不同光質對果蠅生長發育的影響

楊竹香，楊春梅

(迪慶州藏文中學生物教研室，云南 香格里拉 674400)

昆蟲資源具有其他生物無可比擬的生產優勢與營養優勢，因此它在飼養、食用和醫藥領域有很大的發展空間［1］。目前，國內已有不少學者研究過昆蟲對不同單色光的趨光性行為，并將其應用于農業生產上，進行對有害昆蟲的誘殺。如傅建煒等［2］研究發現不同蔬菜害蟲對同一色彩的敏感性不同，同一害蟲對不同色彩的敏感性也不同;周建波［3］發現利用棕黃薊馬有趨藍色的習性，可以在作物種植行間懸掛藍色誘集帶或誘集板誘殺成蟲;姚渭等［4］測定了紅、黃、綠、紫、藍光對8種儲糧昆蟲的光趨避強度，發現銹赤扁谷盜和長角扁谷盜有比較明顯的趨光行為;劉曉英等［5］做了基于LED誘蟲燈的果蠅趨光性試驗，發現果蠅趨性最強的光源波長為560nm，光強比較弱的黃綠光誘捕效果最好;李建宇等［6］發現色板對多種害蟲具有誘集作用，具有廣闊的應用前景。

國外的研究則主要集中于果蠅遺傳、器官和基因的結構與功能機制。如日本小林悟等［7］研究人員發現了果蠅避免不孕的機制;杜克大學醫療中心的Natasha等人［8］提出一份關于蒼蠅舌頭的知覺地圖，結果顯示昆蟲對于苦味的辨識力可能更勝于哺乳動物;西班牙格拉納達大學生物技術研究所的研究人員分離并鑒別出對果蠅幼蟲致毒性特強的菌根，開發出能有效殺滅果蠅的新型生物殺蟲劑等等。

就目前而言，關于單色光照對昆蟲的影響的研究情況與應用，其范圍仍然比較局限。本文擬將模式生物果蠅在紅、藍、綠三種單色光下培養，觀察不同光質對果蠅生長、發育、繁殖的具體作用，探討單色光對果蠅生長、發育和繁殖的影響，以期闡明單色光應用于昆蟲飼養的可行性。相較于添加激素的飼料而言，單色光增產法有著更綠色、更安全、更經濟的明顯優勢。

1.材料與方法

1.1 材料

普通果蠅 (Drosophila melanogaster)、飼養箱、LED單色燈、乙醚、玉米培養基［9］、DNP－9272型電熱恒溫培養箱、LDZX－75KB立式壓力蒸汽滅菌器。

1.2 處女蠅的收集

于每天8∶00、15∶00、21∶00定時收集剛羽化的果蠅，雌雄分離培養。培養4天后，雌蟲飼養瓶中未出現幼蟲，確定該瓶中雌蟲為處女蠅。

1.3 單色光飼養

在3個飼養箱中分別安插紅、藍、綠LED單色燈，形成單色光培養環境。同時將1個飼養箱置于黑暗環境下，作為對照組。溫度統一設置為25℃，每箱100只，雌雄各半，雌蠅為處女蠅。

1.4 數據采集、整理與處理

出現大量幼蟲后，于同一時間放掉親本成蟲，幼蟲繼續培養。定期觀察子代的生長發育狀況，分別記錄子代果蠅最先出現幼蟲、蛹、快要羽化的蛹及成蟲的時間、數量和突變個體數量等。數據采用SPSS軟件進行單因素方差分析和卡方檢驗，以判斷單色光對果蠅生長發育所產生的影響的顯著性。

2.結果與分析

2.1 不同光質對三齡幼蟲生長的影響

紅、藍、綠三種單色光都能不同程度的促進果蠅三齡幼蟲的生長。其中，紅光作用最明顯，藍、綠光依次次之 (見圖1)。

2.2 不同光質對蛹期蛹生長的影響

紅、藍、綠三種單色光對蛹這一階段的生長有影響。其中紅、藍光作用最明顯，綠光稍次之(見圖2)。

圖1 不同光質對三齡幼蟲數量的影響Fig.1 Influence of third instar larva amount with different lights

圖2 不同光質條件對蛹數的影響Fig.2 Influence of pupa amount with different lights

2.3 不同光質對快羽化的蛹的生長影響

圖3 不同光質對快羽化的蛹數的影響Fig.3 Influence of pupa amount that will eclosion with different lights

圖4 不同光質對羽化果蠅數量的影響Fig.4 Influence of eclosion Drosophilas amount with different lights

紅、藍、綠三種單色光對果蠅由蛹向羽化這一遞進階段的生長有影響。其中，紅、藍光作用最明顯，綠光稍次之 (見圖3)。這可能是因為不同的光照，不同程度打亂了果蠅的羽化節律，最終影響到其羽化過程和發生量［10］。

2.4 不同光質對羽化果蠅生長的影響

紅、藍、綠三種單色光對果蠅的羽化有促進作用。其中，紅、藍光作用最明顯，綠光稍次之(見圖4)。

2.5 數據分析

一個培養周期結束后，統計各組的各項觀察指標，結果見表1。

表1 不同光質對果蠅生長發育的影響Tab.1 Influence of Drosophilas development with different lights

使用SPSS 17.0軟件對羽化果蠅總量進行單因素方差分析表明，不同光質的培養條件對果蠅的羽化總量即繁殖量造成的影響差異極顯著 (p＜0.01);對果蠅三齡幼蟲量的影響差異不顯著(p＞0.05);對果蠅性比的影響差異不顯著 (p＞0.05);綠光對果蠅變異的影響極顯著 (p＜0.01)，而紅光、藍光對果蠅變異的影響差異不顯著 (p＞0.05)。

在觀察中發現有翅膀向外微卷的紅眼果蠅 (見圖5)，經資料［9］查詢比對后鑒定其為紅眼卷翅品系。進一步將紅眼卷翅果蠅單獨培養，其子代和孫代中并沒有出現與親本性狀相同的果蠅。說明單色光培養過程中所得到的紅眼卷翅品系果蠅性狀不穩定，不能穩定地遺傳給后代。

圖5 紅眼卷翅型與野生型Fig.5 Curly wing type with red eyes and wild type注：a)紅眼卷翅♀；b)紅眼卷翅♂與野生型♂，虛線框中為野生型♂Note:a)Curly wing type with red eyes,female;b)Curly wing type with red eyes and wild type showed in dashed box,male

綜上，本文認為，紅、藍、綠三種單色光對果蠅的繁殖量有著明顯的促進作用，這個促進作用主要表現在影響成蟲羽化過程，而不是影響三齡幼蟲的數量;單色光培養對果蠅成蟲的性別比例沒有顯著影響，而對成蟲翅膀形態的變異有影響。

3.討論

光照是一個復雜的生態因子，它通過復雜的生理生化和分子機制，最終影響果蠅的發生量［11］。銹赤扁谷盜和長角扁谷盜對紅、黃、綠、紫、藍光有比較明顯的趨向行為［4］;棕黃薊馬有趨藍色的習性［3］;同一害蟲對不同色彩具有不同的敏感性［2］;生物具有躲避不利條件而趨向有利條件的本能特性。上述現象表明:相應顏色光可能會對昆蟲的生長發育產生促進作用，致使它們本能的趨向那種顏色的光。本文的結果也支持這一觀點，紅、藍兩種光照使得果蠅的繁殖量明顯提高，而且對果蠅的變異、性比影響不明顯，不會影響子代的品質。綠光雖然也能明顯提高果蠅的子代數量，但它也會在一定程度上導致果蠅變異，存在一定不利影響，因此在培育繁殖時候并不提倡使用會產生類似結果的光照?？偠灾?，部分單色的光確實可以對昆蟲的生長、發育、繁殖產生明顯影響。

基于不同種昆蟲之間的特性可能有差異做出初步推測:特定顏色的光照可以在不影響子代品質的情況下提高昆蟲產量。因此，可以將單色光作為一種綠色、環保、經濟的手段廣泛應用于農業生產。

卷翅型對野生型正常翅是顯性性狀，紅眼卷翅型與野生型雜交，在F1代中會同時出現野生型與卷翅型，且兩者比例符合1∶1，而不只是兩者中的一種［10］。然而在本文的研究中，當把紅眼卷翅與野生雄果蠅放在一起培養，無論F1代還是F2代，都沒有發現與親本性狀相同的果蠅，明顯與上述結論相矛盾。經對比，發現李紅偉［10］所使用的紅眼卷翅品系是由中國農業大學專門提供的，而本文所用的紅眼卷翅品系是在單色光培養過程中偶然得到的。由此推測，偶然突變而來的紅眼卷翅性狀不穩定，致使它們在本實驗設計中出現的性狀在子代中隱去了的現象。同時，并不是突變一發生就能得到一種穩定的果蠅突變品系，只有通過一定時間的培養篩選，才有可能得到性狀穩定的果蠅突變品系。

［1］曾建偉.養殖昆蟲大有潛力 ［J］.農家科技，2010，(1):28.

［2］傅建煒，徐敦明，吳煒，等.不同蔬菜害蟲對色彩的趨性差異 ［J］.昆蟲知識，2005，42(5):532—533.

［3］周建波.無公害粘蟲膠在害蟲綜合治理中的應用技術研究 ［J］.河北:河北農業大學，2008.

［4］姚渭，薛美洲，杜燕萍.八種儲糧害蟲趨光性的測定 ［J］.糧食儲藏，2005，34(2):3—5.

［5］劉曉英，焦學磊，郭世榮，等.基于LED誘蟲燈的果蠅趨光性試驗 ［J］.農業機械學報，2009，(10):178—180.

［6］李建宇，傅建煒，黃裕林，等.色板對不同作物害蟲的引誘作用 ［J］.武夷科學，2009，25(1):93—96.

［7］Yu Kitadatea，Satoru Kobayashi.Notch and Egfr signaling act antagonistically to regulate germ －line stem cell niche formation in Drosophila male embryonic gonads ［J］.PNAS，2010，107(32):14241—14246.

［8］Natasha Thorne，Caroline Chromey，Steve Bray，et al.Taste Perception and Coding in Drosophila ［J］.Current Biology，2004，14(12):1065—1079.

［9］劉祖洞，江紹慧.遺傳學實驗 (第二版)［M］.北京:高等教育出版社，1987.

［10］李紅偉.黑腹果蠅卷翅突變體分子機理的研究 ［D］.中國:中國農業大學，2006.

［11］賈永紅，路彥霞，吳貴茹.光照時間對果蠅發生量的影響 ［J］.生物學雜志，2007，24(5):52—53.