家蚕人工饲料研究进展＊

何金涛，占鹏飞，郝志华，王华兵

（1.浙江大学 动物科学学院，浙江 杭州 310058； 2.湖州市农业科学研究院，浙江 湖州 313000）

家蚕是一种良好的生物反应器、模式昆虫、经济昆虫，主食桑叶，在生产上常被视为单食性昆虫。在科研上，家蚕广泛应用于昆虫生理生化、遗传和病理等研究，这些研究对无菌蚕有着高研发需求[1]。家蚕人工饲料是根据蚕的食性特点和营养要求配制成的用以代替桑叶的饲料。由于人工饲料加工生产的可封闭性，人工饲料的无菌饲育具有高效、污染风险低、突破季节限制、可标准化程度高的优点[2～4]。在市场上，工厂化养蚕是集品种改良、饲料调配、蚕病防治、环境控制等多项技术于一体的规模化、标准化、集约化现代养蚕方式，而人工饲料是工厂化养蚕的基础。人工饲料能显著提高生产的可控性及标准化，是实现工厂化高效生产优质蚕茧的关键。人工饲料适用生长阶段的增加和成本的降低，有利于降低养蚕业对桑的依赖，增强对自然灾害的抵抗能力；另一方面，桑树及其副产品资源也会更多地向食品、生态等行业倾斜，这意味着蚕桑业将与其他产业不断加深连接，向多方向、多维度发展，增强对市场风险的抵抗能力。

最早开始家蚕人工饲料研究与应用的国家是日本。在1930年日本已有相关报道，1960年人工饲料养蚕试验成功，1977年开始推广，到80年代已有约50%的家蚕原种以人工饲料饲养；90年代成功培育广食性蚕品种，实现稚蚕工厂化人工饲料育[5～7]。随蚕业萎缩，日本对家蚕人工饲料研究逐渐放缓。

我国自上世纪70年代开始研发和引进饲料配方，通过动物饲料学知识对饲料配方参数进行调整，以达到提高效率、降低成本、增加饲料适用范围的目的。1974年成功进行家蚕人工饲料饲育[8]。随劳动力成本快速攀升，中国发达地区蚕业同日本一样出现了一定程度的萎缩；与日本不同的是，我国蚕桑文化更为浓厚，对家蚕人工饲料的研究不仅有着科研与市场需求，还有着文化需求[9]。

1 研究进展

因技术难度大、成本较高等问题，我国90年代初开展的稚蚕人工饲料育生产未能得到良好发展。而近十几年的研究也正围绕这些问题展开。研究者根据基础饲料学研究方法，从pH、各大营养素含量、家蚕品种、加工技术等角度研发和改进家蚕人工饲料配方，还可用不同的人工饲料配方饲养不同用途的蚕。此外，由于全封闭工厂化养殖仍未发展成熟，在人工饲料配方的研发中，原料与加工、品种、环境等因素不可忽视，多数用于非无菌养殖的人工饲料配方往往需要着重考虑防腐和抗菌。

1.1 成本与成效

在对饲料原料的选择与替代上，同传统动物饲料一样，人们倾向于营养全面、易吸收、低价易得的原料。如基础营养素可由秸秆粉、甘薯粉、棉籽饼、纤维素粉、桑嫩芽叶粉等替代，成型剂可由低成本的卡拉胶、促食促生长发育的玉米粉等替代[10～13]。受饲料原料与加工、家蚕品种、养殖环境限制，普通家蚕的人工饲料育需要添加防腐及抗菌剂。考虑到饲料的成本、发育、摄食性等因素，中日学者筛选并分析了山梨酸、丙酸、苯甲酸、尼泊金乙酯、复合防腐剂等多种防腐抗菌剂替代品[14～17]。在产丝用家蚕饲养方面，蔡凌月指出使用添加二氧化钛、氧化石墨烯、氧化铝纳米粒子的人工饲料可提高蚕丝性能，为绿色、低成本、高质量的规模化产丝提供可能[18]，在以蚕蛹为主要养殖目标时，可适当提高配方中蔗糖的占比[13，19]。

饲料配方配比与效率研究上，目前相关公开报道较少。刘艳伟等从指标、品种、生理、环境、桑、外源物质六方面总结了家蚕人工饲料效率相关研究，指出家蚕的人工饲料在养殖效率上存在很大的进步空间[20]。陈瑞英等以正交试验法详细分析并选拔出无菌饲育用稚蚕的人工饲料配方[21]。

1.2 摄食研究

家蚕摄食消化研究是人工饲料研究的基础与关键。人工饲料硬度、pH、含水率等理化性质和一些诱食，咬食，吞咽因子等对家蚕摄食发育有着很大影响[10，22，23]。味觉感受、消化系统运转对家蚕食物选择和单食性的形成有重要作用[24]。研究表明低摄食性蚕的味觉反应比高摄食性蚕敏感[25]，高低食性家蚕基因的差异表达可能与人工饲料摄食性有关[26]。对家蚕嗅觉、味觉、化学感受蛋白等蛋白和机制的研究，能帮助我们改变配方中家蚕喜食物质和趋避物质从而提高人工饲料摄食性[27]。徐世清和崔为正团队[28，29]对人工饲料育家蚕肠道微生物的研究显示其肠道微生物组成相较于桑育家蚕存在显著差异，因此，未来可能可以对家蚕进行微生物工程，通过选择肠道菌群的方式提高人工饲料效率和稳定性[30]。谭安江团队发现家蚕GR66基因敲除体能取食多种植物，为多食性家蚕的培育提供了重要基础[31]。

1.3 遗传

考虑到饲养效果、成本等因素，人工饲料至今仍无法完全替代桑[32]。筛选或主动培育人工饲料适应性品种是提高饲育效率的有效方法。人们研究了不同品种家蚕的人工饲料适应性和摄食性遗传规律，为品种筛选及培育提供了大致方向[33～36]。在遗传资源摄食性调查的基础上，有众多研究者对家蚕种质资源进行比较筛选，进而培育出适合我国的实用化品种。对人工饲料适应性较好的有“杂A”、菁松 ×皓月、R9501×RB、春蕾 ×镇珠、ZHG×春、优食一号等[36～41]。

总的来说，现代家蚕人工饲料研发从适应人工给食，向适应规模化、工业化生产发展；从饲料适应品种，向饲料、品种和环境条件相互适应发展。

2 实用化进展

日本人工饲料科研与实用化起步较早，人工饲料饲育稚蚕、桑饲育大蚕的饲育体系起步于70年代，至90年代基本成熟。中文文献及国家专利局检索表明我国家蚕人工饲料起步迟。为适应新时代，历史悠久的中国蚕桑业需要依靠专业化、工厂化新技术，向生态、多元、高效益、可持续的方向发展[42]。近年来人工饲料商业实用化开始迅速发展，江苏省于2010年开始推广人工饲料并制订如DB3206/T167-2011《家蚕小蚕人工饲料饲育技术规程》、DB3206/T403-2015《全龄人工饲料养蚕技术规程》等一系列标准，并于2014年率先实现家蚕人工饲料养殖。2015年在江苏如东投产的全国首个家蚕人工饲料项目，标志着家蚕人工饲料走向实际生产[43]，桑树将从蚕业解放出来，并逐渐流向生态、食品等其他产业。蚕桑业将向多元辐射增长方式转变[44]。2019年1月浙江巴贝集团正式宣布攻克人工饲料工厂化养蚕技术，研发并完善了适应性蚕种、现代化生产方式和稳定的工厂化生产质量保证体系，实现了家蚕饲养标准化和全龄工厂化，其生丝质量达5A级[45]。全龄人工饲料工厂化养蚕技术的成功标志着蚕桑业从劳动密集型产业向技术密集型产业转变。

3 展望

生命科学研究是人工饲料深入研发的源动力。蚕作为鳞翅目模式昆虫，以多组学分析、基因组计划、遗传学等相关基础研究众多[46，47]，信息时代新型技术和智能化手段也将给家蚕人工饲料发展带来革命性的进步。未来家蚕人工饲料发展将在品种、饲料、环境相互适应下，以多指标、多参数、高效率、自动化处理为手段研发低成本优质人工饲料，以科技创新改进发展模式，推动蚕桑产业升级。