的刺激量才能打破滯育而啟動發(fā)育，與浸酸情況一致。

8 kV和12 kV處理兩廣二號正交種1 min、5 min和10 min的效果與浸酸無差異，但處理20 min的孵化率顯著低于浸酸對照。8 kV處理兩廣二號反交種1 min、5 min和10 min的效果與浸酸無差異，但處理20 min效果的顯著低于浸酸處理。12 kV處理兩廣二號反交種的實用孵化率均顯著低于浸酸對照，而且隨著處理時間加長而孵化率越低。

表3 兩廣二號正交和反交經(jīng)電暈及浸酸處理后的孵化率

造成孵化率降低的原因是死卵數(shù)的增加。如圖5和表4所示，兩廣二號正交和反交蠶種經(jīng)8 kV和12 kV處理及對照的死卵率變化圖。從圖中可以看出，處理10 min時，12 kV比8 kV處理的死卵率高，處理20 min的死卵率高于其他處理。在12 kV刺激條件下，兩廣二號反交比兩廣二號正交敏感。

表4 兩廣二號正交和反交經(jīng)電暈及浸酸處理后的死卵率

死卵情況如圖6所示。在極針正對位置（圖中紅色箭頭指示），集中出現(xiàn)死卵，推測是電刺激量過大造成蠶卵的死亡。

3 小結(jié)與討論

通過本試驗證明，給予兩廣二號蠶卵一定劑量的電暈刺激可解除其滯育而孵化，該結(jié)果與前人報道一致［4］。但刺激量不夠，孵化率不高，如本試驗中使用5 kV的刺激，孵化率均顯著低于浸酸對照。刺激量過大，孵化率也會降低，如本試驗中使用12 kV處理20 min，導(dǎo)致死卵率顯著升高。王全喜等［5］研究也曾發(fā)現(xiàn)一定劑量的高壓靜電場處理雞精液能提高精子受精率、縮短出雛持續(xù)時間，但劑量過大時受精率降低、增加雞早期胚胎死亡數(shù)量，從而又影響孵化率。

本試驗結(jié)果表明，兩廣二號正反交在8 kV、1—5 min處理條件下的實用孵化率最高；電壓在8 kV以上、處理時長在10 min以上的條件下，兩廣二號正反交的人工孵化效果變差。另外還發(fā)現(xiàn)啟動兩廣二號反交解除滯育的刺激條件比正交高，但在高電壓條件下，兩廣二號反交比正交表現(xiàn)敏感，容易導(dǎo)致死卵，所以電暈人工孵化兩廣二號反交的電壓與時間范圍比正交要窄。

與鹽酸浸漬法相比，電暈人工孵化方法具有無環(huán)境污染、操作簡便、勞動強度低、易于機械化與智能化等諸多優(yōu)點。但是由于在實際生產(chǎn)應(yīng)用過程中，電暈人工孵化法存在極板放電不勻、電暈儀功率小等問題，加之放電環(huán)境、家蠶品種、蠶卵卵齡等諸多因素均會影響電暈后蠶卵孵化效果［6］，許多具體問題尚未得到系統(tǒng)研究和妥善解決，因此該技術(shù)在上世紀(jì)90年代的蠶業(yè)生產(chǎn)上并未得到廣泛推廣與應(yīng)用，后續(xù)也沒有任何關(guān)于電暈人工孵化家蠶卵的研究報道。筆者將電暈解除家蠶卵滯育的方法應(yīng)用到轉(zhuǎn)基因家蠶的制作中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用電暈解除家蠶卵滯育后進(jìn)行轉(zhuǎn)基因注射，能大大提高轉(zhuǎn)基因家蠶制作的效率，突破低溫催青制作滯育性轉(zhuǎn)基因家蠶效率低等難題，成功開發(fā)了“通過即時電暈制作轉(zhuǎn)基因家蠶的方法”［7］。

電暈在高分子材料表面預(yù)處理［8］、靜電除塵［9］等方面的應(yīng)用已是比較成熟的技術(shù)。在上世紀(jì)90年代，張春慶等［10］也發(fā)現(xiàn)單向電暈場處理對提高蔬菜種子活力具有顯著作用。近年來，電暈在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用也越來越多：果蔬保鮮［11］，蘿卜、小麥等農(nóng)作物種子及茶葉等農(nóng)產(chǎn)品中的分選分級［12］，生物誘變提高微生物產(chǎn)量［13］等。隨著生物磁學(xué)、靜電技術(shù)、農(nóng)機技術(shù)等技術(shù)的日益發(fā)展，電暈技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)范圍的應(yīng)用在不斷擴大，有望從根本上解決上世紀(jì)90年代蠶業(yè)工作者在應(yīng)用電暈人工孵化家蠶卵技術(shù)中遇到的問題，推進(jìn)該技術(shù)在蠶業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。