郭 劍 王坤龍

(河南省蠶業(yè)科學(xué)研究院，鄭州 450008)

柞蠶品種資源是柞蠶業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和物質(zhì)保證，作為開(kāi)展柞蠶育種的基因庫(kù)，它匯集了柞蠶豐富的遺傳多樣性和基因資源，是柞蠶遺傳學(xué)研究和優(yōu)良品種選育以及保障柞蠶產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著柞蠶品種資源研究的深入，許多種質(zhì)資源被用作育種材料，在蠶業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，而隨著育種工作向高階段發(fā)展，保存和利用品種資源的重要性就越顯得突出。河南省地處中原，位于北緯30°25′—36°21′，東經(jīng)110°20′—116°40′，是我國(guó)一化性柞蠶的主產(chǎn)區(qū)，柞蠶生產(chǎn)主要集中在豫西南地區(qū)的南召、魯山、方城、內(nèi)鄉(xiāng)、鎮(zhèn)平等縣，其產(chǎn)量約占河南全省的90%以上[1]。河南省柞蠶品種改良發(fā)軔于上世紀(jì)30年代，現(xiàn)保育有一化性柞蠶品種資源34份，本文以河南省蠶業(yè)科學(xué)研究院柞蠶品種研究的歷史進(jìn)程為例，對(duì)一化性柞蠶品種的繁育推廣和品種資源的創(chuàng)新利用作一回顧與展望。

1 河南省一化性柞蠶品種的歷史沿革

柞蠶起源于中國(guó)，有著3000多年的發(fā)展歷史。柞蠶業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的蠶農(nóng)自養(yǎng)自育階段，通過(guò)積累自然變異和自然選擇的作用，又經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的人工選擇，逐漸形成了許多具有不同特征特性、適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件的農(nóng)家種。上世紀(jì)30年代起，我國(guó)廣大蠶業(yè)工作者通過(guò)對(duì)農(nóng)家品種的發(fā)掘、整理，培育了一批適應(yīng)本地自然條件的優(yōu)良品種，之后又通過(guò)系統(tǒng)分離、雜交育種、系統(tǒng)選育等手段育成了一批符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求和人類(lèi)經(jīng)濟(jì)利益的柞蠶新品種[2]，奠定了柞蠶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)。

1.1 河南省的柞蠶品種資源類(lèi)型

1.1.1 本地品種資源

主要包括地方品種(農(nóng)家品種)。它們具有對(duì)本地自然條件適應(yīng)性強(qiáng)、遺傳物質(zhì)多樣性(其群體多是一些混合體，沒(méi)有具有品種來(lái)源)。如“魯松”“鎮(zhèn)玉”。

1.1.2 外引品種

主要包括其他一化性地區(qū)引進(jìn)的品種和從二化性地區(qū)引進(jìn)的品種。如河南省蠶業(yè)科學(xué)研究院引進(jìn)的一化性品種“06”“08”“通大”和二化性品種“786”“沈黃1號(hào)”。

1.1.3 野生品種資源

如河南省蠶業(yè)科學(xué)研究院保育的大別山天蠶。

1.1.4 人工培育的品種資源

主要是各個(gè)歷史時(shí)期通過(guò)各種方法，如雜交、誘變、系統(tǒng)選擇等育成的新品種，如“三三”“三九”“豫大一號(hào)”“豫雜5號(hào)”等。

1.2 農(nóng)家種的收集與整理

上世紀(jì)五六十年代，河南省農(nóng)業(yè)廳柞蠶改良所以南召縣南河店農(nóng)家種為材料，經(jīng)多年整理、系統(tǒng)選育而成“河41”，適宜于雨量充沛、以麻櫟為主要樹(shù)種的大別山區(qū)放養(yǎng)；以農(nóng)家種為材料，以高繭層率和蟲(chóng)蛹統(tǒng)一生命率為主要目標(biāo)，經(jīng)6代整理與選擇，育成了黃蠶系統(tǒng)、一化、中熟性品種“三三”和“三九”，其中“三三”被貴州、四川、湖北、陜西等省引種并推廣應(yīng)用；又以魯山縣下湯鄉(xiāng)農(nóng)家種為材料，經(jīng)4代系統(tǒng)選擇育成繭絲品質(zhì)好、纖度細(xì)，適應(yīng)于豫西春季干旱氣候的一化、中熟性品種“魯松”；以鎮(zhèn)平縣老莊鄉(xiāng)農(nóng)家種為材料，經(jīng)4代系統(tǒng)選擇培育成食性強(qiáng)、易放養(yǎng)的品種“鎮(zhèn)玉”；以方城縣拐河鄉(xiāng)搜集農(nóng)家種為材料，經(jīng)8代系統(tǒng)整理而育成早熟、蠶期生長(zhǎng)發(fā)育快、食性強(qiáng)、蛹期積溫少、適應(yīng)性強(qiáng)的一化早熟性品種“豫早1號(hào)”。通過(guò)這些品種的育成，滿足了當(dāng)時(shí)柞蠶生產(chǎn)市場(chǎng)的需要。這些品種的育成和推廣，結(jié)束了農(nóng)民養(yǎng)蠶自繁自養(yǎng)農(nóng)家種的歷史，對(duì)柞蠶業(yè)的恢復(fù)和發(fā)展起到了積極作用。

1.3 系統(tǒng)選育和雜交育種相結(jié)合育種

繼1953年成功選育出“三三”“三九”等適應(yīng)地區(qū)較廣、適于高山蠶區(qū)放養(yǎng)的一化性品種后，1959—1973年以“三九”為母本，“膠藍(lán)”為父本雜交，以后代分離出的白蠶為材料，經(jīng)多代系統(tǒng)選擇育成一化性白蠶“白一化”。1969—1985年，利用引進(jìn)品種為材料，以早熟為目標(biāo)，通過(guò)多代選擇培育出“豫早2號(hào)”“豫早3號(hào)”。1969—1975年以多絲量為主要目標(biāo)，通過(guò)雙雄交及混精雜交、系統(tǒng)選育及回交等育種型式，先后培育成功“豫5號(hào)”“豫6號(hào)”“741”“豫7號(hào)”等多個(gè)多絲量品種。1982年河南南陽(yáng)農(nóng)業(yè)學(xué)校以河南省的“三三”“三九”等品種為材料進(jìn)行雜交，以全繭量、繭層量、繭層率為主要指標(biāo)，經(jīng)系統(tǒng)選育培育出了多絲量品種“宛黃1號(hào)”“宛黃2號(hào)”。1986—1991年以“豫6號(hào)”為母本，“三九”為父本進(jìn)行雜交，經(jīng)多代選育，育成中國(guó)第一個(gè)一化性柞蠶白繭品種“云白”[3]，開(kāi)創(chuàng)了柞蠶雜交育種和雜種優(yōu)勢(shì)利用的歷史，發(fā)展和推動(dòng)了柞蠶生產(chǎn)。2007年以河南省蠶業(yè)科學(xué)研究院育成的一化性柞蠶大繭型蛹絲兼用型豫大1號(hào)品種和國(guó)內(nèi)柞蠶區(qū)多個(gè)主推品種進(jìn)行組配，采用多品種雜交組配方式，以收繭數(shù)和收蟻結(jié)繭率、蟲(chóng)統(tǒng)一生命率為主要選育指標(biāo)，培育出一化性柞蠶品種“豫雜5號(hào)”。通過(guò)大力推廣這些強(qiáng)健好養(yǎng)、適應(yīng)河南氣候、產(chǎn)量高、繭大質(zhì)優(yōu)、易繁、雜交優(yōu)勢(shì)明顯的品種，為鞏固和發(fā)展河南柞蠶生產(chǎn)發(fā)揮了應(yīng)有的作用。

1.4 以系統(tǒng)育種為主，多種育種方法相結(jié)合

1993年以河南省蠶科院保育品種“三三”為基礎(chǔ)材料，采取高溫處理、大繭型和生命力性狀平衡選擇技術(shù)，以全繭重(千粒繭重)和生命力性狀作為核心目標(biāo)，歷經(jīng)多代培育出第一個(gè)一化性柞蠶大繭型蛹絲兼用型品種“豫大1號(hào)”。

2 一化性柞蠶品種資源研究現(xiàn)狀

2.1 柞蠶幼蟲(chóng)形態(tài)性狀遺傳研究

1962—1963年胡則旺采用魯紅和三三，分同蛾區(qū)自交(紅蠶♀×紅蠶♂)和測(cè)交(紅蠶×黃蠶)兩種交配型式制種，由紅蠶×黃蠶F1體色分離比率，證實(shí)表現(xiàn)型紅蠶體色是由1對(duì)相對(duì)基因——紅色基因(R)和黃色基因(r)支配的。紅蠶在1—3齡為黃色蠶，4—5齡變?yōu)榧t色蠶，發(fā)生基因“顯隱性之轉(zhuǎn)換”。紅蠶致死基因的作用時(shí)期是在卵期胚子發(fā)育到頭殼變色至蟻蠶形成前階段，后代的表現(xiàn)型紅蠶是一個(gè)基因型為Rr的雜合體。因此，紅蠶在各個(gè)世代均要發(fā)生體色分離，紅色蠶∶黃色蠶=2∶1。

1967—1971年周懷民等每年分品種混蛾放養(yǎng)，于一齡、三齡、五齡餉食時(shí)，采取經(jīng)口定量添毒的方法，進(jìn)行抗病力的測(cè)定。研究發(fā)現(xiàn)[4]，柞蠶品種間的抗病力有明顯的差異，同品種各單蛾的抗病力也有一定差別；柞蠶品種(品系)的抗病性是受遺傳因子控制的。

2.3 柞蠶基礎(chǔ)性生理代謝研究

在生物體內(nèi)，維生素C作為重要的細(xì)胞因子，參與柞蠶體內(nèi)細(xì)胞氨基酸代謝、神經(jīng)遞質(zhì)的合成、膠原蛋白細(xì)胞間質(zhì)的合成同時(shí)阻止亞硝胺的合成、刺激白細(xì)胞吞噬活性、促進(jìn)抗體的形成。河南省蠶業(yè)科學(xué)研究院開(kāi)展了維生素C對(duì)柞蠶生長(zhǎng)發(fā)育的影響[5]、添加維生素C對(duì)4齡柞蠶幼蟲(chóng)的影響[6]、ApDHAR基因的克隆與RT—qPCR檢測(cè)[7]等研究。

2.4 一化性柞蠶品種資源保護(hù)和利用配套技術(shù)的研究

一個(gè)育種目標(biāo)品種的完成是育種研究邁向成功的第一步，相應(yīng)配套技術(shù)的研究可以使育成品種的各項(xiàng)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性狀更好地發(fā)揮，適當(dāng)?shù)呐涮准夹g(shù)的開(kāi)發(fā)是育種成果取得成功的保障。柞蠶育種配套技術(shù)不僅包括針對(duì)品種特性的飼養(yǎng)技術(shù)、適宜地區(qū)及最優(yōu)雜交組合的選配，還應(yīng)解決好育成品種在生產(chǎn)應(yīng)用中可能遇到的潛在問(wèn)題。如河南省蠶業(yè)科學(xué)研究院開(kāi)展的柞蠶微粒子綜合防治技術(shù)研究、河南柞蠶寄生蠅發(fā)生規(guī)律與防治技術(shù)研究、河南柞蠶業(yè)生態(tài)高效技術(shù)集成與應(yīng)用、利用河南一化性柞蠶蛹培育蛹蟲(chóng)草技術(shù)的研究、河南一化二放秋柞蠶飼養(yǎng)綜合配套技術(shù)研究、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在柞蠶產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用研究等，制訂并頒布實(shí)施了河南地方標(biāo)準(zhǔn)《一化性柞蠶種繁育技術(shù)規(guī)程》。

2.5 柞蠶全基因組測(cè)序

2014年由遼寧蠶業(yè)科學(xué)研究生所牽頭，遼寧省農(nóng)科院大連生物技術(shù)研究所、吉林省蠶業(yè)科學(xué)研究院、沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院、河南省蠶業(yè)科學(xué)研究院、黑龍江省蠶業(yè)科學(xué)研究所組成的柞蠶基因組研究聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目組與深圳華大基因科技服務(wù)有限公司攜手，經(jīng)過(guò)2年的不懈努力，完成了柞蠶全基因重頭測(cè)序工作[8]。這是我國(guó)蠶業(yè)科學(xué)家繼完成家蠶基因組框架圖及精細(xì)圖、桑樹(shù)基因組測(cè)序后，又一蠶業(yè)基因組突破性研究成果。

將100 g的垃圾飛灰放入反應(yīng)釜中，分別取0、5、10、15、20、25 g針鐵礦與40 mL純凈水混合后倒入反應(yīng)釜，設(shè)置反應(yīng)溫度20 ℃，攪拌速度100 r/min，反應(yīng)15 min后取出，倒入模具中，在自然條件下固化3 d后脫模破碎，于40 ℃下烘干后待檢。毒性浸出后測(cè)定浸出液中Cu2+、Pb2+濃度，浸出結(jié)果如圖4。結(jié)果顯示，兩種離子的浸出濃度均隨針鐵礦添加量的增加而降低，銅離子浸出濃度下降更快，在針鐵礦用量為15 g后達(dá)到反應(yīng)平衡，且最終Cu2+濃度小于Pb2+濃度。

3 一化性柞蠶品種性狀退化問(wèn)題

自上世紀(jì)80年代以來(lái)，柞蠶業(yè)步入低谷，生產(chǎn)上出現(xiàn)了用種單一、品種退化嚴(yán)重、抗病、抗逆力下降等情況，導(dǎo)致單位產(chǎn)繭量低、比較效益差，蠶農(nóng)不愿意養(yǎng)蠶，柞蠶放養(yǎng)量呈逐年下降趨勢(shì)。

3.1 自然退化

隨著柞蠶放養(yǎng)量的逐年下降、放養(yǎng)面積的萎縮、柞蠶天敵數(shù)量的相對(duì)增加以及自然災(zāi)害的頻發(fā)，導(dǎo)致柞蠶品種資源在固定生態(tài)環(huán)境條件下，進(jìn)行異地復(fù)壯的機(jī)會(huì)逐漸減少，長(zhǎng)期本地繁育造成柞蠶品種的性細(xì)胞趨向相近，近緣交配造成品種性細(xì)胞趨向一致。為了保證每個(gè)品種的純種繁育，尤其是留根種或繼代母種繁育的近親交配，使得生命力下降，品種性狀退化。

3.2 品種化性影響

一化性品種由于在變態(tài)周期中休眠期較長(zhǎng)，為完成一個(gè)生命周期需消耗比二化性品種更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，積累的蛋白質(zhì)、脂肪和糖等很少，造成生命力相應(yīng)減弱，品種對(duì)自然環(huán)境中不良環(huán)境因素的抵抗力明顯下降。

3.3 技術(shù)人才減少，管理粗放，造成選淘不嚴(yán)

由于歷史原因，不少柞蠶品種資源保護(hù)單位都經(jīng)歷過(guò)科研經(jīng)費(fèi)短缺，導(dǎo)致技術(shù)人才減少、斷層，繼而造成操作水平下降，在柞蠶品種資源繁育過(guò)程中，掌握品種固有特征特性不夠準(zhǔn)確，在一定程度上促使了品種的退化。此外，由于自然災(zāi)害頻發(fā)，為了保證品種資源安全不得已增加繁育量，而原有繁育用柞坡沒(méi)有增加，導(dǎo)致蠶期蠶兒串墩分區(qū)不清，造成品種機(jī)械性混雜。

4 一化性柞蠶品種資源保護(hù)與利用的重要性

4.1 一化性品種資源是新品種培育的物質(zhì)基礎(chǔ)

育種成功率的大小很大程度上取決于掌握種質(zhì)資源的數(shù)量多少，和對(duì)其性狀表現(xiàn)及遺傳規(guī)律的認(rèn)識(shí)程度。品種資源是在長(zhǎng)期自然選擇和人工選擇過(guò)程中逐漸形成的，它們攜帶了各種各樣的基因，是品種選育和生物學(xué)理論研究不可缺少的基本材料來(lái)源。如果沒(méi)有品種資源，品種選育就成為“無(wú)米之炊”“無(wú)源之水”，品種選育就無(wú)從談起。能否科學(xué)地、恰當(dāng)?shù)剡x擇育種的原始材料，是提高育種成功的關(guān)鍵。

4.2 品種資源是不斷發(fā)展和培育新品種的主要來(lái)源

通過(guò)引進(jìn)和搜集外來(lái)品種資源，和原有保育品種資源進(jìn)行遠(yuǎn)源雜交，以期獲得新的遺傳物質(zhì)，培育新的品種，以保證品種資源譜系的基因多樣性。如我院先期育成的“豫6號(hào)”“白一化”等品種。

4.3 種質(zhì)資源研究是遺傳育種的基礎(chǔ)性工作，發(fā)掘核心種質(zhì)資源對(duì)提升種質(zhì)資源的利用效率非常重要

由于自然變異和自然選擇作用的積淀以及長(zhǎng)期的人工選擇與定向培育，逐漸形成了許多不同特征及適應(yīng)不同地理區(qū)域飼養(yǎng)的柞蠶種質(zhì)資源。通過(guò)開(kāi)展柞蠶種質(zhì)資源抗病相關(guān)基因的篩選、克隆研究對(duì)科學(xué)、高效地發(fā)掘和利用優(yōu)異柞蠶種質(zhì)資源，促進(jìn)柞蠶遺傳育種研究及柞蠶產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。如我院開(kāi)展的柞蠶抗病相關(guān)基因篩選、克隆與序列分析研究。

5 展 望

由于在過(guò)去很長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期，對(duì)柞蠶種質(zhì)資源的認(rèn)識(shí)不足，只重視保存不重視保護(hù)，加之人力、財(cái)力和物力所限，一化性柞蠶種質(zhì)資源的毀損比較嚴(yán)重，一些珍貴的地方種質(zhì)資源已經(jīng)雜化或有其名而無(wú)其實(shí)，導(dǎo)致柞蠶新品種選育及柞蠶的生物學(xué)以及分子生物學(xué)等基礎(chǔ)性研究缺乏相應(yīng)的特色材料，影響了柞蠶科學(xué)技術(shù)的縱深發(fā)展。因此，如何有效保護(hù)和充分利用一化性柞蠶種質(zhì)資源，成為關(guān)系到河南省一化性柞蠶產(chǎn)業(yè)生存與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性問(wèn)題。作為一化柞蠶種質(zhì)資源分布的重要省份，河南省有義務(wù)承擔(dān)起保護(hù)一化性柞蠶種質(zhì)資源的重任。

5.1 利用現(xiàn)有資源，做好一化性柞蠶品種資源的遺傳學(xué)基礎(chǔ)研究工作，為新品種選育提供理論依據(jù)。自上世紀(jì)90年代中后期，隨著國(guó)家對(duì)一化性柞蠶科研投入的減少，使得一化性地區(qū)柞蠶基礎(chǔ)研究方面相對(duì)滯后，繼而影響了一化性柞蠶育種工作的進(jìn)展。隨著近年來(lái)科研經(jīng)費(fèi)的不斷增加和人才引進(jìn)，今后應(yīng)加強(qiáng)柞蠶遺傳學(xué)基礎(chǔ)性研究，重點(diǎn)開(kāi)展一化性柞蠶經(jīng)濟(jì)學(xué)性狀遺傳規(guī)律的研究，使育種工作有較強(qiáng)的預(yù)見(jiàn)性，加速育種進(jìn)程。

5. 重視一化性柞蠶品種資源的保護(hù)，有效地開(kāi)展種質(zhì)資源的收集評(píng)價(jià)工作，滿足社會(huì)對(duì)柞蠶品種需求的多元化、個(gè)性化的需求，開(kāi)發(fā)蠶絲新用途，選育出適用于各種用途的蠶品種。一化性柞蠶品種資源是一化性柞蠶育種的物質(zhì)基礎(chǔ)，收集、保存和研究柞蠶種質(zhì)資源，揭示其主要經(jīng)濟(jì)性狀或數(shù)量性狀的遺傳規(guī)律，以及各性狀間的相關(guān)關(guān)系，可為柞蠶育種提供優(yōu)異種質(zhì)，能減少育種中的盲目性，對(duì)提高育種效率具有十分重要的意義。因此，要大力引進(jìn)現(xiàn)代科技人才，充分利用現(xiàn)代生物技術(shù)，把轉(zhuǎn)基因技術(shù)和分子標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用于柞蠶育種，利用分子標(biāo)記技術(shù)輔助篩選有用種質(zhì)資源，逐步攻克困擾柞蠶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題(如柞蠶微粒子病、柞蠶膿病等嚴(yán)重影響柞蠶產(chǎn)量和質(zhì)量，繼而影響柞蠶生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益)，并選育出抗病、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的育種材料，繼而培育出高產(chǎn)、抗病新品種，滿足社會(huì)多元化、個(gè)性化的需求。

5.3 只有純度較高的純種，雜交后代優(yōu)勢(shì)才明顯，這是柞蠶雜種優(yōu)勢(shì)利用的基礎(chǔ)和前提。因此，生產(chǎn)中要嚴(yán)格執(zhí)行一化性柞蠶良種繁育操作規(guī)程，加強(qiáng)四個(gè)變態(tài)時(shí)期的選擇，根據(jù)柞蠶分子系統(tǒng)學(xué)研究成果，準(zhǔn)確選用雜交親本，盡量選擇血緣關(guān)系較遠(yuǎn)的品種組配雜交組合，測(cè)定親本間的配合力，組配優(yōu)勢(shì)明顯的雜交種[9]。