应用Image-Pro Plus 6.0软件分析柞蚕幼虫体色特征初探

于国庆 秦玉艳 谢 璐 李 群

(1沈阳农业大学生物科学技术学院，辽宁沈阳 110866； 2辽宁省昆虫资源工程技术研究中心，辽宁沈阳 110866； 3吉林省东辽县园艺特产中心，吉林东辽 136600)

柞蚕(Antheraeapernyi)是鳞翅目大蚕蛾科柞蚕属的泌丝昆虫，世代历经卵、幼虫、蛹、蛾，其茧可缫丝，幼虫、蛹、蛾可食用可入药，是一种重要的经济昆虫[1]。繁育具有高产、抗病等优良性状的新品种是柞蚕产业发展的关键，而柞蚕幼虫体色是其在遗传育种上重要的标记性状之一[2]。体色是昆虫生物学、遗传学、形态学和生态学研究中广泛使用的一个特征，一直以来是专家学者研究的重点和热点[3]。野外放养的柞蚕在长期的自然选择和人工干预下，形成了青黄色、黄色、蓝色和白色四大体色血统[4]，柞蚕幼虫的体色是其对日照、温度、湿度等自然条件的保护性适应，而体色作为柞蚕重要的形态标记性状，不仅便于考察育成品种的纯度和性状的稳定性，更主要的是其与品种特性和生理代谢密切相关[5]。本试验利用Image-Pro Plus 6.0(IPP 6.0)软件对柞蚕幼虫2～5龄期的体色进行定量分析，寻找柞蚕幼虫体色随龄期变化的规律，以期为柞蚕的品种选育工作提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用柞蚕品种均由沈阳农业大学柞蚕研究所提供(表1)，2018年8月—10月于沈阳农业大学柞园按照标准放养流程进行饲养。

表1 供试柞蚕品种及其来源

1.2 试验方法

沈黄1号等5个品种的柞蚕均采用单蛾产卵，分区饲养。因为5个品种的柞蚕1龄幼虫均为黑色，因此本试验从2龄起蚕开始，每隔1 d分别选取沈黄1号等5个品种的柞蚕各15头，用数码照相机在相同光质光强条件下拍摄柞蚕幼虫，照片进行色泽校正后，选取柞蚕幼虫第三胸节背中线部位，利用IPP 6.0软件进行色泽成分值测量，包括红(R)、绿(G)和蓝(B)3个体色指标，根据R、G、B值计算明度(L)值，即L=0.30×R+0.59×G+0.11×B。试验数据表示为平均值±标准差，用SPSS 22软件进行数据统计和差异性分析。

2 结果与分析

2.1 柞蚕幼虫各个龄期间的体色差异

对黄蚕和青黄蚕2种体色血统5个柞蚕品种幼虫的体色进行测量和分析。从表2可以看出，黄蚕的R值>G值>B值，青黄蚕的G值>R值>B值；5个柞蚕品种幼虫的体色表现出相同的龄期变化特点，即2、3、4龄间体色差异显著，4龄与5龄间差异不显著，表明大蚕期幼虫体色趋于稳定。

表2 沈黄1号等5个柞蚕品种幼虫2～5龄期体色的平均色码值

图1 5个柞蚕品种不同龄期幼虫体色的RGB值(A)和L值(B)

从沈黄1号等5个柞蚕品种幼虫体色的RGB值(图1-A)和L值(图1-B)的龄期间变化趋势可以看出，无论何种体色的柞蚕，其RGB值与L值均随龄期增大而升高，至4龄期趋于平稳，说明其体色从小蚕到大蚕越发鲜明，明亮程度增强，且黄蚕明度高于青黄蚕。

2.2 三原色对柞蚕幼虫龄期间体色变化的影响

用SPSS 22软件对所测得的不同柞蚕品种幼虫体色的指标值进行方差分析，结果如表3所示。从沈黄1号等5个柞蚕品种幼虫2～5龄期体色指标的龄期方差分析F检验值(表3)可以看出，在2～5龄期R、G、B值都与柞蚕幼虫的龄期间体色差异有关(P=0.000)；且柞蚕幼虫龄期间差异最大的是G值，其次是R值，无论黄蚕还是青黄蚕均是如此；B值在柞蚕幼虫龄期间差异最小，说明B值对黄蚕和青黄蚕体色的影响最小；黄蚕(沈黄1号、沈黄2号)幼虫的体色表现为最高值红色与次高值绿色的中间色黄色，青黄蚕(9906、青黑翅和沈黄2号×特大)幼虫的体色表现为数值最高的成分绿色，因此推断，柞蚕幼虫的体色主要体现为数值最高的颜色或者最高值与次高值颜色的中间色。

表3 沈黄1号等5个柞蚕品种幼虫2～5龄期体色指标的龄期方差分析F检验值

2.3 柞蚕相同体色血统不同品种幼虫的体色差异

为了探究柞蚕相同体色血统不同品种幼虫间体色是否存在差异，对黄蚕血统的沈黄1号和沈黄2号以及青黄蚕血统的9906、青黑翅和沈黄2号×特大(黄绿色幼虫群体)分别进行了分析，为了使结果准确，所有品种都只对5龄阶段的数据进行分析。从沈黄1号等2个黄蚕血统柞蚕品种幼虫的体色(表4)可以看出，2个黄蚕血统柞蚕品种幼虫的各项体色指标无显著差异，说明2个黄蚕血统柞蚕品种沈黄1号和沈黄2号幼虫的体色相同。从9906等3个青黄蚕血统柞蚕品种幼虫的体色(表5)可以看出，3个青黄蚕血统柞蚕品种幼虫的各项体色指标无显著差异，说明3个青黄蚕血统柞蚕品种9906、青黑翅和沈黄2号×特大(黄绿色幼虫群体)幼虫的体色也相同。

表4 沈黄1号等2个黄蚕血统柞蚕品种幼虫的体色

表5 9906等3个青黄蚕血统柞蚕品种幼虫的体色

3 小结与讨论

1981年，苏伦安[6]通过试验观察不同体色柞蚕杂交表现，发现子代体色的表现型符合“三原色”原理，且蚕体内的α-胡萝卜素、核黄素、叶绿素a和叶绿素b等，构成了有机的“三原色”，通过各种色素的不同组合，形成了不同品种柞蚕各异的体色。本研究结果表明，对黄蚕和青黄蚕幼虫龄期间体色差异影响最大的因子是三原色中的绿色成分，据此推测，造成黄蚕和青黄蚕龄期间体色差异的主要因素可能是蚕体内叶绿素a、叶绿素b等绿色色素的含量变化导致的。柞蚕体色中红色成分越多，意味着蚕体对热效应弱的蓝光吸收能力越强，对热效应强的红光反射能力越强，这有利于柞蚕在密集的人工放养条件下保持蚕体的体温和水分稳定；体色中蓝色成分越多，则对热效应弱的蓝光反射能力越强，对热效应强的红光吸收能力越强，不利于在密集的人工放养条件下保持体温和水分，这也就能解释为什么蓝蚕的主要性状要低于黄蚕和青黄蚕[1]。青黄蚕血统的柞蚕比黄蚕血统的柞蚕在体色上更接近野生柞蚕[6]，其体色中的蓝色成分也比黄蚕血统的柞蚕更高一些。柞蚕青绿色的体色，是野生的环境条件和生理的需要形成的，可以说是“柞蚕原始色”，而黄色可以说是柞蚕的“人工饲养色”[6]。实用性品种中黄体色品种的耐高温干旱能力强于青黄体色品种[7]，因而南方多黄蚕，北方多青黄蚕。

依据幼虫体色进行柞蚕品种选育工作通常在5龄初期开始，俗称“选蚕”。柞蚕的食下量因品种、环境条件等不同而差异较大，但随龄期增大而增加，5龄期的食下量可占全龄的80%左右[1]。本试验研究结果表明，黄蚕血统2个柞蚕品种、青黄蚕血统3个柞蚕品种的幼虫在4龄期体色即趋于稳定，且与5龄期差异不显著；因此，为了提高饲料效率，品种选育工作可以提前至4龄进行。