电晕人工孵化两广二号蚕种试验

张雨丽，闭立辉，陶积阳，安春梅，韦博尤，黄玲莉，王霞，刘艳伟，张桂征

（广西壮族自治区蚕业技术推广站，南宁市530007）

电晕放电是在大气压或高于大气压条件下，电极表面曲率半径很小，电极表面附近电场比较强时，发生的局部放电现象［1］。电极附近有一个电晕层，层内电场很强，层外电场比较弱，电晕层内产生强烈电离和激发，会产生臭氧、氧化氮等物质。1993年，日本学者冼幸夫等［2］首次发现电晕能解除家蚕卵滞育，他们用电晕放电处理产下20 h左右的滞育性蚕卵，获得了较高的蚕卵孵化率。叶士璟等［3］进行了电晕人工孵化蚕种试验，对蚕卵进行适当强度的电晕放电处理，可以达到和盐酸浸渍法相同甚至更优的孵化效果。

目前，生产上普遍使用的家蚕卵人工孵化技术主要是浸酸法。即时浸酸法和冷藏浸酸孵化法是蚕业生产上多年来广泛使用的人工孵化法，迄今已有近百年的历史，对蚕丝业作出了不可磨灭的贡献。目前在蚕业生产中，虽然盐酸浸渍法是通用的人工孵化法，但该方法需大量使用腐蚀性强的浓盐酸，存在着诸多不利因素，给生产带来较大的安全隐患，不利于环境保护，也不利于从事浸酸操作人员的身体健康等。随着社会经济的发展，这些问题愈显突出。此外，随着劳动力成本的上升和人们对健康关注度的增加，产业上使用的人工浸酸孵化蚕种的方法间接提高了蚕种的销售成本，影响着蚕种业的健康发展。蚕种业迫切需要一种更加绿色、环保、安全的解除蚕卵滞育的新方法。

本文利用电晕放电刺激蚕卵，使蚕卵解除滞育而孵化，探索了不同放电电压、刺激时间对电晕人工孵化两广二号正反交蚕种的影响，为该技术在广西的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

电晕仪为自制针—板电晕放电装置。试验蚕种为两广二号正交和反交产后20 h内框制蚕种。

1.2 电晕仪

自制电晕仪的电压为0～15 kV连续可调，放电部为针—板放电式（图1）。供试蚕种放置于右侧下极板，上极板装有矩阵式极针。

1.3 蚕种处理

选取两广二号正交和反交产下约20 h的蚕种各6个蛾圈，一个蛾圈为一个试验组，每组试验设6个重复。每个蛾圈分成6份，分别进行同一放电电压条件下电击0 min（不处理）、1 min、5 min、10 min、20 min和浸酸对照处理。

本次共试验5 kV、8 kV和12 kV三个放电电压。

处理后的蚕种按常规条件进行催青，孵化后调查实用孵化率和死卵率。

1.4 数据处理

通过EXCEL 2010计算各试验组的平均值和标准差，并进行数据分析。用新复极差法进行多重比较，检验各平均数的差异显著性（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 试验组处理后的照片

取两广二号正交一个蛾圈，分成6等份，经8 kV电击0 min（不处理）、1 min、5 min、10 min、20 min和浸酸对照处理，一个蛾圈为一个试验组，每组试验设6个重复，然后催青待其孵化，留下的卵壳如图2所示。为排除蚕卵本身问题，本试验的每个试验组里均设立不处理阴性对照和浸酸的阳性对照。从图中可以看出，不处理部分的蚕卵转为固有色、几乎不孵化，电晕电击和浸酸处理的蚕卵均孵化，不同电击时间的蚕卵，孵化率有所差别。

2.2 两广二号正交和反交经电晕处理后的孵化情况

2.2.1 整体变化趋势 两广二号正交和反交经不处理、电晕和浸酸处理，然后催青使其孵化，调查实用孵化率，孵化率整体变化趋势见图3和图4。从图中可以看出，不处理的对照孵化率只有3.28%，而浸酸对照的孵化率均在90%以上，说明本试验的蚕种无生种，电击处理的结果真实可靠。而且经5～12 kV的电压进行电晕处理，两广二号正反交蚕种均能孵化。

在5 kV电压下，两广二号正反交蚕种实用孵化率均随着处理时长的增加而增加；但在8 kV和12 kV电压下，正反交的实用孵化率都先增加后降低。两广二号正交在8 kV和12 kV处理1 min和5 min后的平均实用孵化率均达98%以上，高于浸酸对照（平均实用孵化率分别为97.30%和97.94%）；两广二号反交在8 kV处理1 min、5 min和10 min条件下的实用孵化率高于浸酸对照。

2.2.2 差异性比较 排除不处理对照，各电晕处理组和对应浸酸处理的差异是极显著的，如表1两广二号正交和表2两广二号反交各组方差分析所示，说明电压、时间及二者组合对蚕卵孵化率的影响极大。

表1 两广二号正交不同电晕处理及浸酸组方差分析结果

表2 两广二号反交不同电晕处理及浸酸组方差分析结果

检验各组的平均数差异显著性，如表3所示。从表3中可以看出，5 kV处理组的实用孵化率均低于浸酸对照。但同为5 kV处理，在处理时长相同的条件下，两广二号反交种的孵化率均低于正交，这再一次说明日系品种与中系品种相比，需要更大的刺激量才能打破滞育而启动发育，与浸酸情况一致。

8 kV和12 kV处理两广二号正交种1 min、5 min和10 min的效果与浸酸无差异，但处理20 min的孵化率显著低于浸酸对照。8 kV处理两广二号反交种1 min、5 min和10 min的效果与浸酸无差异，但处理20 min效果的显著低于浸酸处理。12 kV处理两广二号反交种的实用孵化率均显著低于浸酸对照，而且随着处理时间加长而孵化率越低。

表3 两广二号正交和反交经电晕及浸酸处理后的孵化率

造成孵化率降低的原因是死卵数的增加。如图5和表4所示，两广二号正交和反交蚕种经8 kV和12 kV处理及对照的死卵率变化图。从图中可以看出，处理10 min时，12 kV比8 kV处理的死卵率高，处理20 min的死卵率高于其他处理。在12 kV刺激条件下，两广二号反交比两广二号正交敏感。

表4 两广二号正交和反交经电晕及浸酸处理后的死卵率

死卵情况如图6所示。在极针正对位置（图中红色箭头指示），集中出现死卵，推测是电刺激量过大造成蚕卵的死亡。

3 小结与讨论

通过本试验证明，给予两广二号蚕卵一定剂量的电晕刺激可解除其滞育而孵化，该结果与前人报道一致［4］。但刺激量不够，孵化率不高，如本试验中使用5 kV的刺激，孵化率均显著低于浸酸对照。刺激量过大，孵化率也会降低，如本试验中使用12 kV处理20 min，导致死卵率显著升高。王全喜等［5］研究也曾发现一定剂量的高压静电场处理鸡精液能提高精子受精率、缩短出雏持续时间，但剂量过大时受精率降低、增加鸡早期胚胎死亡数量，从而又影响孵化率。

本试验结果表明，两广二号正反交在8 kV、1—5 min处理条件下的实用孵化率最高；电压在8 kV以上、处理时长在10 min以上的条件下，两广二号正反交的人工孵化效果变差。另外还发现启动两广二号反交解除滞育的刺激条件比正交高，但在高电压条件下，两广二号反交比正交表现敏感，容易导致死卵，所以电晕人工孵化两广二号反交的电压与时间范围比正交要窄。

与盐酸浸渍法相比，电晕人工孵化方法具有无环境污染、操作简便、劳动强度低、易于机械化与智能化等诸多优点。但是由于在实际生产应用过程中，电晕人工孵化法存在极板放电不匀、电晕仪功率小等问题，加之放电环境、家蚕品种、蚕卵卵龄等诸多因素均会影响电晕后蚕卵孵化效果［6］，许多具体问题尚未得到系统研究和妥善解决，因此该技术在上世纪90年代的蚕业生产上并未得到广泛推广与应用，后续也没有任何关于电晕人工孵化家蚕卵的研究报道。笔者将电晕解除家蚕卵滞育的方法应用到转基因家蚕的制作中，结果发现使用电晕解除家蚕卵滞育后进行转基因注射，能大大提高转基因家蚕制作的效率，突破低温催青制作滞育性转基因家蚕效率低等难题，成功开发了“通过即时电晕制作转基因家蚕的方法”［7］。

电晕在高分子材料表面预处理［8］、静电除尘［9］等方面的应用已是比较成熟的技术。在上世纪90年代，张春庆等［10］也发现单向电晕场处理对提高蔬菜种子活力具有显著作用。近年来，电晕在农业中的应用也越来越多：果蔬保鲜［11］，萝卜、小麦等农作物种子及茶叶等农产品中的分选分级［12］，生物诱变提高微生物产量［13］等。随着生物磁学、静电技术、农机技术等技术的日益发展，电晕技术在农业生产范围的应用在不断扩大，有望从根本上解决上世纪90年代蚕业工作者在应用电晕人工孵化家蚕卵技术中遇到的问题，推进该技术在蚕业生产中的广泛应用。