杜比亚蟑螂的生物学特性及功能的研究进展

汪梓晗，夏秋博，张春悦，周清波，夏 俊，程广东

（1.佳木斯大学生命科学学院，黑龙江佳木斯 154007；2.中-乌农林技术开发与应用国际合作联合实验室，黑龙江佳木斯 154007）

杜比亚蟑螂（Blaptica dubia）又名橙色斑点蟑螂（Bridget等，2017）、杜比亚大蠊，属于昆虫纲蜚蠊目（Blaberidae）蜚蠊科（Blaptica），属卵胎生昆虫。杜比亚蟑螂原产地为中南美洲，主要分布于巴西至阿根廷、圭亚那等地区（章敏等，2012；肖骁等，2012）。杜比亚蟑螂富含大量粗蛋白质、脂肪及矿物质，其若虫时期脂肪含量约为30%，蛋白质含量约为65%，还包含有氨基酸、糖类及矿物质，如锌（Zn）、铁（Fe）、钠（Na）、钾（K）等多种矿物质营养元素，其营养价值可应用于医疗保健等领域（Cerreta等，2021）。近年来，杜比亚蟑螂被引进并经过人工饲养已经可以大规模高密度养殖，又因为具有较高的营养价值，现已成为蜥蜴、巴西龟，飞鼠等爬行动物和两栖动物的活体饲料，因其具有较高的营养价值已成为开发潜力较大的商用资源型昆虫，具有极高的开发与应用前景。本文主要阐述杜比亚蟑螂的生物学特征，饲养的条件，不同因素及环境对杜比亚蟑螂生长、器官的影响，以及营养成分和实际应用的研究进展，以期为杜比亚蟑螂的研究、养殖和利用提供参考。

1 生物学特征

1.1 外部形态特征杜比亚蟑螂相较于其他蜚蠊目蟑螂体型较大，成虫可达30～40 mm，Ahmad Hussein Alamer等（2014）发现，雌性体长略大于雄性，成虫呈黑褐色。雄性成虫具有完整的翅张于腹部末端，有较长的触角，可作为嗅觉，味觉和机械刺激的传感器（Hinterwirth等，2004），雌性翅已基本退化为翅鞘，分布在背部两侧。杜比亚蟑螂不可飞行，且爬行能力弱，不能在垂直或光滑的平面爬行。

1.2 生活习性杜比亚蟑螂主要生活于中南美洲热带雨林，生活环境多为高温高湿环境。杜比亚蟑螂是腐食性昆虫。Franz等（2016）发现其运动能力较弱，对有毒、刺激性试剂有强烈反应。环境温度与湿度对杜比亚蟑螂的生存起到决定性作用，同时会随温度的变化调节自身生命活动。杜比亚蟑螂的生存温度区间较大。

2 饲养

2.1 饲养条件饲养时可采用40 cm×40 cm×100 cm的塑料箱，根据养殖密度放入鸡蛋板以增加杜比亚蟑螂活动面积，一般300只密度可放入20片鸡蛋纸托盘。韩学俭等（2002）研究表明，鸡蛋纸托盘使用前需使用0.1%过氧乙酸进行气溶胶喷雾及喷洒后烘干。饲养湿度75%，温度在20～30℃时发育周期最短，产卵量最大（王勇强，2020）。杜比亚蟑螂运动能力较低，在光滑平面无攀爬能力，本身无异味，徐绍锐等（2006）发现，可在饲养箱上方扎若干气孔保持饲养箱通气，且蟑螂不会爬出。

2.2 生长过程雌性杜比亚蟑螂发育成熟后卵颊粘于背部，雄性为卵颊内卵受精，肖骁等（2012）发现，卵受精后卵颊收回雌性腹部内，20 d左右，卵发育成若虫，胎生出体外。若卵颊未受精会被直接排出体外，需及时清理。

若虫发育阶段需与成虫分离单独饲养，若出现死亡、患病、进食异常等情况需及时清理死病虫体，更换饲料配比。若虫需经历7～10次脱皮，80日龄羽化后成为成虫，每次蜕皮后增加1龄期（白华毅等，2019；韩学俭，2002）。在每次蜕皮后需清理褪下的死皮，更换鸡蛋纸托盘，以保证若虫成长阶段的环境清洁。

发育至成虫后，白华毅等（2019）按雌雄比2∶1置于饲养箱中培养下一代，繁殖效率更高，期间仍需定时清理饲养箱卫生，清理粪便食物残渣，可定期喷洒杀螨虫药物预防螨虫。

2.3 饮食情况可投喂鼠粮或狗粮，也可投喂卷心菜、水果和谷类谷物、小动物食用的干小麦粉，根据不同时期虫体状态调整配料比，杜比亚蟑螂属于杂食腐食性昆虫，可在饲养箱中加入一定数量青菜叶和瓜果皮增加湿度（Ardestani等，2019；马银娟，2010）。投喂饲料也需进行消毒杀菌处理，以保证饲料安全卫生。

3 不同因素对蟑螂影响

对杜比亚蟑螂生长影响因素主要为饮食、温度和病害。

3.1 温度Wu等（2016）研究了不同温度对杜比亚蟑螂若虫生长周期长短的影响发现，在饲养条件相同，温度变化在20～30℃时若虫可以完全发育为成虫，超过35℃后若虫仅能存活3个龄期，40℃时若虫仅能存活4 d。当温度处于15℃时，277 d后，一只若虫蜕皮进入二龄。467 d后，一些若虫仍在一龄，没有若虫进入三龄。外部温度低于15℃时处于蛰伏状态，同时新陈代谢降低。由此可见，温度过低或过高都会引起杜比亚蟑螂若虫生长的延缓或死亡。若虫日常生活也会产生热量（肖骁等，2012），饲养箱温度也会局部上升，需时常监控温度变化，随时调整。

3.2 病害杜比亚蟑螂若虫极易感染疾病，在大量投入饲料时，温度会发生急剧变化，体内肠道消化酶失活。Pick等（2010）研究表明，温度增高会使孕育期雌性杜比亚成虫血蓝蛋白质含量降低，影响雌性成虫对卵颊供氧。肖骁等（2012）发现，5～9月若虫极易感染螨虫。毛本勇等（2002）研究发现，蜚蠊目昆虫主要感染腐食酪螨、伯氏嗜木螨、茅舍血厉螨这3种螨类。防治螨虫主要依靠对饲料消毒除螨及饲养箱环境卫生控制，并防止饲料带螨卵。

3.3 饮食Bouchebti等（2022）研究表明，不同性别在成虫时期对蛋白质摄入也会有不同需求。营养充足时，雌性成虫更喜欢富含碳水化合物的饮食，并通过在高蛋白饮食中摄入较少的食物来避免摄入过多的蛋白质。雄性成虫在食用相同量的食物时表现出更大胆的个性（Raubenheimer等，2005）。Bunning Harriet等（2016）发现，饮食对杜比亚蟑螂个性的性别特异性影响可以体现在雄性蟑螂在面临营养压力时发现新的食物资源来改善群体的健康状况，而卵生雌性蟑螂及其携带的后代则在庇护中花更多时间受到保护。

4 营养成分测定

各阶段的杜比亚蟑螂营养价值都很高，其干燥虫粉富含粗蛋白质、粗脂肪、多种维生素、粗多糖及多种矿物元素。Young等（2010）研究表明，因其富含脂肪，可提供较高的热量作为动物饲料，同时较高的脂肪也可提高食物的适口性和细胞功能。

杜比亚蟑螂成虫干粉（BDDM）的粗蛋白质含量（96.6%）高于其若虫干粉的粗蛋白质含量（65.3%），其数值同样高于其他蜚蠊目同时期蟑螂。相反，杜比亚蟑螂若虫的蛋白含量高于成虫蛋白质含量（Cerreta等，2021；Kulma等，2016；Finke2015）。BDDM、海虾、草鱼、鸡蛋和牛里脊肉的部分营养成分含量见表1。相比于海虾、鸡蛋、草鱼和牛肉，BDDM仅钙含量低于海虾，其所包含的磷（P）、铁（Fe）、锌（Zn）含量均高于海虾、鸡蛋、草鱼和牛肉。除钙（Ca）、磷（P）、铁（Fe）、锌（Zn）外，BDDM 还 富 含 铜（Cu）、镁（Mg）、锰（Mn）、钾（Ka）等 矿 物 元 素，其 中 铜（Cu）、镁（Mg）含量高于豆粕和鱼干粉（Yi等，2013；OONINCX，2012 ；Banaszkiewicz，2011）。BDDM同样富含多种氨基酸，在检测的8种必须氨基酸中，除丝氨酸（SER）及4种必需氨基酸含量低于鸡蛋干粉外，天冬氨酸（ASP）、谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）等非必需氨基酸也高于海虾、鸡蛋、草鱼和牛肉（Vrabec等，2015；田华，2015；王加启等，2004）。天冬氨酸（ASP）、谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）在日常生活中对人体健康也起到重要作用。胡鲜等（2021）研究表明，天冬氨酸可调控抗氧化酶活性，修复炎症组织。陈明霞等（2021）研究表明，谷氨酸可以为消化系统上皮细胞供能，促进其发育，同时可以协助神经信号传导。甘氨酸可有效改善睡眠障碍患者的睡眠质量，同时也可保护药物对胃的刺激（龚文照，2021）。氨基酸是重要的药物、保健品原材料及食品添加剂。综上所述，杜比亚蟑螂是营养价值很高的昆虫，具有极高的研究价值，是重要的待开发资源。

表1 DBDM、全脂牛奶、鸡蛋、牛肉、草鱼营养成分统计mg/g

5 杜比亚蟑螂的生物学功能

杜比亚蟑螂相比于人类对外界环境刺激反应更加剧烈，被Isaac等（2022）作为模型生物暴露在环境污染毒理学的研究中。它相对于哺乳动物模型的优势有关，体现在维护成本低、易于操作，繁殖能力强，可广泛使用。

5.1 肠道菌群的研究杜比亚蟑螂肠道中富含共生菌群，具有极高的研究价值。单体江等（2020）对杜比亚蟑螂肠道内菌群采集培养后得出5种不同的共生真菌（青霉属1株、曲霉属3株和聚孢霉属1株），其中菌株BDF-2、BDF-4、BDF-5有较好的康抗菌活性，菌株BDF-1，BDF-2和BDF-3的菌液提取物均表现出明显的抗氧化活性。杜比亚蟑螂在抗氧化、抑菌方面具有重要的参考价值。

5.2 生化环境研究由于杜比亚蟑螂对化学药剂特别敏感，常用于对化学武器的侦测。Franz等（2016）研究表明，杜比亚蟑螂的胆碱酯酶抑制能力依次为塔朋＜环沙林＜沙林＜梭曼＜VX。Popp等（2018）发现，当杜比亚蟑螂触角接触硫芥后出现了一种惊人的逃跑行为。通过安装有运动感应器摄像头的箱子可以实现自动场外报警系统。

5.3 磁场影响研究亚蟑螂的生长周期较长，慢性实验对其反应较为明显，可以将其暴露于不同频率磁场，勘测磁场对动物器官的影响。Dajana等（2020）将杜比亚蟑螂长期同时暴露在静磁场和低频磁场会降低若虫的体重和脂肪体中的糖原含量，但会增加运动量。长期暴露在静磁场可提高脂肪体的总脂质含量，而长期暴露在低频磁场可降低脂肪体质量和总脂质含量。长期暴露在静磁场和低频磁场也可以提升杜比亚蟑螂若虫的抗氧化能力，其SOD、CAT、GR、GST等抗氧化酶活性增加（Dajana等，2019）。这为磁场对无脊椎动物的器官影响提供了新的理论依据及应用思路。

6 展望

杜比亚蟑螂含有丰富的氨基酸、蛋白质、矿物质元素，其营养价值丰富，可应用于多个领域。目前，杜比亚蟑螂的研究仍处于实验室阶段，在活体饲料、毒理学、医疗保健等领域都有显著的科研成果。因此，可以在保证杜比亚蟑螂营养成分稳定的同时缩短饲养周期，加大养殖力度，实现自动化生产繁殖。杜比亚蟑螂的粗多糖及黄酮提取物还有待研究，未来可以整合其功能，充分利用其营养价值。在资源昆虫领域，控制温度湿度可增加生长效率、保证卫生环境，可使若虫更地快生长成成虫。杜比亚蟑螂肠道菌群培养还有很大的发展空间，对化学药剂和磁场反应也可进行更深层次的研究，是未来资源昆虫重要的研究对象。杜比亚蟑螂有望成为主流高蛋白宠物饲养活体饲料，在模型动物及药用价值方面还可深度研究，促使养殖业快速发展，实现医药领域的应用。