保幼激素类似物和胰岛素配合应用对家蚕的影响

关键词：

自1965年Akai H和Kobayashi M.[1]发现保幼激素类似物 (JHA) 有延长蚕龄、提高蚕个体质量和产茧量以来, 应用保幼激素增加茧丝的研究成为蚕学业界的热点。合理使用保幼激素处理家蚕五龄幼虫, 能使蚕体质量、蚕茧质量和丝蛋白质合成量的增加。家蚕在5龄中期以前, 身体增长较快, 其中包括绢丝腺的生长。5龄中期以后, 家蚕从桑叶中吸取的营养, 主要用于绢丝腺内丝蛋白的合成, 这时期内所合成的丝蛋白, 约占全部绢丝物质总量的80%左右, 如果这时外源增加保幼激素含量, 就能适当延长迅速合成丝蛋白的短暂时间, 当然也就达到提高蚕丝产量的目的。

国内学者庄大桓、项美华[2]等应保幼激素喷洒5龄蚕中期可提高蚕层量达30%以上, 崔为正、牟志美、张友英[3]等在5龄家蚕中后期保使用保幼激素和蜕皮激素明显的增加全茧量、茧层量和茧率指标。

然而, 国内研究人员对胰岛素在家蚕上的应用报道并不多见, 国外学者Magdum SB、Hooli MA深入研究胰岛素对多化性蚕的影响机理。胰岛素作为一种具有多种生物学效应的激素, 除了在人们所熟知的蛋白质、脂肪、糖原的代谢中发挥重要的调节作用外, 在调控细胞生长、增殖, 保证正常的生长发育、代谢、生殖以及衰老等过程中起到非常重要的作用。

本文探讨保幼激素 (ZR515) 和胰岛素对家蚕养殖过程影响的主要经济参数:蚕龄、蚕体质量、丝腺质量、组织体指数、全蚕质量、茧层量、茧层率。

1材料与方法

1.1供试材料

家蚕为广西师范大学生命科学学院邓业成教授提供, 整个实验在广西昊旺生物科技有限公司生化实验室内进行。饲养的家蚕品种为菁松×皓月, 小蚕饲养按桑叶育标准进行, 在自然温度湿度条件下饲养小蚕成长。在第小蚕2次蜕皮进入3龄蚕时, 按每个区100头数目, 分成5个区并编号1、2、3、4、5区, 按区分别进行施药实验。

胰岛素从印度Himalaya药业公司购进, ZR515为广西昊旺生物科技有限公司研制配方制剂。使用丙酮将ZR515制剂稀释配制成4μg/m L每支8 m L分装, 标记备用;等量丙酮不加入ZR515制剂去离子水稀释配制成参比液, 同样按8 m L每支分装、标记备用;胰岛素配制成4 IU/m L水溶液, 放入4~8℃冰箱内低温保存, 胰岛素使用时提前2~4 h置于常温下, 备用。

1.2处理方法

1区:在小蚕第二次蜕皮进入三龄蚕后36 h和小蚕第3次蜕皮进入四龄后36 h, 分别取1支8 m L的ZR515制剂均匀体喷涂于100头家蚕体上, 然后正常添桑。

2区:将100 g新鲜桑叶浸泡于300 g胰岛素水溶液内30 min, 放置于通风处阴干燥后, 投喂100头小蚕, 与第一组添桑时间相同。

3区:按1区方法施药, 按2区方法添桑。

4区:取丙酮参比液1支8m L按1区施药方法对小蚕进行处理。

5区:不投加制剂药物, 正常添桑。

1.3数据记录和分析

从3龄开始, 每天使用1‰天平 (精确至0.001 g) 称量并且精确记录小蚕质量和对应蚕龄 (精确到小时) 。

当蚕进入5龄后第5天 (通过实验观察, 家蚕上簇前开始取蚕进行剖解实验) , 从各区随机取10头蚕做丝腺体分离:将蚕置于三氯甲烷中1 min后用去离子水清洗, 洗净后解剖后取出蚕体内丝腺放入去离子水中浸泡, 除前部丝腺由于过细无法去表皮外, 包裹在中部及后部丝腺的表皮均仔细剥除, 再将丝腺用去离子水浸洗5 min去除黏附于丝腺表面的液体、杂物, 放置清洁干净的丝网上20 min, 再精确称量丝腺质量 (0.001 g) 。

其余未做丝腺体分离实验的小蚕仍按实验设定的分区正常饲喂桑叶, 直至蚕成熟上簇结茧。

为了考察按1.2处理后雌性和雄性的家蚕在全茧量、层茧量和层茧率的变化关系, 此3个参数作为家蚕养殖中最为重要的经济指标, 有必要进行研究比较。

蚕丝腺质量、全茧量、层茧量的数据, 按10头蚕的数量每头称量两次, 称量后取平均值, 蚕龄 (3龄5龄, 以小时计) 和蚕体质量数据取五龄蚕上簇前的数据 (称量后随机选10头做丝腺体分离, 取均值) 。

将各实验区 (1~5区) 记录获得的数据按文献的方法进行单因素方差分析, 分别对蚕龄、蚕质量、丝腺质量、体组织率数据分析, 尝试找出不同处理措施对育蚕的经济参数的显著差异, 结果如表1所示。

为对比雌性和雄性家蚕在不同处理措施后影响因素, 水平因子取全茧量、层茧量和层茧率三者分别进行单因素方差分析, 方法同上。数据结果见表2。

2结果与分析

对于蚕处理区 (1~4区) 与参比区 (5区) 的实验数据, 如蚕龄、蚕体质量、丝腺质量、体组织率以及蚕茧特性参数列于表1和表2。从表1数据分析, 对家蚕喷涂ZR515后, 无论1区或3区的蚕龄和蚕体质量均出现明显增长, 但单独使用胰岛素 (2区) 仅对蚕体质量有增长而无延长蚕龄的表现。蚕丝腺体数据在3个区1、2、3区均出现不同程度的增重, 即单独使用ZR515或胰岛素或两者同时使用, 并且有3>1>2趋势, 体组织率数据也表现出同丝腺体有一致的增长趋势。

实验数据表明, 在使用ZR515和胰岛素后, 对1、2、3区内的全茧量和茧层量数据均出现不同程度的增加。特别是雌性全茧量和茧层量数据, 无论是3区还是2区的数据均出现显著增加, 但雄性全茧量和茧层量仅在3区特别明显, 2区则没有与雌性蚕相同的结果。而以丙酮溶剂处理的家蚕 (4区) , 对比参照区 (5区) 没有明显变化。

3结论与讨论

1981年Kobari和Akai[4]等报道以ZR515处理家蚕使蚕体质量增加是因为保幼激素延长了蚕的蚕龄, 饲养蚕的时间延长导致蚕体质量增加;2011年Kramer[5]认为胰岛素处理家蚕能激活蚕体丝腺内胰岛素合成水平, 从而增加丝腺的质量。

注:***表示在0.01水平下高度显著, **显著, *一般, 下同。

从3区的实验结果分析, 以保幼激素 (ZR515) 和胰岛素处理后蚕的层茧量平均增加30.54% (雌性和雄性) , 增丝效果非常显著。因此, 建议将增丝产品保幼激素 (ZR515) 应用到蚕养殖时, 配合适量的胰岛素补给, 将达到相当满意的增产增收的效果。

摘要：目的 自2006年“东桑西移”政策提出以来, 种桑养蚕成为广西农民增收致富的朝阳产业, 为提高广西的桑蚕养殖水平提供科学依据。方法 在蚕龄达三龄和四龄时, 两次使用浓度为4μg/m L ZR515制剂8 m L对100头蚕体均匀喷涂;以100 g桑叶浸泡在300 m L胰岛素溶液中30 min后投喂家蚕。同时, 喷涂ZR515和投喂胰岛素浸泡桑叶, 探讨保幼激素类似物 (ZR515) 和胰岛素的应用对家蚕 (菁松×皓月) 生长发育的影响, 特别是蚕体质量、蚕丝腺及蚕茧的重要经济参数全茧量、茧层量和茧层率指标, 通过单因素水平分析, 找出显著影响因素。结果使用保幼激素类似物 (ZR515) 和胰岛素对蚕体质量、蚕丝腺质量有明显增长作用, 对全茧量、层茧量和层茧率亦有显著提高。结论保幼激素类似物 (ZR515和胰岛素配合应用在家蚕饲养过程, 可显著增加全茧量和茧层量, 增加养蚕的经济效益和社会效益。

关键词：ZR515,胰岛素,丝腺体,家蚕,全茧量,茧层量

参考文献

[1] Akai H, Kobayashi M.Sites of Fibroin Formation in the Silk Gland in Bombyx Mori[J].Nature, 1965, 206 (529) .

[2] 庄大桓, 项美华.保幼激素在养蚕业应用新途径的探讨[J].江苏蚕业, 1992 (1) :55-61.

[3] 崔为正, 牟志美, 张友英.幼激素和蜕皮激素配合使用提高蚕丝量的研究[J].蚕业科学, 1995, 3 (21) :178:183.

[4] Akai, H., K.Kiguchi, Y.Kobari, et al.Practical Utilization of Juvenoids for Increasing Silk Production[J].Scientific Papers of the Inst.Org.Phys.Chem, 1981 (22) .

[5] Kramer.Surface Immobilization of Antibody on Silk Fibroin Through Conformational Transition[J].Acta Biomaterialia, 2011 (2) .