低温冷藏对黄粉虫蛹化和羽化的影响

马雅莉 段文艳 苏亚辉 武帅 王海香

摘要：为明确低温冷藏对黄粉虫生长发育的影响，本试验以生长状况良好的黄粉虫老熟幼虫为研究对象，分别在4℃和-4℃的条件下进行5、10、15、20、25、30 d低温处理，测定不同处理下的蛹化率、羽化率、蛹化历期和羽化历期等指标。结果表明，4℃低温冷藏对本试验研究意义不大，当冷藏时间长于5 d时，随着冷藏时间的延长，黄粉虫耐受力逐渐减弱，黄粉虫幼虫存活率显著下降;-4℃冷藏5 d是保存黄粉虫种源较适宜的温度和时间。

关键词：黄粉虫;低温冷藏;蛹化;羽化

中图分类号：S433.7文献标识号：A文章编号：1001-4942（2019）07-0092-04

黄粉虫（Tenebrio molitor L.）隶属鞘翅目（Coleoptera）拟步行虫科（Tenebrionidae），作为一种具有开发潜力的资源，现已应用于食品、医药保健以及饲料等行业的研究领域[1，2]。同时，它是一种室内易扩繁的试验种群，主要用于生物降解、营养价值、饲养管理[3-5]等方面研究。温度是影响昆虫生命活动的重要因素[6]，科研工作者研究了黄粉虫与适温、极端低温之间的关系，得出其幼虫在5～35℃内可正常存活，24～28℃为最适发育温度[2，7，8];张志建[9]认为黄粉虫具有较强的耐寒性，一部分个体可以安全度过-18℃至-8℃的低温条件;石萌[10]得出黄粉虫体内抗冻蛋白在低温下能提高其耐寒性。

低温冷藏能够对特定昆虫的繁殖产生一定影响，其研究可对室内种群繁殖和种源保存提供一定的理论依据。李水泉等[11]研究了10℃低温冷藏条件下草蛉卵与蛹的生长发育状况，得出卵的最佳冷藏天数为10 d，蛹的最佳冷藏天数为30 d，蛹是最佳冷藏虫态。徐伟丽等[8]研究了4～6℃条件下，冷藏时间对亚洲玉米螟蛹的发育历期、羽化率的影响，得出最佳冷藏时间为5 d，不超过15 d。张李香等[12]研究经10℃冷藏不同虫期啊氏啮小蜂的出蜂率和发育历期，认为蛹期冷藏并将时间控制在70 d以内效果最好。目前，低温冷藏与昆虫生长发育的影响已有不少论述，但对黄粉虫耐寒性的研究较少，尤其是低温条件对黄粉虫生长发育的影响鲜见。为此，本试验以同龄黄粉虫老熟幼虫为材料，研究低温冷藏对黄粉虫蛹化和羽化的影响，旨在为提高黄粉虫饲养技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试黄粉虫（T. molitor ）老熟幼虫由山西农业大学森林保护养虫室提供，在适宜饲养条件[温度（25±2）℃，相对湿度为（45±5）%，幕布调节光照度，定期喂养麸皮和蔬菜]下多代驯化培养。挑选虫体健康、体长和虫龄一致的老熟幼虫备用。

1.2 试验设计

2017年4月15日开始将挑选出的老熟幼虫分别于-4℃和4℃冷藏室冷藏5、10、15、20、25、30 d，后取出在常温（25±2）℃、相对湿度为（45±5）%的养虫室中饲养。每处理重复3次，共计30头黄粉虫。以试验开始时放置于常温（25±2）℃、相对湿度为（45±5）%条件下培养的黄粉虫为对照（CK）。

1.3 测定指标及方法

4月20日开始记录两处理组冷藏5 d处理下的试验指标，依次间隔5 d开始其它处理记录。自开始记录后，每隔2 d记录各处理中黄粉虫蛹化和羽化的数量和时间，直至全部成虫羽化或者连续5 d无成虫羽化为止。对照自试验开始时每隔2 d进行该指标统计。蛹化历期（d蛹）指黄粉虫从冷藏处理完成幼虫状态至化蛹所经历的时间。羽化历期（d羽）指黄粉虫由蛹羽化至成虫所经历的时间。根据黄粉虫蛹化和羽化数量计算蛹化率和羽化率，由蛹化和羽化时间计算蛹化历期和羽化历期，计算公式如下：

蛹化率（%）=蛹化数/幼虫总数×100;

羽化率（%）=羽化数/幼虫总数×100;

存活率（%）=幼虫至成虫阶段的存活数/幼虫总数×100。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2019进行数据整理及作图，利用SPSS 23.0软件进行数据分析，用多因素方差分析检验低温冷藏对黄粉虫蛹化及羽化的影响，用线性回归方法分析黄粉虫蛹化和羽化指标与冷藏天数之间的相关程度。

2 结果与分析

2.1 低温冷藏对黄粉虫蛹化率和羽化率的影响

由表1可以看出，-4℃处理组内，冷藏5 d的蛹化率与CK差异不显著;冷藏5 d以上各处理蛹化率均低于20%，显著低于CK，蛹化抑制率均高于75%。4℃冷藏5、25 d处理下的蛹化率与CK无显著差异，但当冷藏时间达到15、20、30 d时差异显著。-4℃冷藏5 d与4℃冷藏10 d无显著差异，蛹化率均在60%以上。

-4℃和4℃低温冷藏下各处理的羽化率与CK均存在显著差异。其中，-4℃冷藏条件下各处理羽化率均低于50%，当冷藏时间超过5 d时，羽化抑制率达65%以上;4℃时冷藏20 d处理下羽化率最低，為22.2%，15 d次之，5 d与10 d处理的羽化率无差异且均高于55%（表1）。

由表2可以看出，-4℃和4℃冷藏条件下各处理黄粉虫的蛹化历期均随冷藏时间的延长而逐渐缩短，除4℃冷藏5 d处理下蛹化历期显著高于CK外，其它处理均与CK无显著差异。4℃和-4℃两处理组的黄粉虫羽化历期均低于CK，且各组内黄粉虫羽化历期均无显著差异。

由表3可以看出，-4℃处理组下各处理黄粉虫存活率均随冷藏时间的延长而下降，而4℃处理组下各处理存活率则随冷藏时间的延长呈先下降后上升的趋势。其中，-4℃冷藏超过25 d的幼虫存活率仅为2.2%，并且将其置于常温下喂养时，黄粉虫幼虫虫体发黑、干缩，生命活动停止。

2.2 低温冷藏时间与黄粉虫蛹化和羽化的相关性

由图1可以看出，-4℃条件下，冷藏天数与黄粉虫蛹化率（P=0.035，R2=0.7114）、羽化率（P=0.012，R2=0.8264）间线性拟合度高、相关性强，表明-4℃低温冷藏对黄粉虫蛹化率的影响较强。而4℃条件下，冷藏天数与黄粉虫蛹化率、蛹化率的回归显著性检验P 值均大于0.05，说明该温度下试验设置的冷藏天数的梯度均不能很好地反映冷藏时间与蛹化率、羽化率之间的相关关系。

4℃和-4℃条件下，冷藏时间与蛹化历期呈明显的负相关关系，设置的试验梯度能较好地反映蛹期的变化程度。4℃和-4℃低温冷藏两处理组的羽化历期与冷藏天数间的线性回归效果不显著（P>0.05），线性方程拟合程度不高，相关关系不明显（图1）。

3 讨论与结论

昆虫属变温动物，温度是影响其生长发育的重要环境因子[13]，也是对其免疫系统产生重要影响的一个因素[14]。普通低温条件下，大多数昆虫在不同发育阶段有着不同的过冷却点[15]。冬季温度过低，昆虫受低温胁迫时，可以通过调控相关抗寒基因合成抗逆物质，增加细胞内抗冻蛋白和热休克蛋白以提高抗寒能力，保护机体不受低温伤害[16]。

-4℃和4℃是低于常规发育起点温度（10℃）又介于结冰温度左右的两种温度。4℃条件下，随著冷藏时间的延长，黄粉虫蛹化率和羽化率分别呈先减少后增加再减少、先增加后减少再增加再减少的规律，推测由于黄粉虫受到低温冷藏胁迫，体内合成抗逆物质，并激活抗冷防御免疫机能，导致蛹化率和羽化率的改变。在4℃低温冷藏5 d时，黄粉虫体内的抗冷生化物质刚开始产生，难以快速适应低温冷藏环境，蛹化和羽化历期与CK有明显差异，表现出活跃程度和健康状况均低于CK，5 d并非是最适宜的黄粉虫低温冷藏天数;当冷藏时间超过25 d时，黄粉虫抗寒物质累积达到饱和，此时会最大程度消耗代谢能量来适应外界低温环境，即使此后给予充足的生长条件，与CK相比，黄粉虫活动能力会减弱，羽化成虫的数量会明显减少，所以25、30 d不适宜作为种源保存温度;而在5～15 d冷藏期间，黄粉虫虽能安全度过低温环境，大多数虫体活动能力强、生长健康，然而，此条件下的蛹化率和羽化率与冷藏天数相关性并不大，因此，4℃低温冷藏对本试验研究意义不大。在本试验中，-4℃低温冷藏5 d的黄粉虫蛹化率、蛹化历期和羽化历期与CK均没有显著差异;当冷藏时间长于5 d时，随着冷藏时间的延长，黄粉虫耐受力逐渐减弱，存活率显著下降。因此本试验得出-4℃冷藏5 d是保存黄粉虫种源较适宜的温度和时间。

本试验中设置-4℃和4℃两个冷藏温度梯度较少，还应该增设4℃左右的温度梯度，因此关于黄粉虫种源最适低温冷藏温度和时间仍需进一步探究。

参 考 文 献：

[1]陈瑜，闫景彩，蒋金津，等.黄粉虫的研究进展[J].饲料工业，2009，30（15）：48-52.

[2] 刘缠民.不同温度对黄粉虫幼虫存活率和保护酶系的影响[J].西北林学院学报，2006，21（1）：107-109.

[3] 陈建兴，郭成，李静，等.黄粉虫的生物降解功能研究进展[J].赤峰学院学报（自然科学版），2018，34（4）：42-44.

[4] 徐世才，潘小花，奚增军，等.不同时期补充营养对黄粉虫繁殖力的影响[J].黑龙江畜牧兽医，2017（11）：158-161.

[5] 陈光道，王鹤，栾雪，等.不同饲养条件对黄粉虫幼虫生长发育的影响[J].中国林副特产，2017（1）：22-23.

[6] Maistrello L，Lombroso L，Pedroni E，et al.Summer raids of Arocatus melanocephalus （Heteroptera，Lygaeidae） in urban buildings in northern Italy： is climate change to blame？ [J]Journal of Thermal Biology，2006，31（8）：594-598.

[7] 王宏民，李亚芳，杨萌萌，等.温度对黄粉虫体重增加、食物转化率及消化酶活性的影响[J].应用昆虫学报，2017，54（3）：434-439.

[8] 徐伟丽，袁忠林，刘兆良，等.低温冷藏对亚洲玉米螟蛹发育及成虫繁殖力的影响[J].青岛农业大学学报（自然科学版），2016，33（4）：247-249， 289.

[9] 张志建.黄粉虫黑粉虫耐寒性的研究[J].昆虫知识，1989（5）：300-301.

[10]石萌.应用RNA干扰技术对黄粉虫抗冻蛋白基因功能的研究[D].乌鲁木齐：新疆大学，2014.

[11]李水泉，黄寿山，韩诗畴，等.低温冷藏对玛草蛉卵与蛹发育的影响[J].环境昆虫学报，2011，33（4）：478-481.

[12]张李香，吴珍泉.低温冷藏对不同虫期啊氏啮小蜂存活率的影响[J].昆虫知识，2008（1）：104-106.

[13]黄琼，胡杰，周定刚，等.两种色型黄粉虫抗冻蛋白cDNA克隆、序列分析与表达分析[J].昆虫学报，2012，55（6）：659-667.

[14]Ojala K，Julkunen-Tiitto R，Lindstrm L，et al.Diet affects the immune defence and life-history traits of an arctiid moth Parasemia plantaginis[J]. Evolutionary Ecology Research， 2005，7（8）：1153-1170.

[15]李毅平，龚和.昆虫低温生物学Ⅰ.昆虫耐冻的生理生化适应机制[J].昆虫知识，1998（6）：364-369.

[16]史彩华，胡静荣，李传仁，等.环境胁迫下昆虫的耐寒适应机制研究进展[J].植物保护，2016，42（6）：21-28.