汪延生，唐 斌，張文慶

(中山大學(xué)有害生物控制與資源利用國家重點實驗室，廣州510275)

家蠅Musca domestica L．屬于昆蟲綱雙翅目蠅科家蠅屬，是一種完全變態(tài)的昆蟲，是世界上大部分地區(qū)最常見數(shù)量最多的昆蟲之一。一方面，家蠅給人類的健康帶來巨大的威脅，另一方面家蠅幼蟲在糞堆、垃圾堆、發(fā)酵的瓜果以及腐爛的動物尸體中取食，把復(fù)雜的有機物轉(zhuǎn)化為簡單的有機物，有助于微生物對這些物質(zhì)的分解，可清理和凈化環(huán)境 (Heo et al．，2008a;2008b)。

家蠅幼蟲和蛹含有豐富的蛋白資源，可以作為家畜飼料的蛋白添加劑。大量研究表明，家蠅幼蟲的飼喂效果與魚粉相比有獨特的優(yōu)點，不但能夠滿足家畜對蛋白的需求，而且還可以明顯增強家畜的免疫力 (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)從家蠅幼蟲體內(nèi)提取到一種新型抗微生物肽Hf－1，將其應(yīng)用于果汁的保鮮，其效果與苯甲酸鈉的保鮮效果無明顯差別。Wang et al．(2010)將提取的家蠅蛹抗菌肽混合物應(yīng)用于冷卻肉的防腐保鮮，效果明顯。

目前，一些科研院所和企業(yè)等單位各自收集保存了許多家蠅種質(zhì)資源，由于缺乏統(tǒng)一的評價指標和數(shù)據(jù)測定方法，極大地限制了家蠅種質(zhì)資源的綜合評價、共享及利用。針對這些問題，國家科技部于2005年把“經(jīng)濟昆蟲種質(zhì)資源標準化整理、整合及共享試點”作為動物種質(zhì)資源標準化整理、整合及共享項目的子項目，由中山大學(xué)昆蟲學(xué)研究所組織實施。本文擬在制定家蠅種質(zhì)資源描述規(guī)范與數(shù)據(jù)質(zhì)量控制規(guī)范的基礎(chǔ)上，對部分重要指標進行分析和綜合評價，為更好地利用家蠅資源提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 家蠅種質(zhì)資源描述規(guī)范制定的原則和方法

1.1.1 家蠅種質(zhì)資源描述規(guī)范制定的原則

家蠅種質(zhì)資源描述規(guī)范的原則主要從6個方面出發(fā):1)應(yīng)優(yōu)先考慮現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫中的描述符和描述標準;2)結(jié)合當(dāng)前需要，以種質(zhì)資源研究和利用需求為主，兼顧生產(chǎn)與市場需要;3)優(yōu)先考慮我國現(xiàn)有基礎(chǔ)，兼顧將來發(fā)展，并與國際接軌;4)既要考慮利用者的需要，也要考慮資源收藏者的實際情況;5)統(tǒng)一家蠅種質(zhì)資源個性信息、統(tǒng)一描述項目;6)注重信息的科學(xué)性和可操作性，求同存異，講求實效。

1.1.2 家蠅種質(zhì)資源描述規(guī)范制定的方法

在制定的家蠅種質(zhì)資源描述和質(zhì)量控制規(guī)范中，所有的指標分為六類:護照信息、標記信息、基本特征特性描述信息、圖像信息、種質(zhì)資源保存信息和共享方式。按描述性質(zhì)分為 M、O和C三類;M:必選描述符，所有資源都必須要鑒定評價的描述符;O:可選描述符，可選擇鑒定的描述符;C:條件描述符，只需對某一類特定資源進行鑒定評價的描述符。描述符編號由類別加三位順序號組成，如 “1001”、 “2002”、 “3001”。描述符的代碼應(yīng)是有序的，如數(shù)量性狀從細到粗、從低到高、從小到大、從少到多排列，顏色從淺到深，抗性從強到弱等。每個描述符應(yīng)有一個基本的定義或說明，數(shù)量性狀應(yīng)指明單位，質(zhì)量性狀應(yīng)有評價標準和等級劃分。重要數(shù)量性狀應(yīng)以數(shù)值表示。

1.2 家蠅種質(zhì)資源數(shù)量標準制定的原則和方法

1.2.1 家蠅種種資源數(shù)量標準制定的原則

數(shù)量標準制定的原則主要有兩個方面:1)數(shù)據(jù)標準中的描述符應(yīng)與描述規(guī)范相一致。2)數(shù)據(jù)標準應(yīng)優(yōu)先考慮現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)標準。

1.2.2 家蠅種質(zhì)資源數(shù)量標準制定的方法

標準制定的方法主要有4個方面的要求:1)數(shù)據(jù)標準中的代號應(yīng)與描述規(guī)范中的代號一致;2)字段名最長12位;3)字段類型分字符型(C)、數(shù)值型 (N)和日期型 (D)，日期型的格式為YYYYMMDD;4)經(jīng)度的類型為N，格式為DDDFF，緯度的類型為N，格式為DDFF，其中D為度，F(xiàn)為分。

1.3 家蠅種質(zhì)資源數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的原則和方法

數(shù)據(jù)質(zhì)量控制要遵循以下5個方面的要求:1)保證采集的數(shù)據(jù)具有系統(tǒng)性、可比性和可靠性;2)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制以過程控制為主，兼顧結(jié)果控制;3)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法應(yīng)具有可操作性;4)鑒定評價方法以現(xiàn)行國家標準和行業(yè)標準為首選依據(jù);如無國家標準和行業(yè)標準，則以國際標準或國內(nèi)比較公認的先進方法為依據(jù);5)每個描述符的質(zhì)量控制包括:定義和說明;樣本數(shù)或群體大小;時間或時期;取樣數(shù)和取樣方法，計量單位、精度和允許誤差;采用的鑒定評價規(guī)范和標準;采用的儀器設(shè)備;性狀的觀測和登記劃分方法;數(shù)據(jù)校驗和數(shù)據(jù)分析。

1.4 家蠅種質(zhì)資源的綜合評價

1.4.1 家蠅的采集

用小方盆配置餌料，將盛有配制好餌料的小方盆，放于垃圾堆旁或飯?zhí)藐帥鐾L(fēng)處，2 d～3 d后，若見有家蠅幼蟲長出，即可將方盆轉(zhuǎn)移。每個采集點放置2盆～3盆餌料于不同場所誘集。

1.4.2 家蠅生物學(xué)性狀指標測定

成蟲飼養(yǎng)條件標準:溫度 28℃ ±1℃、RH50%±5%、光周期14L∶10D;養(yǎng)蠅籠大小為30 cm×40 cm×50 cm;重復(fù)3次。挑選雌蠅60頭，雄蠅70頭，從羽化后第3天開始收集卵，每天早上8∶00時放入誘卵裝置，下午16∶00時取出誘卵裝置。每天記錄產(chǎn)卵量，同時記錄卵的耐低溫性和卵孵化率。溫度28℃ ±1℃、RH50% ±5%光線較暗的環(huán)境下飼養(yǎng)幼蟲，記錄幼蟲的發(fā)育歷期、老熟幼蟲的體重、化蛹率。將蛹放在干燥陰暗的環(huán)境，溫度28℃ ±1℃、RH50% ±5%，記錄蛹的發(fā)育歷期、蛹重、蛹的耐低溫性、蛹的羽化率、抗菌物質(zhì)的抑菌效果;記錄成蟲的雌雄比。

1.5 家蠅種質(zhì)資源綜合評價

種質(zhì)資源的優(yōu)劣，取決于多個性狀。本文借鑒應(yīng)用動態(tài)逼近理想解排序法 (Dynamic Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution，DTOPSIS)法綜合評價家蠅地理種群 (劉輝，2001;魏亞風(fēng)，2002;沈雪林，2005)。根據(jù)各家蠅地理種群與理想解的相對接近度Ci值，對地理種群進行評價。Ci最大者即為最優(yōu)秀的地理種群。

2 結(jié)果與分析

2.1 家蠅種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準的制定

根據(jù)經(jīng)濟昆蟲種質(zhì)資源共性描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準以及家蠅自身的特點，制定了家蠅種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準。

家蠅種質(zhì)資源的描述規(guī)范符分為六大類 (表1)。其中，護照信息主要包括平臺資源號、資源編號、資源名稱、資源外文名、目名、科名、屬名、種名或亞種名和品系名等14項;標記信息主要包括資源歸類編碼、資源類型、功能特性和主要用途等23項;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、產(chǎn)卵方式、幼蟲食性、成蟲食性、發(fā)育起點溫度、有效積溫、羽化率、性比、產(chǎn)卵前期、產(chǎn)卵歷期、產(chǎn)卵量等69項;圖像信息包括記錄地址、雌蠅圖像和雄蠅圖像3項;種質(zhì)保存信息包括保存單位、單位編號、保存資源類型、基因組文庫與cDNA文庫和保存方式5項;共享方式包括獲取途徑、聯(lián)系方式等3項指標。每一個指標均有測定方法 (略)。

表1 家蠅種質(zhì)資源的描述符類別及指標數(shù)Table 1 Items and No．of index of the description symbols in housefly

2.2 家蠅種質(zhì)資源庫

為使家蠅種質(zhì)資源庫具有代表性，采集地點盡量分布在全國。共在全國18省、市、自治區(qū)采集了54個家蠅地理種群，具體地點見表2。

2.3 家蠅主要生物學(xué)參數(shù)

在“家蠅種質(zhì)資源個性描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準”中，我們共測定了家蠅54個地理種群的不同生物學(xué)指標。54個家蠅地理種群產(chǎn)卵量、卵的耐低溫性、孵化率、老熟幼蟲的體重、化蛹率、蛹重、蛹的羽化率、蛹的耐低溫性、成蟲的雌雄比、抗菌物質(zhì)的抑菌效果、幼蟲的發(fā)育歷期及蛹的發(fā)育歷期的數(shù)據(jù)分析結(jié)果如表2所示?？梢钥闯?，各家蠅地理種群的指標之間存在明顯的差異。

家蠅的產(chǎn)卵量、孵化率、幼蟲化蛹率、羽化率是從不同的角度表現(xiàn)其繁殖能力，其中，產(chǎn)卵量被認為是最重要的指標。在測定54個地理種群中，不同的種群之間差異顯著。平均產(chǎn)卵量在300粒以上的有4個地理種群，平均產(chǎn)卵量在150粒以下的有2個地理種群，大多數(shù)地理種群的產(chǎn)量在150粒～300粒之間。家蠅的這些生物學(xué)數(shù)據(jù)為篩選優(yōu)良的家蠅地理種群提供了重要的生物學(xué)依據(jù)，從而為家蠅的實際應(yīng)用提供重要的資源。

家蠅的其他生物學(xué)指標也同樣存在明顯顯差異。家蠅的老熟幼蟲體重和蛹重是家蠅重要的經(jīng)濟指標。老熟幼蟲的體重大多在0.02 g～0.03 g之間，只有5個家蠅地理種群的老熟幼蟲體重在0.03 g以上。蛹重大多數(shù)在0.015 g～0.025 g之間，只有8個地理種群的體重小于0.015 g。

2.4 種質(zhì)資源的綜合評價

運用DTOPSIS法對不同地理種群進行綜合評價。將各性狀指標進行無量綱化處理。12個性狀指標分為兩大類:1)正向指標 (產(chǎn)卵量，卵的耐低溫性，孵化率，老熟幼蟲體重，化蛹率，蛹重，羽化率，蛹耐低溫性，雌雄比例，抗菌活性)，以54個地理種群中指標最大值為分母，以各地理種群該性狀指標數(shù)值為分子;2)負向指標 (幼蟲發(fā)育歷期，蛹發(fā)育歷期)。以54個地理種群中最小值為分子，各地理種群該性狀指標數(shù)值為分母。

設(shè)有m個家蠅地理種群，n個性狀指標，建立評價矩陣A:

因為原始數(shù)據(jù)為不同的量綱和數(shù)量級，不可直接進行比較，必須將A轉(zhuǎn)化為可比較的幾點相同的規(guī)范化矩陣Z，即無量綱化處理，其中Z 為

將各性狀賦予權(quán)重Wij則得規(guī)范化決策矩陣R，其中Rij=Wij·Zij，然后采用歐幾里得范數(shù)作為距離的測定，得到各品種與理想解X+=［(maxRij/j)/i］和負理想解 X－=［(maxRij/j)/i］的距離分別為:

最后求各根據(jù)各家蠅地理種群與理想解的相對接近度Ci值，對地理種群進行評價。Ci最大者即為最優(yōu)秀的地理種群。

以Ci值在0.6以上作為優(yōu)秀家蠅種群的標準，有10個種群;Ci值在0.6～0.4之間的種群為良好種群，有33個種群;Ci值在0.4以下為較差種群，有11個種群。綜合性狀最好的是黑龍江鶴崗種群，綜合性狀最差的是廣東肇慶種群。

表2 家蠅地理種群的主要性狀指標Table 2 Main biological characters of housefly geographic populations

(續(xù)上表)

表3 DTOPSIS法計算結(jié)果Table 3 DTOPSIScomputing results

3 結(jié)論與討論

種質(zhì)資源是在漫長的歷史過程中由自然演化和人工創(chuàng)造而形成的一種重要的自然資源，它積累了由于自然和人工引起的極其豐富的遺傳變異，即蘊藏著各種性狀的遺傳基因。與人類生活與生存環(huán)境息息相關(guān)的種質(zhì)資源早就被當(dāng)作重要的戰(zhàn)略物質(zhì)。

家蠅作為重要的資源昆蟲，有必要建立種質(zhì)資源庫，為選育優(yōu)秀品系提供資源。家蠅種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準的制定是國家經(jīng)濟昆蟲種質(zhì)資源平臺建設(shè)的重要內(nèi)容。本文制定了統(tǒng)一的家蠅種質(zhì)資源規(guī)范標準，有利于整合全國家蠅種質(zhì)資源，規(guī)范家蠅種質(zhì)資源的收集、整理和保存等基礎(chǔ)性工作，創(chuàng)造良好的資源和信息共享環(huán)境和條件，促進全國家蠅種質(zhì)資源研究的有序和高效發(fā)展。

DTOPSIS法來源于陳延 (丁廣洲和王曉，2008)提出的逼近理想解排法 (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution，TOPSIS)，姚興濤 (田啟建，2008)將其改進后用于區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的多目標決策，稱為DTOPSIS法。劉輝 (2001)和魏亞風(fēng) (2002)把此方法應(yīng)用于大麥和棉花的區(qū)域試驗。沈雪林和戴華軍 (2005)以蘇州地區(qū)2004年番茄區(qū)域試驗數(shù)據(jù)為資料，利用DTOPSIS法進行綜合分析在番茄新品種。結(jié)果表明，利用DTOPSIS法進行分析的結(jié)果與區(qū)域試驗常規(guī)分析的結(jié)果基本一致。魏亞風(fēng) (2002)以1998～1999年度江蘇省大麥區(qū)域試驗匯總資料為例，對大麥新品種進行綜合評價，表明與生產(chǎn)實踐中各品種的推廣應(yīng)用結(jié)果基本吻合。本文借鑒該方法對家蠅種質(zhì)資源進行綜合評價，首次將該方法應(yīng)用于昆蟲種質(zhì)資源評價，對經(jīng)濟昆蟲的評價是個有益的嘗試。

致謝:衷心感謝中山大學(xué)古德祥教授、浙江大學(xué)葉恭銀教授、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)雷朝亮教授、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)劉玉升教授、西北農(nóng)林科技大學(xué)魏永平教授在家蠅種質(zhì)資源描述規(guī)范與數(shù)據(jù)標準的制定和修改過程中給予的指導(dǎo)和幫助。

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