药用昆虫斑蝥的人工大规模饲养研究进展

2022-08-23 09:33陈庆东刘昌华郝员敏易春燕
四川农业科技 2022年7期
关键词:规模化成虫成活率

陈庆东,刘 旭,刘昌华,杨 明,郝员敏,易春燕

(四川省农业科学院植物保护研究所/农业部西南作物有害生物综合治理重点实验室,成都 610066)

眼斑沟芫菁又名黄黑小斑蝥(MylabrisCichoriiLinnaeus),属昆虫纲鞘翅目(Coleoptera)芫菁科(Meloidae),一般把它和大斑芫菁(MyabrisphalerataPallas)统称为“斑蝥”,为我国《药典》中收录的重要动物药[1-2]。具有破血逐瘀、散结消癓、攻毒蚀疮的功效,至今已有2000多年的历史。斑蝥素具有抗癌症,抗病毒,刺激白细胞生成,抑制真菌等作用。近年来多用于癌症的治疗,特别对肝癌、胃癌、食道癌等有显著疗效,是目前重要的抗癌和抗病毒中药材[3-4]。由于森林植被的破坏,自然环境的恶化,豆科植物和葫芦科植物种植面积的减少,加之人类无序的大量捕捉,导致斑蝥野生资源不断减少,远远不能满足市场药用的需求,成为最紧缺的动物源中药材之一,因此,人工饲养斑蝥成为必然趋势。

国内外对芫菁科昆虫的研究重点主要集中在斑蝥素的应用方面,对芫菁体内斑蝥素的含量测定、 斑蝥素的提取、 斑蝥素的药理、 药效等领域研究较多。从20世纪80~90年代开始,就有学者对芫菁科昆虫的资源考察、分类、生物学特性以及人工饲养等进行研究[5-10],为斑蝥的人工养殖奠定了基础。

为探索斑蝥的人工室内饲养技术,实现斑蝥的规模化饲养生产和加快斑蝥产业化进程。2014年以来,四川省农业科学院植物保护研究所进行了斑蝥规模化饲养方面的深入研究,对斑蝥饲养条件及人工饲料进行优化,在斑蝥饲养技术上取得了较大突破,并初步构建出了黄黑小斑蝥室内人工规模化饲养的关键技术体系。

1 破除了斑蝥滞育越冬情况,实现斑蝥室内周年饲养

芫菁科昆虫为复变态昆虫,在野外1年仅发生一代,其生活史分为卵、幼虫 (1-5 龄)、蛹、成虫4个发育阶段,如(图1)。以卵或幼虫在土壤中越冬,翌年6、7月份化蛹,6月下旬至7月下旬羽化。

图1 黄黑小斑蝥生活史

笔者单位系统开展了野生黄黑小斑蝥室内种群生物生态学特性研究,初步弄清了黄黑小斑蝥卵、幼虫和成虫在室内的正常生长发育的最适温度、湿度以及光照时间。在室内给与L:D=16:8,28~30℃饲养条件下,能解除黄黑小斑蝥“卵滞育”和“幼虫休眠”,实现黄黑小斑蝥在野外1年1代到室内饲养1年3代。

1.1 卵

卵孵化最适气温29~30 ℃,最佳土壤含水量11%~13%。在L:D=16:8,28~30℃饲养条件下,20d左右可见卵黑点,30d左右卵块就可孵化出幼虫,卵历期平均在40d左右。

1.2 幼虫

幼虫生长发育最适气温28~30 ℃,最佳土壤含水量10%~13%,适宜光照时间14~16h/d。在L:D=16:8,28~30℃饲养条件下,一龄平均期为2d,二龄平均期为3.46d,三龄平均期为3.12d,四龄平均期为3.03d,五龄平均期为2.02d。

1.3 蛹

五龄幼虫在化蛹前有一个不食不动的伪蛹期(Pseudopupae),也叫拟蛹,拟蛹脱去外面一层白色的皮后即变成蛹。在L:D=16:8,28~30℃饲养条件下,蛹期为12~19d,平均为15.7d。

1.4 成虫

成虫最适气温26~28 ℃,最佳土壤含水量10%~14%,适宜光照时间14-16h/d。在L:D=16:8,28~30℃以丝瓜花饲养,一般多从上午8:00开始取食,一直到18:00左右。羽化后3~10d,开始寻偶交配,交尾时间多从14:00~24:00,一次交尾时间可达2~7min,一头雄虫可多次交尾,少则1~2次,多则3次。雌虫产卵前期10~15d,雌虫产卵前用口器和足挖一土穴,然后转头将腹部伸入穴内,将卵产于其中,卵块成堆,但无粘膜覆盖卵粒。雌虫寿命22~105d,平均53d;雄虫寿命11~86d,平均42d。

2 研制出了斑蝥成虫和幼虫人工饲料配方

早期人工规模化养殖斑蝥的难度大,因为全部依靠天然食材饲养。为解决斑蝥幼虫生长依赖蝗虫卵、成虫生长依赖丝瓜花等寄主植物的问题,笔者在斑蝥成虫和幼虫人工饲料配方的筛选和优化等方面展开了大量研究,并取得了实质性的进展,为以后的斑蝥人工规模化饲养奠定了基础。

2.1 幼虫人工饲料配方

斑蝥幼虫必须以直翅目及膜翅目昆虫卵为食,饲养时必须饲养蝗虫。结合斑蝥幼虫的食性,以及补充蛋白质的需要,先选取水、鸡蛋液、奶粉、蜂幼虫、花粉等11种原料配制成斑蝥幼虫基础人工饲料构成。用配制好的该基础幼虫人工饲料饲喂斑蝥一龄幼虫,一龄幼虫不取食,而二龄起幼虫能取食该人工饲料,并能正常生长发育。

在基础人工饲料之后,笔者进一步优化饲料配方,筛选出了一个最佳饲料配方,并申请了国家专利(CN107969576B)。在一龄期不用天然饲料蝗虫卵的情况下成活率为48%左右,其二龄起幼虫取食人工饲料的成活率达80%以上,与蝗虫卵饲养的斑蝥幼虫成活率基本一致。为进一步实现斑蝥幼虫人工饲料代替天然饲料饲养打下了坚实的基础。

2.2 成虫人工饲料配方

斑蝥成虫主要以豆科、葫芦科、藜科、茄科、菊科等植物的叶、花、花粉等为食,饲养时必须种植这些天然食材。笔者在汪会荣[1]的基础上稍有改进,参照丝瓜花等寄主植物主要营养成分,根据其碳水化合物、蛋白质及氨基酸含量与比例,选用水、大豆粉、酵母粉、花粉、多维葡萄糖、抗坏血酸、生育酚、复合维生素B、防腐剂、蜂王浆和蜂蜜等材料,筛选出完全满足斑蝥成虫所需的营养,且成虫生长良好的人工饲料配方,并申请了专利(CN107801876B)。该成虫人工饲料可以完全替代天然食材为成虫整个生命周期提供营养,和传统的新鲜丝瓜花饲喂斑蝥成虫对比,对黄黑小斑蝥成虫寿命、产卵前期、产卵数量差异不显著,解决了丝瓜花等天然饲料种植、采摘、保鲜所需的时间、人力、成本等,大大的降低了斑蝥养殖成本。

3 探索出了斑蝥“单杯单虫” 饲养集成技术

斑蝥幼虫具有自相残杀的习性,在集中饲养(30~50头)的情况下,幼虫的成活率低于20%。采用指形塑料管和杯形塑料杯2种饲养方式进行单杯、单虫饲养可有效防止因幼虫种群过大自相残杀,幼虫的成活率均超过80%以上,显著优于集中饲养方式的幼虫成活率。“单杯单虫” 饲养集成技术为有效解决在单位面积内因幼虫种群过大自相残杀的难题,为进一步提高幼虫成活率、成虫羽化率奠定了基础,同时也为下一步开展斑蝥的规模化和产业化饲养创造了良好的条件。

3.1 杯形塑料杯蝗卵饲养斑蝥幼虫

在上口直径7cm、高10cm的透明塑料杯内加约100g伴有蛭石的沙壤土,土壤含水量在12%左右,放入新鲜蝗虫卵块1块,接入1头刚孵化出的斑蝥幼虫到杯中,用封口膜封口以保湿度,在温度28~30℃,光照时间14~16h的环境条件下饲养,直至成虫羽化。

3.2 指形塑料管半人工饲料饲养斑蝥幼虫

半人工饲料饲养是指用蝗卵饲养初孵斑蝥幼虫,3龄以后用人工饲料饲养斑蝥幼虫至化蛹。取10mL指形塑料管,管盖打小孔透气,将蝗虫卵块放入管中,再将刚孵化出的斑蝥幼虫接入,最后用湿棉花球塞住管口保持湿度。将接好的指形塑料管放置在10cm×20cm的泡沫板上,待幼虫生长到3龄左右时,更换人工饲料,直到幼虫生长至五龄时放入装有沙壤土的22cm×13cm×6cm的塑料盒中化蛹,直至成虫羽化。

4斑蝥规模化单元饲养模式的探索

在摸清了室内斑蝥习性的情况下,应用已探索出的斑蝥饲养技术,采取单杯、单虫饲养方式,进行斑蝥规模化单元饲养探索,探索周年斑蝥的饲养数量,为斑蝥的产业化奠定了基础。选择20m2房间1间,放置7层的饲养架10个,每层放置80个饲养杯,每个单元可饲养斑蝥11000头/代,一年可收获斑蝥成虫25000头左右,经济效益可观。

4 讨论

斑蝥在我国大部分地区均有分布,但由于森林植被的破坏,自然环境的变化,豆科植物和葫芦科植物种植面积的减少,加上人类无序的大量捕捉,斑蝥野生资源不断减少,远远不能满足市场药用的需求,成为最紧缺的动物性药材之一。人工合成斑蝥素的条件又十分艰难(需在极端高压1.520Gpa下进行)[11-12],不适合大规模生产,更导致斑蝥素供求关系的矛盾更加强烈,因此斑蝥类昆虫的人工规模化饲养是解决这一矛盾的有效途径。

目前,通过室内饲养,解除了斑蝥的滞育,实现了斑蝥的室内周年饲养,为斑蝥素的研究奠定了基础。在笔者的研究过程中也发现一些问题,斑蝥幼虫人工饲料饲养技术还待进一步提高,目前虽然突破了斑蝥幼虫的人工饲养繁殖技术,但采用人工饲料饲养其幼虫存活率仍偏低(48%)。将来的研究应在已有的幼虫人工饲料配方的基础上更进一步的优化,提高幼虫存活率。只有顺利筛选出适合斑蝥幼虫的人工饲料,实现全人工饲料饲养斑蝥幼虫,才能真正实现斑蝥规模化、工厂化饲养。

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