抗BmNPV家蚕新品种粤蚕11号的育成

2020-10-09李庆荣邢东旭赵超艺

广东农业科学 2020年8期

肖阳，李庆荣，邢东旭，赵超艺，杨琼

（广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，广东广州 510610）

【研究意义】广东蚕区现行推广的家蚕生产品种“两广二号”（9·芙×7·湘）对南方地区湿热气候环境的耐受能力较强，但对血液型脓病（BmNPV）缺乏抵抗力，且茧形偏小，全茧量较低，茧丝成绩有待提高［1］。华南蚕区的气候对家蚕饲养的影响，除高温、高湿、闷热等非生物因素外，还极易诱发病原菌等生物因素的威胁［2］，常常造成蚕业生产较大损失，其中以BmNPV病最为严重和普遍［3］。BmNPV可通过食下感染和创伤感染两种途径入侵蚕体。家蚕为群体饲养昆虫，一旦有BmNPV病原进入蚕座，病原就可以通过蚕沙的排出或个体之间互相抓伤进行传染，极容易造成大规模群体性感染，这也是导致蚕茧减产和茧质下降的主要因素。目前对BmNPV尚无有效的治疗方法［4］，农村生产中对其采取的应对措施主要是消毒预防。而随着社会经济的发展，农村劳动力减少、传统种桑养蚕人员老龄化严重成为了蚕业目前面临的突出问题，导致养蚕过程中严格的消毒防病措施和精细饲养操作难以落实。从蚕桑生产省力化的发展趋势来看，必然要求所饲养的家蚕品种具备抗性强的特点。因此，培育对BmNPV具有强抵抗力的家蚕品种是目前应对BmNPV威胁最为经济有效和安全环保的重要途径［5］。【前人研究进展】对家蚕BmNPV抗性的相关分子机理研究以及抗性品种选育研究是近年来蚕业科研的热点。BmSOCS2［6］、BmC-LZM［7］、bmo-miR-2819［8］等被发现在体外培养的家蚕细胞或家蚕个体中进行过表达后，BmNPV病毒复制受到了显著抑制，通过下调BmHsp90［9］的表达也可使BmNPV的增殖受阻；而BmAtg13［10］、SINAL10［11］的过表达能促进BmNPV的DNA复制和病毒增殖，提高BmNPV感染率。家蚕对BmNPV的抗性具有显性主效基因，武山山等［12］通过图位克隆的方法将相关基因定位于第27号染色体s2800-9标记和s2801-35标记之间，但由于家蚕基因组精细图在这2个标记间存在序列空白区域，暂时无法进行精细定位和确定候选基因。近年来利用高抗性特殊材料陆续育成的抗BmNPV家蚕品种主要有华康1号［13-14］、华康2号［5］、华康3号［15］、华·康×湘·泰［16］，这些品种主要在长江流域的不同蚕季进行推广。【本研究切入点】为培育适应于广东本地气候的抗BmNPV家蚕品种，针对当前广东蚕区的生产现状，本课题组以保存的优良家蚕种质资源为育种素材，制定了家蚕新品种的选育目标：在生命力指标与现行品种两广二号相仿的基础上，抗BmNPV水平显著提高；全茧量、万蚕收茧量均超过两广二号；一粒茧丝长在900～1 000 m之间或优于两广二号，解舒优良，茧丝纤度适中，净度93分以上。在围绕这一目标进行品种选育后，为了解新品种在不同实验室以及实际生产上的适应性，检测其对BmNPV的抗性水平，开展实验室共同鉴定和农村生产鉴定试验。【拟解决的关键问题】选育高温多湿耐受性较强的抗BmNPV家蚕新品种，了解其在不同实验室和农村试点的表现，为品种审定和示范推广提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试育种材料均为广东蚕桑种质资源库保存的家蚕遗传育种资源；BmNPV病原为广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所收集纯化后保存。

1.2 选育技术措施及环境设置

在新品种选育过程中，两个中系亲本与日系亲本7532N均为优良品种经过BmNPV抗性改良后进行多代系统选育而成，采用单蛾育、异蛾区交配；日系亲本航7则是在品种杂交后F1～F4代采用蛾区混合育，F5代以后采用单蛾育、异蛾区交配，F13代进行航空诱变后再次采用混合育，至F18代性状基本稳定时改为单蛾育、异蛾区交配，重点针对蛾区进行选择，每代均在产卵量多、产附好、蚕卵孵化良好、幼虫生长发育齐一、生命力强、蚕茧经济性状优良的蛾区中选择茧形匀正、全茧量、茧层量适中的个体进行继代。

每年第4造（晚秋期）的幼虫饲养如遇低温，则适当调高蚕室温度饲养；第2造和第3造（夏期、早秋期）在高温多湿或高温干燥的自然环境条件下饲养，不进行人为温湿度调节，对不耐高温环境的蛾区进行自然淘汰。4～5 龄幼虫有目的地采用湿桑或偏老、偏嫩桑进行饲养，以提高蚕体的耐湿性和对不良桑叶的适应能力。

1.3 品比及鉴定试验

实验室品比试验和抗BmNPV感染能力检测在广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所进行，实验室共同鉴定和农村生产鉴定各设置3个鉴定点，分别是华南农业大学、茂名市蚕业技术推广中心、蚕业与农产品加工研究所实验室和广东省重点蚕区翁源县、阳山县、英德市。

参照国家桑蚕品种审定试验方案，在实验室品比试验和实验室共同鉴定中，每个点饲养试验种与对照种（两广二号）正、反交各1张（框制种型式，28蛾/张），饲育到四龄饷食一足天内进行数蚕，每个品种数取3区，每区400头。饲养过程中以室内自然温湿度为宜，室温超过32 ℃时设法降温。调查单蛾卵量、克蚁头数、龄期经过、虫蛹率、产茧量、全茧量、茧层量等指标，并将蚕茧样品送至佛山市南海丝厂有限公司进行一粒茧丝长、解舒丝长、解舒率、纤度、净度等丝质性状检测。在农村生产鉴定中，每个点饲养试验种与对照种正、反交各5张（平附种型式，3.5万粒卵/张），调查产茧量、产值、125 g 鲜茧个数、10颗茧干壳重等指标。抗BmNPV感染能力检测参照文献［17-18］的方法，在3龄起蚕时按照2.25×106个/头的剂量单头添食BmNPV多角体，挑选食尽带毒叶片的蚕分3区继续饲养，每区150头，调查家蚕从病原添食至化蛹期间的发病情况，统计BmNPV发病率。

2 结果与分析

2.1 亲本选育

2.1.1 中系家蚕品种芙抗和春5N的选育中系家蚕芙抗是由配合力好的芙蓉通过连续6代BmNPV病原添食获得抗BmNPV能力提高品系，再经系统选育而成；春5N是由茧丝质优良、产卵性状良好的春5通过连续12代BmNPV病原添食获得抗BmNPV能力提高品系，再经系统选育而成。两个中系亲本全部世代均采用单蛾育的饲育型式。在累代添毒后，至2017年芙抗和春5N已分别经过16代和10代系统选育，遗传性状稳定，发育整齐，眠起齐一，生命力强，茧丝品质优良，繁育系数高。芙抗和春5N的主要选育系谱成绩见表1。

2.1.2 日系家蚕品种航7和7532N的选育日系家蚕航7是2002年以产卵性状好、丝质优的镇延为母本，以7532为父本进行杂交，至F13代通过我国第20颗返回式卫星送入太空运行18 d返回后经系统选育而成，为2009年育成品种粤蚕8号的日系亲本［1］，F1～F4、F13～F17为混合育的饲育型式，其余世代为单蛾育的饲育型式。7532N是由7532通过连续12代BmNPV病原添食获得抗BmNPV能力提高品系，再经系统选育而成，所有世代的饲育型式均为单蛾育。至2017年航7已进行46代系统选育，7532N在累代添毒后经过10代系统选育，两个品种遗传性状均已稳定，发育整齐，眠起齐一，抗性强，茧丝品质优良，繁育系数较高。航7和7532N的主要选育系谱成绩见表2。

2.2 新品种杂交组合的组配及饲养成绩

以选育的4个新品种芙抗、春5N、航7和7532N为亲本材料，组配成双交原种芙抗·春5N和航7·7532N，再以双交原种组配成芙抗·春5N×航7·7532N四元杂交种，命名为粤蚕11号。

2.2.1 实验室品比试验 2016、2017年秋季共进行了两造实验室品比试验，试验以两广二号作为对照品种。综合两年的实验室品比成绩表明，粤蚕11号的5龄经过时间为6 d 6 h，全龄经过时间为21 d 5 h，与对照的经过时间相同。发育眠起齐一，生命力强，茧色洁白、匀整。虫蛹率98.09%，略高于对照；全茧量1.679 g、茧层量0.358 g，分别比对照提高3.13%和5.60%，茧层率比对照提高2.40%；万蚕产茧量16.799 kg、万蚕茧层量3.582 kg，分别比对照提高5.63%和8.09%；一粒茧丝长970 m，比对照提高4.86%；解舒率79.31%，与对照相当，茧丝纤度2.595 dtex，净度94.3分（表3）。

2.2.2 家蚕抗BmNPV感染能力以两广二号为对照品种，对粤蚕11号进行BmNPV抗性检测。结果（图1）表明，3龄起蚕添食BmNPV病原后，粤蚕11号正、反交的平均发病率分别为19.50%和24.67%，对照品种正、反交的平均发病率分别为55.48%和62.15%。通过LSD最小显著性差异法对两个品种的发病率进行两两比较，发现品种间存在极显著差异（P＜ 0.01），表明粤蚕11号对BmNPV的抗性极显著高于对照。

表1 中系家蚕品种芙抗和春5N的选育系谱成绩Table 1 Pedigree data from selection and breeding of Chinese silkworm varieties of Fukang and Chun5N

2.3 实验室共同鉴定试验

2018、2019年秋季同期粤蚕11号参加广东省农作物品种审定，在华南农业大学、茂名市蚕业技术推广中心和蚕业与农产品加工研究所进行了实验室共同鉴定。粤蚕11号表现为孵化率高，孵化眠起齐一，群体生长发育整齐，食桑旺，不踏叶，耐粗饲，体质强健。5龄经过和全龄经过与对照品种两广二号相当，老熟齐涌，营茧快，茧形匀整。虫蛹率97.58%，较对照提高2.23%；全茧量1.712 g，比对照高2.21%。万蚕产茧量和万蚕茧层量分别比对照提高4.17%、6.85%；一粒茧丝长比对照提高3.74%，解舒率比对照提高1.79%，茧丝纤度2.568 dtex，净度93.5分（表4）。

2.4 农村生产鉴定试验

2018、2019年秋季同期在广东省3个重点蚕区翁源县、阳山县和英德市进行了粤蚕11号的农村生产鉴定，共饲养粤蚕11号一代杂交种78张，以两广二号作为试验对照品种。3个试验点连续2年的平均鉴定成绩表明，粤蚕11号张平产茧量和张平产值分别比对照品种提高6.10%和7.46%，125 g鲜茧个数为72颗，10颗茧干壳重3.22 g （表5）。

表2 日系家蚕品种航7和7532N的选育系谱成绩Table 2 Pedigree data from selection and breeding of Japanese silkworm varieties of Hang7 and 7532N

表3 粤蚕11号实验室品比试验成绩Table 3 Variety comparison test results of Yuecan No.11 in laboratory

图1 粤蚕11号与两广二号3龄起蚕添食BmNPV后的发病率比较Fig.1 Comparison on disease incidence rate of the 3rd instar newly exuviated silkworm larva between Yuecan No.11 and Liangguangerhao after infection with BmNPV

表4 粤蚕11号实验室共同鉴定成绩Table 4 Co-identification results of Yuecan No.11 in laboratory

表5 粤蚕11号农村生产鉴定试验成绩Table 5 Results of Yuecan No.11 in rural production identification test

2.5 一代杂交种繁育试验

2018、2019年夏季，在蚕业与农产品加工研究所实验室进行了新品种粤蚕11号一代杂交种的试繁。粤蚕11号中、日系双交原种与对照品种两广二号的中、日系双交原种分别收蚁8 g。试繁成绩表明，粤蚕11号双交原种的平均克蚁制种量为13.2张，比对照品种的平均克蚁制种量（12.5张）提高了5.60%。粤蚕11号双交原种的千克茧制种量为3.77张，比对照品种的千克茧制种量（3.63张）提高了3.86%（表6）。

2.6 品种主要特征特性

2.6.1 双交原种芙抗·春5N（正反交）：中系双交原种，二化性、四眠，化性及眠性稳定。该种产附良好，单蛾产卵420～450粒。卵色淡褐绿色，卵壳淡黄色。蚁蚕黑褐色，克蚁头数2 230～2 250头。孵化眠起齐一，壮蚕体形粗壮，素蚕。茧形椭圆、匀整，茧色洁白，缩皱中等。蛹体棕褐色，发蛾早，蛾体白色，蛾眼黑色，体型中等，交配性能好。催青期9～10 d，幼虫期20～21 d，蛰中经过14 d，全期经过43～45 d。

航7·7532N（正反交）：日系双交原种，二化性、四眠，化性及眠性稳定。产附良好，单蛾产卵420～440粒。卵色紫褐色，卵壳白色。蚁蚕黑褐色，克蚁头数2 300～2 330头。壮蚕体形较细长，素蚕。茧形长筒形、浅束腰，茧色洁白，缩皱中等。蛹体棕褐色，发蛾较早，蛾体白色，蛾眼黑色，体型中等，交配性能好。催青期9～10 d，幼虫期21～22 d，蛰中经过15 d，全期经过45～47 d。

表6 粤蚕11号一代杂交种试繁成绩Table 6 Reproduction test results of F1 hybrid eggs of Yuecan No.11

2.6.2 四元杂交种芙抗·春5N×航7·7532N是中·中×日·日四元杂交种，二化性、四眠。正交种“芙抗·春5N×航7·7532N”卵色淡褐绿色，卵壳淡黄色；反交种“航7·7532N×芙抗·春5N”卵色紫褐色，卵壳白色。蚁蚕黑褐色，克蚁头数2 250～2 300头。强健、好养，孵化眠起齐一，壮蚕体形粗壮，食桑快，正反交均为素蚕。熟蚕齐一，营茧快。茧形长椭圆，茧色洁白，缩皱中等，茧层结实。全龄经过21～22 d。

3 讨论

粤蚕11号（芙抗·春5N×航7·7532N）是将累代病原胁迫和航空诱变获得目标性状提高品种进行系统选育而成。该品种具有较强的BmNPV抵抗性，对高温多湿耐受性较强，高产稳产，茧丝质优，繁育系数较高。由于品种审定的鉴定试验需要2年同期数据，而对照品种广东当家品种两广二号为夏秋用品种，因此鉴定试验选择在两年的早秋季（8月底至9月）进行。为了解BmNPV高发季节品种在生产上的表现，除参加鉴定试验外，还选择2019年春末多雨季节在阳山蚕区开展了多户试养。蚕农反映同期饲养的两广二号感染BmNPV，平均产茧量仅34 kg /张，而新品种粤蚕11号产茧量52 kg/张，表明粤蚕11号具有对BmNPV较高的抵抗性。

家蚕对BmNPV的抵抗性存在显著的品种间差异［19］，利用高抗性特殊遗传材料，通过杂交、回交等技术手段，可将抗BmNPV主效基因导入实用性基础品种，培育出新的综合性状优良的抗BmNPV品种，前人先后育成了适合长江流域蚕区饲养的华康1号、华康2号、华康3号等［5,13-15］。然而在现存家蚕种质资源中高抗资源极少，育种人员通常采用累代胁迫的方式使原品系的抗性提高，从而创制出新的抗性资源。这种方式不仅在抗BmNPV材料的创制中应用［20］，在前人进行耐氟、抗高温、耐湿等不同类型抗性材料的创制中也有报道［21-22］，粤蚕11号就是在创制获得抗BmNPV优良材料的基础上，经过系统选育和杂交育成的抗BmNPV新蚕品种。在母种的系统选育过程中，夏和早秋蚕期均在自然高温高湿或高温干燥的环境下饲养，使新品种不仅具有较强的BmNPV抗性，而且对高温多湿的耐受性也很强，适合珠江流域蚕区全年各蚕期饲养。