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The Radiation Experiment for Lac Insects

紫胶虫辐射试验



全 文 :林业科学研究 1998, 11( 4) : 382~387
Forest Research     
  
  1997—09—15收稿。
陈晓鸣副研究员,陈勇,王绍云,毛玉芬,冯颖,叶寿德(中国林业科学研究院资源昆虫研究所 昆明 650216)。
* 云南省应用基础研究基金“紫胶虫遗传资源基因库建立及遗传试验”( 1994~ 1997年 )、中国林科院科学基金项目“紫
胶虫遗传育种试验”( 1990~1995年)部分研究内容。本所王自力、胡海宏、周潮鸿参加课题研究的部分工作。
紫胶虫辐射试验*
陈晓鸣 陈 勇 王绍云 毛玉芬 冯 颖 叶寿德
  摘要 采用 Co 60 对中华紫胶虫、紫胶蚧两种紫胶虫的不同虫态进行了辐射试验, 结果表明,
在中华紫胶虫卵胚发育 2~3 期以 1 000 rad 辐射可以产生子代, 在紫胶蚧卵胚发育 5~6 期以
11 000 rad 辐射,偶然得到子代。对辐射子代的怀卵量、性比、固虫密度、泌胶量等进行了观察。紫胶
蚧子代的怀卵量、泌胶量与对照相似,有效生殖力和雌虫性比高于对照,固虫密度低于对照; 中华紫
胶虫子代固虫密度、雌虫性比高于对照, 怀卵量、泌胶量正常。
  关键词 紫胶虫 辐射试验 子代 生物学特征
  紫胶虫是一种重要的工业原料昆虫,我国紫胶生产用种是中华紫胶虫,它主要分布于云南
的南亚热带地区,具有产虫区广,产量高的优势[ 1~3] ,但紫胶质量存在着颜色深、稠而不粘、易
结块等缺陷; 紫胶蚧是世界上紫胶质量最好的虫种, 主要分布于云南元江等干热河谷区 [ 4, 5]。这
两种紫胶虫在产量上和质量上都有明显的优势,但各自都有自己的局限性,中华紫胶虫的紫胶
质量有缺陷,缺乏市场竞争力, 而紫胶蚧生产上受气候条件的限制,很难在短期内获得较高的
产量。能否使紫胶蚧在产区上有较大的扩展,中华紫胶虫在质量上有所提高, 要解决这些问题,
通常是采用辐射育种和杂交育种的方法来培育具有人类所需优良性状的紫胶虫品种[ 6]。紫胶
虫辐射试验研究,只有印度做过初步试验 [ 7] , 但未见子代描述及子代生物学特征研究,为了探
讨紫胶虫辐射育种的可能性,对中华紫胶虫和紫胶蚧进行了辐射试验,对两种紫胶虫的辐射虫
态、辐射剂量及子代表现作了初步研究,取得一些结果,现报道如下。
1 材料和方法
  紫胶虫种:中华紫胶虫 K erria chinensis Mahdihassan
紫胶蚧: K erria lacca Ker r.
寄主植物:久树 Schleichera oleosa Wild.
苏门答腊金合欢 A cacia montana Benth. var . Sumatr ana
木豆 Caj anus caj an ( L inn. ) M illsp.
大叶千斤拔 Moghania macrophy lla ( Wild. ) Merr .
马鹿花 Puer aria w allichii DC.
试验地点:云南昆明、元江、景东。昆明用温室盆栽寄主, 元江、景东在人工紫胶园中试验。
辐射源: Co 60(钴 60) ,云南省农科院辐射中心提供辐射处理。
方法:根据紫胶虫的生理及发育特征, 分别选紫胶虫种胶(胚胎发育 6期)、孕卵期 2~3
期、幼虫 2龄初期 3个虫态进行辐射试验。
种胶辐射:采用Co 60为辐射源,以 2 000、4 000、5 000、6 000、7 000、8 000、9 000、10 000、
11 000、13 000 rad(拉德)的剂量辐射紫胶蚧,种胶胚胎发育期, 种胶 3 kg ,辐照后放养于元江
试验站久树上,设放于久树上的紫胶蚧作对照, 编号观察子代生物学特征。
幼虫辐射: 用盆栽寄主大叶千斤拔培育中华紫胶虫,当中华紫胶虫幼虫脱皮进入 2龄后,
在 2龄幼虫初期,采用Co 60辐射,剂量为 500、1 000、1 500、2 000 rad,用不进行辐射处理的盆
栽同代中华紫胶虫作对照, 观察其生物学特征。
成虫孕卵(胚胎 2~3期)辐射: 用盆栽木豆放养中华紫胶虫,待中华紫胶虫发育到成虫孕
卵后胚胎发育 2~3期时, 把盆栽放虫生长良好的样本用 Co 60 辐射, 辐射剂量为 1 000、2
000、3 000、4 000、5 000 r ad,每种处理4盆,设未作辐射处理的盆栽培育的中华紫胶虫作对照,
观察辐射后紫胶虫的生物学特征。
有效生殖率= 每雌幼虫孵化数量/每雌虫怀卵量×100%
紫胶虫怀卵量、泌胶量、固虫密度、性比等生物学特征观察按常规紫胶虫研究方法进行。
2 结果及分析
2. 1 紫胶蚧种胶辐射
以 2 000~13 000 rad 10个剂量梯度辐射的种胶中,有 7个辐射处理的种胶有幼虫涌散和
固定,幼虫在寄主上固定后,绝大多数在 1龄幼虫期死亡,只有一个处理完成了生活史,保存下
来,生长发育良好。
紫胶蚧种胶被辐射后,绝大多数都能孵化出幼虫,但孵化出的幼虫较少, 幼虫与正常生长
的与对照有明显区别, 子一代幼虫固定在寄主植物上以后, 大多数幼虫固虫密度低于对照, 无
正常分泌的蜡丝, 不泌胶,雌雄性比一般雌虫数量高于对照, 10个辐射子代中,只有 R9 完成了
生活史,产生子代,其余 9个处理的幼虫均死亡, 大多数幼虫在 3龄前死亡, R 2发育到成虫期
死亡; 10个处理中只有 R2和 R9泌胶, R2 泌胶很少, 没有产生子代, R9 约有 4 cm 长的紫胶蚧
泌胶良好,并完成生活史,产生了子代(表 1)。
表 1 紫胶蚧种胶辐射后子代生物学试验观察
编号 辐射量
( rad)
固虫密度
(头/ cm 2) 蜡丝 泌胶
2龄存活
率( % )
性比
(♀∶) 生活史 备  注
R 1 2 000 53 无 无 > 20 5∶1 未完成 有 4 cm 幼虫固定
R 2 4 000 114 无 无 > 90 23∶1 未完成 12 cm 幼虫固定,部分泌胶, 成虫死亡
R 3 5 000 108 无 无 < 20 - 未完成 3龄时全部死亡
R 4 6 000 0 0 0 0 0 0 幼虫涌散少,全部在 1龄死亡
R 5 7 000 - 无 无 < 20 10∶1 0 幼虫涌散少,成虫前全部死亡
R 6 8 000 103 无 无 > 80 - 未完成 同 R 3
R 7 9 000 - 无 无 < 10 - 0 同 R 4
R 8 10 000 102 无 无 < 70 - 0 1龄全部死亡
R 9 11 000 102
部分胶
有蜡丝
部分胶虫
泌胶较好 > 80 7∶1 完成 产生 F1 代
R 10 13 000 109 无 无 < 40 - 未完成 同 R 8
对照 173 有蜡丝 良好 4∶1 完成 产生子代
3834 期              陈晓鸣等 :紫胶虫辐射试验
  R9F2的怀卵量与对照相似,其有效生殖力高于对照(表 2、3)。
表 2 辐射 F2代怀卵量 (单位:粒/♀)
项 目 怀 卵 量 实 测 数 怀卵量最低 平均 最高
R 9F2 366 368 220 294 330 340 236 316 203 309 203 315 462
298 247 332 310 277 413 245 462 330 298
328 286 302 356 372 394 296 302
对照 458 300 274 327 324 216 315 457 278 235 176 306 469
290 310 301 276 221 176 348 361 264 237
291 209 366 258 469 420 369 267 361 382
表 3 辐射 F2代有效生殖力
项 目 实测虫数
(头)
幼虫孵化数
(头)
每雌虫孵化数
(头/♀)
怀卵量
(粒/♀)
有效生殖力
( % )
R 9F2 64 11 485 179 315 56. 8
对照 97 10 025 103 306 33. 7
  辐射子代的固虫密度都低于对照(表 4)。在泌胶表现上, 辐射后产生的子代与对照的差异
不大, R 9F 2的泌胶量高于对照。R 9F 4的泌胶量低于对照。辐射后产生的子代的紫胶产量约为 3
kg 种胶收 1 kg 原胶(表 5)。
表 4 F 代固虫密度调查
项 目 实 测 固 虫 密 度
(头/ cm2)
最低 平均 最高
(头/ cm2)
R 9F2 188 210 248 168 213 199 234 238 168 219 251
220 225 237 243 231 251 207 203 209
R 9F3 102 93 94 120 77 110 105 93 85 85 98 120
对照 320 239 243 314 298 348 286 255 220 285 249
263 249 220 300 278 340 290 241
表 5 子代的个体平均泌胶量 (单位: mg/♀)
项 目 实 测 数 最低 平均 最高
R 9F2 10. 9 14. 9 13. 9 11. 9 15. 2 16. 7 13. 9
13. 8 14. 2 20. 0 13. 4 14. 1 13. 9 12. 0 10. 1 13. 8 20. 0
12. 7 10. 1 18. 0 11. 6 12. 8 11. 5
对照 20. 8 24. 9 25. 1 22. 4 20. 1 23. 4 20. 7
28. 0 24. 5 22. 0 24. 5 17. 6 22. 3 21. 3 20. 1 23. 3 28. 0
23. 9 25. 0 25. 2 25. 7 24. 7 22. 4
R 9F4 15. 0 11. 0 10. 0 15. 0 15. 0 17. 0 12. 0
12. 0 17. 0 15. 0 14. 0 15. 0 15. 0 14. 0 10. 0 14. 2 17. 0
15. 0 14. 0 17. 0 15. 0 13. 0 13. 0
对照 26. 0 21. 0 23. 0 23. 0 25. 0 22. 0 24. 0
26. 0 25. 0 25. 0 19. 0 27. 0 26. 0 17. 0 17. 0 24. 4 32. 0
31. 0 32. 0 17. 0 32. 0 19. 0 28. 0
384 林 业 科 学 研 究               11 卷
  辐射子代的性比一般为:雌∶雄= 3~5∶1,与对照相比较,雌虫比例稍高于对照(表 6)。
表 6 紫胶蚧种胶辐射子代的主要生物学特征
世 代 怀卵量
(粒/♀)
固虫密度
(头/ cm2)
性比
(♀∶)
泌胶量
( mg/♀)
有效生殖力
( % )
产胶量
(种胶∶原胶)
R 9F1 - 160 5∶1
对照 - 186 4∶1
R 9F2 315 219 13. 8 56. 8
对照 306 285 23. 3 33. 7
R 9F3 98 3∶1 17. 10
对照 14. 10
R 9F4 14. 2 3∶1
对照 24. 4
R 9F5 472
对照 729
  综合以上结果, 种胶辐射子代表现出固虫密度低、雄虫比例低、怀卵量正常、有效生殖力
高、泌胶量与产量正常的特点。
2. 2 中华紫胶虫 2龄初幼虫辐射
以 500~2 000 rad的 Co 60辐射盆栽培育的 2龄初中华紫胶虫后,中华紫胶虫生长发育
与对照有明显的差异,辐射后的中华紫胶虫中高剂量( 2 000 r ad)辐射的中华紫胶虫泌胶较差,
不连片, 500~1 500 rad 辐射的中华紫胶虫能泌胶,泌胶基本连片,能孕卵, 但不产生子代, 紫
胶虫在成虫期死亡(表 7)。
表 7 中华紫胶虫 2 龄初幼虫辐射试验
编 号   剂 量( rad) 蜡 丝 泌 胶 生 长 状 况
1 500 有蜡丝 泌胶 成虫死亡,有卵,无子代
2 1 000 有蜡丝 泌胶 成虫死亡,有卵,无子代
3 1 500 部分有蜡丝 泌胶少 成虫死亡,有卵,无子代
4 2 000 蜡丝少 泌胶差 3龄前死亡,无子代
对照 有蜡丝 泌胶好 完成生活史,产生子代
  以上结果表明, Co 60对中华紫胶虫幼虫影响较大,辐射后的中华紫胶虫虽能继续生存,
甚至孕卵,但不能有效地产生子代。
2. 3 中华紫胶虫成虫孕卵期(胚胎 2~3期)辐射
盆栽中华紫胶虫发育到孕卵 2~3期时,用 Co 60 1 000~5 000 r ad 辐射,辐射有明显的反
应,表现出蜡丝明显比对照减少,除 1 000 rad辐射处理外,所有处理的卵胚胎死亡,无子代,只
有 1 000 rad辐射的中华紫胶虫产生了子代, 但产生子代的时间比对照晚近 1个月(表 8)。
中华紫胶虫成虫孕卵期辐射产生的子代 RF 在固虫密度上与对照相似,区别不大, 性比辐
射子代与对照相比较,表现出雌虫多、雄虫少的现象,辐射子代 RF 的怀卵量、泌胶量正常, 全
体平均泌胶量高于对照(表 9)。
3854 期              陈晓鸣等 :紫胶虫辐射试验
表 8 中华紫胶虫卵胚期辐射试验
编号 剂量
( rad)
生 长 状 况 子代状况
1 1 000
蜡丝减少,卵胚发育成熟,
幼虫孵化较对照晚 1个月 产生子代
2 2 000 蜡丝减少,卵胚不能正常发育 不产生子代
3 3 000 蜡丝明显减少,卵胚发育 不产生子代
4 4 000 不正常,卵胚死亡 不产生子代
5 5 000 不正常,卵胚死亡 不产生子代
对照 蜡丝分泌旺盛,卵胚发育好 产生子代
  表 9 中华紫胶虫孕卵 2~3 期辐射子代生物
学观察
世代 寄 主 固虫密度
(头/ cm 2)
性比
(♀∶)
泌胶量
( mg/♀)
怀卵量
(粒/♀)
大叶千斤拔 86 17∶1 15. 90
RF2 苏门答腊金合欢 70 12∶1
大叶千斤拔 89 13∶1 14. 20
对照 苏门答腊金合欢 80 8∶1
RF2 大叶千斤拔 84
对照 大叶千斤拔 70
RF3 马鹿花 15. 30 317
  综合以上试验结果, 可以看出, 在紫胶虫卵胚期辐射对紫胶虫卵胚发育有很大的影响,
2 000 rad以上的剂量使中华紫胶虫的胚有很大的损伤,最终导致死亡。2 000 rad以下剂量辐
射卵胚 2~3期对子代有一定的影响,而且子代表现出了泌胶量高、雄性比例低的可喜苗头,紫
胶虫卵胚发育期是紫胶虫产生后代的关键时期,这阶段辐射紫胶虫可能对紫胶虫子代产生很
大的影响,本试验所取得的初步结果,可作为今后辐射育种的借鉴。
2. 4 中华紫胶虫种胶辐射
采用Co 60 1 000~8 000辐射中华紫胶虫种胶, 所有种胶能孵化出幼虫, 但孵化的幼虫明
显减少,孵化后的幼虫在寄主植物上固虫密度高,约 300头/ cm 2, 与对照相比较, 稍低于对照,
辐射子代的雄性比例明显低于对照, 所有种胶辐射子代都在幼虫期死亡,无一能进入成虫期产
生子代(表 10)。试验结果表明, Co 60对紫胶虫卵胚期 6期的损伤十分严重, 卵胚 6期时紫胶
虫幼虫快孵化, 这个阶段紫胶虫卵胚对 Co 60 的承受能力较低,所以导致幼虫孵化后全部死
亡。
表 10 中华紫胶虫种胶辐射试验
编 号 辐射量
( rad )
固虫密度
(头/ cm2)
性比
(♀∶) 生活史 备  注
1 1 000 310 8∶1 未完成 幼虫期全部死亡
2 2 000 318 10∶1 未完成 幼虫期全部死亡
3 3 000 361 12∶1 未完成 幼虫期全部死亡
4 5 000 286 11∶1 未完成 幼虫期全部死亡
5 8 000 339 9∶1 未完成 幼虫期全部死亡
对照 314 5∶1 完 成
3 讨 论
  通过对两种紫胶虫的辐射试验,对紫胶的辐射剂量、敏感虫态、子代表现等方面有了初步
的了解。从试验结果来分析,紫胶虫幼虫阶段对 Co 60辐射较敏感,对辐射剂量的承受能力较
低,低剂量辐射就能使幼虫死亡;种胶辐射试验虽能有幼虫孵化,但对幼虫损伤很大,从辐射紫
胶虫的性比结构来看, 与对照比较,雌虫比例较高,这可能是雄虫对辐射更敏感,辐射对雄虫的
损伤更大的缘故。紫胶虫种胶辐射试验所得的结果无规律性,这可能是与种胶的成熟度、胶被
厚有关,在今后的试验中应对紫胶虫的种胶成熟度和胶被厚度进行规范。辐射试验中,紫胶虫
雌成虫孕卵 2~3期时,低剂量辐射较为有效,所产生的子代有培育新品种的苗头。紫胶虫卵胚
386 林 业 科 学 研 究               11 卷
期辐射,产生变异的可能性较大,在这个阶段辐射育种值得引起足够的重视。从 Co 60辐射紫
胶虫的效果来看, 辐射剂量应在 3 000 rad以下,以卵胚 2~3期为重点,在 2~3龄幼虫期寻找
适宜辐射虫态和剂量, 可能会在紫胶虫辐射育种方面取得突破。现所获得的两个紫胶虫辐射育
种子代的选育还需作进一步的观察研究,子代的变异也还需从染色体、同工酶等方面作基础工
作来加以系统化和理论化。
参 考 文 献
  1 欧炳荣.紫胶虫的生物学特性.昆虫学报, 1984, 27( 1) : 70~78.
  2 侯开卫,陈玉德.紫胶虫最佳生长的植被条件分析.云南植物研究, 1985, 7(1) : 7~24.
  3 石秉聪.云南紫胶适生气候分区评价及利用.林业科学研究, 1992, 5( 1) : 71~77.
  4 Varshney R K. T axon om ic studies on lac ins ects of India Oriental Insects , 1976, ( s upplement 5) : 1~97.
  5 高玉芝,毛玉芬.元江干热河谷区紫胶虫生态适应性初探.林业科学研究, 1995, 8(专刊) : 124~126.
  6 冯颖,陈晓鸣.紫胶虫育种的现状及展望.云南林业科技, 1988, ( 2) : 26~29.
  7 Indian Lac Inst itute. Annu al report of Ind ian Lac Inst itute. 1974~1976, 50~55.
The Radiation Experiment for Lac Insects
Chen X iaoming Chen Yong Wang Shaoyun
M ao Yuf eng Feng Ying Ye Shoude
  Abstract Tw o kinds of lac insect ( K erria chinensis, K . lacca) w er e r adiated in this radi-
ation experiment . T he dif ferent stag e o f lac insect ( larv a, adult ) are radiated by several
do sages of Co 60. T ests show ed that lac insects in the second stage ar e all dead af ter radia-
tion of 500~2 000 rad, female insect of K . chinensis w ith pregnancy egg t ime 2~3 stage radi-
ated by 1000 rad can produce new generat ion. female insect of K . lacca with pregnancy egg
t ime 5~6 stage radiated by 11 000 r ad occasionally produce new generation. T he egg amount
and amount of secr et ing lac are similar to those of the normal , effect ive product ion and sex
rat io are higher than those of the normal, g roup density on branch is low er than the normal in
the generat ion of K . lacca af ter radiat ion. The sex rat io o f the female, group density on
branch are higher than those of the no rmal, egg amount and amount of secreting lac are nor-
mal in the gener ation o f K . chinensi s after r adiat ion.
  Key words lac insect Co 60 r adiation new generation biolo gical characters
  Chen Xiaoming , Ass ociate Profess or, Chen Yong, Wang Shaoyun, Mao Yufeng, Feng Ying, Ye Shoude ( T he Research
Inst itute of Resource Ins ects , CAF Kunming 650216) .
3874 期              陈晓鸣等 :紫胶虫辐射试验