湖南省现行4个家蚕品种的耐镉试验

蒋诗梦 黄仁志 贾超华 蒋勇兵 秦志雄 罗 军

(湖南省蚕桑科学研究所，湖南长沙 410127)

湖南省现行4个家蚕品种的耐镉试验

蒋诗梦 黄仁志 贾超华 蒋勇兵 秦志雄 罗 军

(湖南省蚕桑科学研究所，湖南长沙 410127)

选用湖南省现行9·芙×7·湘等4个家蚕品种作为材料，进行镉添食试验，观察了家蚕镉中毒的症状;确定了4个家蚕品种对镉的半致死浓度(LC50)。家蚕镉中毒死亡前的症状主要表现为蚕体柔软偏小，体色偏黄，胸部肿大发黑，腹部发黑，有吐水与排稀粪等症状;4个家蚕品种耐镉能力(LC50)从大到小依次为洞·庭×碧·波(100.9 mg/kg)、9·芙×7·湘(89.0 mg/kg)、湖·滨×明·光(81.0 mg/kg)、锦·绣×潇·湘(68.9 mg/kg)。

湖南省;家蚕品种;耐镉能力;镉中毒;半致死浓度

在重金属污染耕地修复综合治理中，栽桑养蚕作为一个替代产业受到了广泛关注。有研究表明，当土壤镉(Cd)浓度大于22.3 mg/kg时，才表现出对桑树的毒性［1］;用外源添加Cd的桑叶饲喂家蚕，当桑叶外源添加Cd浓度分别达到0.50、1.98和3.66 mg/kg时，所对应的3龄、4龄和5龄家蚕的体质量才会明显下降［2］，所以桑树和家蚕都具有一定的耐镉能力;在某工矿区开展的耐镉试验表明，在农田镉污染地区(试验区土壤镉监测点平均镉浓度为2.93 mg/kg)推行栽桑养蚕的模式是切实可行的［3］。通过监测桑树叶片的丙二醛(malonydiadehyde，MDA)含量、过氧化氢酶(catalase，CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、过氧化物酶(peroxidase，POD)活力，人们对桑树的耐镉机理有了一定的了解，桑树叶片中MDA含量随着重金属离子浓度的升高而显著上升，而桑树叶片中的CAT、SOD、POD活力随着重金属离子浓度的升高在不同品种之间的变化趋势有差异［4］，也有研究克隆了桑树螯合肽合成酶基因(phytochelatin synthase，PCS)，分析基因的功能探究桑树对重金属的抗性机理［5］。相较而言，家蚕的耐镉机理少见报导，桑叶作为家蚕的唯一食物，推测家蚕的耐镉机理与桑叶的耐镉机理之间存在关联。本文拟通过镉添食试验，观察家蚕镉中毒的症状，以半致死浓度(LC50)作为指标［6］，对4个湖南省现行家蚕品种的耐镉能力进行比较，为家蚕耐镉机理的研究提供一定的参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验蚕品种 洞·庭×碧·波［7］(夏秋蚕品种，斑纹全限性品种)，湖南省蚕桑科学研究所育成、保存、提供;9·芙 ×7·湘［8］(夏蚕品种)，广东省农业科学院蚕业研究所育成、湖南省蚕桑科学研究所保存、提供;锦·绣×潇·湘［9］(夏秋蚕品种，斑纹全限性品种)，湖南省蚕桑科学研究所育成、保存、提供;湖·滨×明·光［10］(夏秋蚕品种)，湖南省蚕桑科学研究所育成、保存、提供。

1.1.2 试验药剂 CdCl2·2.5H2O，分析纯(AR)，国药集团化学试剂有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 CdCl2溶液浓度及各个浓度梯度的配制 在正式试验前经过预备试验确定了试验时镉的质量浓度，用灭菌水将CdCl2分别配制成镉质量浓度为20、40、80、160、320 mg/kg的CdCl2溶液待用。

1.2.2 含镉桑叶的制备 分别将叶质相同的桑叶浸入20、40、80、160、320 mg/kg的5个镉质量浓度的CdCl2溶液中，充分浸没后取出，沥去多余的水份，晾干备用。

1.2.3 试验蚕的准备 将供试的4个湖南省现行家蚕品种9·芙×7·湘、洞·庭×碧·波、锦·绣×潇·湘、湖·滨×明·光正常催青收蚁，常规桑叶育饲养至4龄起蚕后，分别数蚕分区，每个品种分别设5个镉质量浓度浸渍处理的含镉桑叶添食处理区和1个清水对照处理区，每个处理区每个品种数100头蚕，重复3次，每个品种共18个处理区、1 800头蚕。

1.2.4 添毒及调查 根据预备试验的结果，设置1个清水对照处理区A和5个镉质量浓度梯度处理区B、C、D、E、F，即镉质量浓度分别为0、20、40、80、160、320 mg/kg。4龄起蚕给予含镉桑叶添食，每天喂叶3次，连续喂食48 h。每次给桑前调查蚕死亡数，清水对照区蚕眠24 h后，其它处理区仍未眠的蚕算作死亡蚕(因在实际饲养过程中，为了保持品种优良的生产性能，会把发育迟缓、不整齐的蚕个体淘汰)。添食24 h后，分别从4个家蚕品种的6个镉质量浓度添食处理区中随机抽取1条蚕，取样拍照。记录4个家蚕品种各个添食剂量处理区对应的家蚕总数与死亡数。

1.2.5 实验数据的处理 采用概率单位加权回归法，利用SPSS 17.0数据处理软件对试验数据进行统计分析，以横坐标为死亡率，纵坐标为Cd质量浓度的对数值，建立回归方程，对回归方程进行显著性检验，利用回归方程计算LC50与95%的可信限。

2 结果与分析

2.1 家蚕镉中毒症状

由图1可以看出，与对照处理区相比，无论哪个品种，都随着添食桑叶的镉质量浓度的增加，家蚕体型明显变小。

图1 不同镉质量浓度添食对4个家蚕品种生长发育的影响

在添食过程中，随着时间的增加，不同品种的蚕均出现了不食桑的现象，蚕座中也多出现小蚕、伏蚕，添食镉质量浓度越高的处理区，出现小蚕、伏蚕的数量越多。家蚕镉中毒死亡前的症状主要表现为蚕体柔软偏小，体色偏黄，胸部肿大发黑，腹部发黑，有吐水与排稀粪的症状(图2)。

图2 家蚕镉中毒的症状

2.2 4个家蚕品种对镉的耐受能力

由4个家蚕品种对镉的耐受能力(表1)可以看出，4个湖南省现行家蚕品种的耐镉能力(LC50)依次为洞·庭×碧·波(100.9mg/kg)、9·芙×7·湘(89.0 mg/kg)、湖·滨×明·光(81.0 mg/kg)、锦·绣×潇·湘(68.9 mg/kg)。

表1 4个家蚕品种对镉的耐受能力

3 讨论

4个家蚕品种都是不同科研单位选育出来的现行优质家蚕品种，通过此试验得知4个家蚕品种中对镉的耐受能力最强的是洞·庭×碧·波，最弱的是锦·绣×潇·湘，本结果可为下一步试验打下基础。此外，锦·绣×潇·湘的选育是以洞·庭×碧·波作为对照品种进行选育的，其产茧量、茧丝质、抗病性，特别是耐氟能力都强于洞·庭×碧·波［9］;湖·滨×明·光的选育是以9·芙×7·湘作为对照品种进行选育的，其生产性能各方面的表现都优于9·芙×7·湘［10］。在此试验中，洞·庭×碧·波、9·芙×7·湘的耐镉能力却要优于锦·绣×潇·湘、湖·滨×明·光，这表明，不同家蚕品种耐镉能力的大小与家蚕品种的生产性能没有正关联。

本试验采用的是急性食下毒性试验的方法研究了镉对家蚕的毒性，而急性毒性试验只能粗略地判定某种受试物的毒性，往往不够全面。如果有些受试物急性毒性较低，但长期接触较小剂量，也有可能因为毒物的蓄积等因素而使毒性变强。要全面评定某1种环境污染物的毒性，除进行急性毒性试验外，还必须进行亚急性、慢性和其他特殊毒性的试验，而急性毒性试验则是其他毒性试验的基础［10］。镉作为1种环境污染物，可以继续开展其对家蚕的亚急性与慢性毒性试验，进而全面评估镉对家蚕的毒性作用。

［1］陈朝阳，龚惠群，王凯荣.Cd对桑叶品质、生理生化特性的影响及其机理研究［J］.应用生态学报，1996，7(4):417－423.

［2］王凯荣.农田生态系统镉污染研究［D］.武汉:华中农业大学，2004.

［3］颜新培，龚昕，黄仁志，等.镉铅超标农田养蚕试验分析［J］.湖南农业科学，2014，11(22):162－164.

［4］蒋诗梦，黄仁志，龚昕，等.镉铅复合胁迫对不同桑品种幼苗生长及部分生理性状的影响［J］.蚕业科学，2015，41(5):801－806.

［5］郭庆，桑树PCS基因功能及桑树转基因技术研究［D］.重庆:西南大学，2015.

［6］艾均文，孟繁利，何行健，等.湖南现行家蚕品种资源对氟化物的抗性［J］.湖南农业大学学报，2011，37(3):280－282.

［7］郭定国，吴正忠，靳永年，等.家蚕夏秋用斑纹权限性品种洞·庭×碧·波的育成［J］.蚕业科学，2001，27(1):29－33.

［8］李宝瑜，潘少茜.夏蚕新品种“932·芙蓉×7532·湘晖”试养鉴定情况初报［J］.广东蚕丝通讯，1991(2):39－42.

［9］艾均文，司马杨虎，何行健，等.夏秋用斑纹全限行家蚕品种锦·绣×潇·湘的选育［J］.蚕业科学，2013，39(3):499－506.

［10］贾孟周，向生刚，颜新培，等.夏秋用家蚕品种湖·滨×明·光的选育［J］.蚕业科学，2007，33(1):125－128.

［11］World Health Organization.Principles and methods for evaluating the toxicity of chemicals［M］.Geneva:World Health Organization，1978.

S888.2

A

1007－0982(2016)04－0029－03

10.16839/j.cnki.zgcy.2016.04.007

2016－08－09;接受日期:2016－09－09

第1作者信息:蒋诗梦(1988—)，女，湖南湘潭，硕士，助理农艺师。Tel:15973180195，E-mail:jiang_shimeng@hotmail.com