家蝇种质资源描述规范及其综合评价

汪延生，唐 斌，张文庆

(中山大学有害生物控制与资源利用国家重点实验室，广州510275)

家蝇Musca domestica L．属于昆虫纲双翅目蝇科家蝇属，是一种完全变态的昆虫，是世界上大部分地区最常见数量最多的昆虫之一。一方面，家蝇给人类的健康带来巨大的威胁，另一方面家蝇幼虫在粪堆、垃圾堆、发酵的瓜果以及腐烂的动物尸体中取食，把复杂的有机物转化为简单的有机物，有助于微生物对这些物质的分解，可清理和净化环境 (Heo et al．，2008a;2008b)。

家蝇幼虫和蛹含有丰富的蛋白资源，可以作为家畜饲料的蛋白添加剂。大量研究表明，家蝇幼虫的饲喂效果与鱼粉相比有独特的优点，不但能够满足家畜对蛋白的需求，而且还可以明显增强家畜的免疫力 (Hogsette et al．，1999;Onifade et al．，2001;Wang et al．，2002;Jusselino － Filho et al．，2003;Yang et al．，2004;Qin et al．，2007)。Hou et al．(2007b)从家蝇幼虫体内提取到一种新型抗微生物肽Hf－1，将其应用于果汁的保鲜，其效果与苯甲酸钠的保鲜效果无明显差别。Wang et al．(2010)将提取的家蝇蛹抗菌肽混合物应用于冷却肉的防腐保鲜，效果明显。

目前，一些科研院所和企业等单位各自收集保存了许多家蝇种质资源，由于缺乏统一的评价指标和数据测定方法，极大地限制了家蝇种质资源的综合评价、共享及利用。针对这些问题，国家科技部于2005年把“经济昆虫种质资源标准化整理、整合及共享试点”作为动物种质资源标准化整理、整合及共享项目的子项目，由中山大学昆虫学研究所组织实施。本文拟在制定家蝇种质资源描述规范与数据质量控制规范的基础上，对部分重要指标进行分析和综合评价，为更好地利用家蝇资源提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 家蝇种质资源描述规范制定的原则和方法

1.1.1 家蝇种质资源描述规范制定的原则

家蝇种质资源描述规范的原则主要从6个方面出发:1)应优先考虑现有数据库中的描述符和描述标准;2)结合当前需要，以种质资源研究和利用需求为主，兼顾生产与市场需要;3)优先考虑我国现有基础，兼顾将来发展，并与国际接轨;4)既要考虑利用者的需要，也要考虑资源收藏者的实际情况;5)统一家蝇种质资源个性信息、统一描述项目;6)注重信息的科学性和可操作性，求同存异，讲求实效。

1.1.2 家蝇种质资源描述规范制定的方法

在制定的家蝇种质资源描述和质量控制规范中，所有的指标分为六类:护照信息、标记信息、基本特征特性描述信息、图像信息、种质资源保存信息和共享方式。按描述性质分为 M、O和C三类;M:必选描述符，所有资源都必须要鉴定评价的描述符;O:可选描述符，可选择鉴定的描述符;C:条件描述符，只需对某一类特定资源进行鉴定评价的描述符。描述符编号由类别加三位顺序号组成，如 “1001”、 “2002”、 “3001”。描述符的代码应是有序的，如数量性状从细到粗、从低到高、从小到大、从少到多排列，颜色从浅到深，抗性从强到弱等。每个描述符应有一个基本的定义或说明，数量性状应指明单位，质量性状应有评价标准和等级划分。重要数量性状应以数值表示。

1.2 家蝇种质资源数量标准制定的原则和方法

1.2.1 家蝇种种资源数量标准制定的原则

数量标准制定的原则主要有两个方面:1)数据标准中的描述符应与描述规范相一致。2)数据标准应优先考虑现有数据库中的数据标准。

1.2.2 家蝇种质资源数量标准制定的方法

标准制定的方法主要有4个方面的要求:1)数据标准中的代号应与描述规范中的代号一致;2)字段名最长12位;3)字段类型分字符型(C)、数值型 (N)和日期型 (D)，日期型的格式为YYYYMMDD;4)经度的类型为N，格式为DDDFF，纬度的类型为N，格式为DDFF，其中D为度，F为分。

1.3 家蝇种质资源数据质量控制的原则和方法

数据质量控制要遵循以下5个方面的要求:1)保证采集的数据具有系统性、可比性和可靠性;2)数据质量控制以过程控制为主，兼顾结果控制;3)数据质量控制方法应具有可操作性;4)鉴定评价方法以现行国家标准和行业标准为首选依据;如无国家标准和行业标准，则以国际标准或国内比较公认的先进方法为依据;5)每个描述符的质量控制包括:定义和说明;样本数或群体大小;时间或时期;取样数和取样方法，计量单位、精度和允许误差;采用的鉴定评价规范和标准;采用的仪器设备;性状的观测和登记划分方法;数据校验和数据分析。

1.4 家蝇种质资源的综合评价

1.4.1 家蝇的采集

用小方盆配置饵料，将盛有配制好饵料的小方盆，放于垃圾堆旁或饭堂阴凉通风处，2 d～3 d后，若见有家蝇幼虫长出，即可将方盆转移。每个采集点放置2盆～3盆饵料于不同场所诱集。

1.4.2 家蝇生物学性状指标测定

成虫饲养条件标准:温度 28℃ ±1℃、RH50%±5%、光周期14L∶10D;养蝇笼大小为30 cm×40 cm×50 cm;重复3次。挑选雌蝇60头，雄蝇70头，从羽化后第3天开始收集卵，每天早上8∶00时放入诱卵装置，下午16∶00时取出诱卵装置。每天记录产卵量，同时记录卵的耐低温性和卵孵化率。温度28℃ ±1℃、RH50% ±5%光线较暗的环境下饲养幼虫，记录幼虫的发育历期、老熟幼虫的体重、化蛹率。将蛹放在干燥阴暗的环境，温度28℃ ±1℃、RH50% ±5%，记录蛹的发育历期、蛹重、蛹的耐低温性、蛹的羽化率、抗菌物质的抑菌效果;记录成虫的雌雄比。

1.5 家蝇种质资源综合评价

种质资源的优劣，取决于多个性状。本文借鉴应用动态逼近理想解排序法 (Dynamic Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution，DTOPSIS)法综合评价家蝇地理种群 (刘辉，2001;魏亚风，2002;沈雪林，2005)。根据各家蝇地理种群与理想解的相对接近度Ci值，对地理种群进行评价。Ci最大者即为最优秀的地理种群。

2 结果与分析

2.1 家蝇种质资源描述规范和数据标准的制定

根据经济昆虫种质资源共性描述规范和数据标准以及家蝇自身的特点，制定了家蝇种质资源描述规范和数据标准。

家蝇种质资源的描述规范符分为六大类 (表1)。其中，护照信息主要包括平台资源号、资源编号、资源名称、资源外文名、目名、科名、属名、种名或亚种名和品系名等14项;标记信息主要包括资源归类编码、资源类型、功能特性和主要用途等23项;基本特征特性描述信息主要包括卵形，卵色，孵化率，生殖方式、产卵方式、幼虫食性、成虫食性、发育起点温度、有效积温、羽化率、性比、产卵前期、产卵历期、产卵量等69项;图像信息包括记录地址、雌蝇图像和雄蝇图像3项;种质保存信息包括保存单位、单位编号、保存资源类型、基因组文库与cDNA文库和保存方式5项;共享方式包括获取途径、联系方式等3项指标。每一个指标均有测定方法 (略)。

表1 家蝇种质资源的描述符类别及指标数Table 1 Items and No．of index of the description symbols in housefly

2.2 家蝇种质资源库

为使家蝇种质资源库具有代表性，采集地点尽量分布在全国。共在全国18省、市、自治区采集了54个家蝇地理种群，具体地点见表2。

2.3 家蝇主要生物学参数

在“家蝇种质资源个性描述规范和数据标准”中，我们共测定了家蝇54个地理种群的不同生物学指标。54个家蝇地理种群产卵量、卵的耐低温性、孵化率、老熟幼虫的体重、化蛹率、蛹重、蛹的羽化率、蛹的耐低温性、成虫的雌雄比、抗菌物质的抑菌效果、幼虫的发育历期及蛹的发育历期的数据分析结果如表2所示。可以看出，各家蝇地理种群的指标之间存在明显的差异。

家蝇的产卵量、孵化率、幼虫化蛹率、羽化率是从不同的角度表现其繁殖能力，其中，产卵量被认为是最重要的指标。在测定54个地理种群中，不同的种群之间差异显著。平均产卵量在300粒以上的有4个地理种群，平均产卵量在150粒以下的有2个地理种群，大多数地理种群的产量在150粒～300粒之间。家蝇的这些生物学数据为筛选优良的家蝇地理种群提供了重要的生物学依据，从而为家蝇的实际应用提供重要的资源。

家蝇的其他生物学指标也同样存在明显显差异。家蝇的老熟幼虫体重和蛹重是家蝇重要的经济指标。老熟幼虫的体重大多在0.02 g～0.03 g之间，只有5个家蝇地理种群的老熟幼虫体重在0.03 g以上。蛹重大多数在0.015 g～0.025 g之间，只有8个地理种群的体重小于0.015 g。

2.4 种质资源的综合评价

运用DTOPSIS法对不同地理种群进行综合评价。将各性状指标进行无量纲化处理。12个性状指标分为两大类:1)正向指标 (产卵量，卵的耐低温性，孵化率，老熟幼虫体重，化蛹率，蛹重，羽化率，蛹耐低温性，雌雄比例，抗菌活性)，以54个地理种群中指标最大值为分母，以各地理种群该性状指标数值为分子;2)负向指标 (幼虫发育历期，蛹发育历期)。以54个地理种群中最小值为分子，各地理种群该性状指标数值为分母。

设有m个家蝇地理种群，n个性状指标，建立评价矩阵A:

因为原始数据为不同的量纲和数量级，不可直接进行比较，必须将A转化为可比较的几点相同的规范化矩阵Z，即无量纲化处理，其中Z 为

将各性状赋予权重Wij则得规范化决策矩阵R，其中Rij=Wij·Zij，然后采用欧几里得范数作为距离的测定，得到各品种与理想解X+=［(maxRij/j)/i］和负理想解 X－=［(maxRij/j)/i］的距离分别为:

最后求各根据各家蝇地理种群与理想解的相对接近度Ci值，对地理种群进行评价。Ci最大者即为最优秀的地理种群。

以Ci值在0.6以上作为优秀家蝇种群的标准，有10个种群;Ci值在0.6～0.4之间的种群为良好种群，有33个种群;Ci值在0.4以下为较差种群，有11个种群。综合性状最好的是黑龙江鹤岗种群，综合性状最差的是广东肇庆种群。

表2 家蝇地理种群的主要性状指标Table 2 Main biological characters of housefly geographic populations

(续上表)

表3 DTOPSIS法计算结果Table 3 DTOPSIScomputing results

3 结论与讨论

种质资源是在漫长的历史过程中由自然演化和人工创造而形成的一种重要的自然资源，它积累了由于自然和人工引起的极其丰富的遗传变异，即蕴藏着各种性状的遗传基因。与人类生活与生存环境息息相关的种质资源早就被当作重要的战略物质。

家蝇作为重要的资源昆虫，有必要建立种质资源库，为选育优秀品系提供资源。家蝇种质资源描述规范和数据标准的制定是国家经济昆虫种质资源平台建设的重要内容。本文制定了统一的家蝇种质资源规范标准，有利于整合全国家蝇种质资源，规范家蝇种质资源的收集、整理和保存等基础性工作，创造良好的资源和信息共享环境和条件，促进全国家蝇种质资源研究的有序和高效发展。

DTOPSIS法来源于陈延 (丁广洲和王晓，2008)提出的逼近理想解排法 (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution，TOPSIS)，姚兴涛 (田启建，2008)将其改进后用于区域经济发展的多目标决策，称为DTOPSIS法。刘辉 (2001)和魏亚风 (2002)把此方法应用于大麦和棉花的区域试验。沈雪林和戴华军 (2005)以苏州地区2004年番茄区域试验数据为资料，利用DTOPSIS法进行综合分析在番茄新品种。结果表明，利用DTOPSIS法进行分析的结果与区域试验常规分析的结果基本一致。魏亚风 (2002)以1998～1999年度江苏省大麦区域试验汇总资料为例，对大麦新品种进行综合评价，表明与生产实践中各品种的推广应用结果基本吻合。本文借鉴该方法对家蝇种质资源进行综合评价，首次将该方法应用于昆虫种质资源评价，对经济昆虫的评价是个有益的尝试。

致谢:衷心感谢中山大学古德祥教授、浙江大学叶恭银教授、华中农业大学雷朝亮教授、山东农业大学刘玉升教授、西北农林科技大学魏永平教授在家蝇种质资源描述规范与数据标准的制定和修改过程中给予的指导和帮助。

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