河南省一化性柞蚕品种沿革与品种资源创新利用展望

郭 剑 王坤龙

(河南省蚕业科学研究院，郑州 450008)

柞蚕品种资源是柞蚕业发展的基础和物质保证，作为开展柞蚕育种的基因库，它汇集了柞蚕丰富的遗传多样性和基因资源，是柞蚕遗传学研究和优良品种选育以及保障柞蚕产业可持续发展的重要物质基础。随着柞蚕品种资源研究的深入，许多种质资源被用作育种材料，在蚕业生产中发挥着重要作用，而随着育种工作向高阶段发展，保存和利用品种资源的重要性就越显得突出。河南省地处中原，位于北纬30°25′—36°21′，东经110°20′—116°40′，是我国一化性柞蚕的主产区，柞蚕生产主要集中在豫西南地区的南召、鲁山、方城、内乡、镇平等县，其产量约占河南全省的90%以上[1]。河南省柞蚕品种改良发轫于上世纪30年代，现保育有一化性柞蚕品种资源34份，本文以河南省蚕业科学研究院柞蚕品种研究的历史进程为例，对一化性柞蚕品种的繁育推广和品种资源的创新利用作一回顾与展望。

1 河南省一化性柞蚕品种的历史沿革

柞蚕起源于中国，有着3000多年的发展历史。柞蚕业的发展经历了漫长的蚕农自养自育阶段，通过积累自然变异和自然选择的作用，又经过长期的人工选择，逐渐形成了许多具有不同特征特性、适应当地气候条件的农家种。上世纪30年代起，我国广大蚕业工作者通过对农家品种的发掘、整理，培育了一批适应本地自然条件的优良品种，之后又通过系统分离、杂交育种、系统选育等手段育成了一批符合产业发展要求和人类经济利益的柞蚕新品种[2]，奠定了柞蚕产业的发展基础。

1.1 河南省的柞蚕品种资源类型

1.1.1 本地品种资源

主要包括地方品种(农家品种)。它们具有对本地自然条件适应性强、遗传物质多样性(其群体多是一些混合体，没有具有品种来源)。如“鲁松”“镇玉”。

1.1.2 外引品种

主要包括其他一化性地区引进的品种和从二化性地区引进的品种。如河南省蚕业科学研究院引进的一化性品种“06”“08”“通大”和二化性品种“786”“沈黄1号”。

1.1.3 野生品种资源

如河南省蚕业科学研究院保育的大别山天蚕。

1.1.4 人工培育的品种资源

主要是各个历史时期通过各种方法，如杂交、诱变、系统选择等育成的新品种，如“三三”“三九”“豫大一号”“豫杂5号”等。

1.2 农家种的收集与整理

上世纪五六十年代，河南省农业厅柞蚕改良所以南召县南河店农家种为材料，经多年整理、系统选育而成“河41”，适宜于雨量充沛、以麻栎为主要树种的大别山区放养；以农家种为材料，以高茧层率和虫蛹统一生命率为主要目标，经6代整理与选择，育成了黄蚕系统、一化、中熟性品种“三三”和“三九”，其中“三三”被贵州、四川、湖北、陕西等省引种并推广应用；又以鲁山县下汤乡农家种为材料，经4代系统选择育成茧丝品质好、纤度细，适应于豫西春季干旱气候的一化、中熟性品种“鲁松”；以镇平县老庄乡农家种为材料，经4代系统选择培育成食性强、易放养的品种“镇玉”；以方城县拐河乡搜集农家种为材料，经8代系统整理而育成早熟、蚕期生长发育快、食性强、蛹期积温少、适应性强的一化早熟性品种“豫早1号”。通过这些品种的育成，满足了当时柞蚕生产市场的需要。这些品种的育成和推广，结束了农民养蚕自繁自养农家种的历史，对柞蚕业的恢复和发展起到了积极作用。

1.3 系统选育和杂交育种相结合育种

继1953年成功选育出“三三”“三九”等适应地区较广、适于高山蚕区放养的一化性品种后，1959—1973年以“三九”为母本，“胶蓝”为父本杂交，以后代分离出的白蚕为材料，经多代系统选择育成一化性白蚕“白一化”。1969—1985年，利用引进品种为材料，以早熟为目标，通过多代选择培育出“豫早2号”“豫早3号”。1969—1975年以多丝量为主要目标，通过双雄交及混精杂交、系统选育及回交等育种型式，先后培育成功“豫5号”“豫6号”“741”“豫7号”等多个多丝量品种。1982年河南南阳农业学校以河南省的“三三”“三九”等品种为材料进行杂交，以全茧量、茧层量、茧层率为主要指标，经系统选育培育出了多丝量品种“宛黄1号”“宛黄2号”。1986—1991年以“豫6号”为母本，“三九”为父本进行杂交，经多代选育，育成中国第一个一化性柞蚕白茧品种“云白”[3]，开创了柞蚕杂交育种和杂种优势利用的历史，发展和推动了柞蚕生产。2007年以河南省蚕业科学研究院育成的一化性柞蚕大茧型蛹丝兼用型豫大1号品种和国内柞蚕区多个主推品种进行组配，采用多品种杂交组配方式，以收茧数和收蚁结茧率、虫统一生命率为主要选育指标，培育出一化性柞蚕品种“豫杂5号”。通过大力推广这些强健好养、适应河南气候、产量高、茧大质优、易繁、杂交优势明显的品种，为巩固和发展河南柞蚕生产发挥了应有的作用。

1.4 以系统育种为主，多种育种方法相结合

1993年以河南省蚕科院保育品种“三三”为基础材料，采取高温处理、大茧型和生命力性状平衡选择技术，以全茧重(千粒茧重)和生命力性状作为核心目标，历经多代培育出第一个一化性柞蚕大茧型蛹丝兼用型品种“豫大1号”。

2 一化性柞蚕品种资源研究现状

2.1 柞蚕幼虫形态性状遗传研究

1962—1963年胡则旺采用鲁红和三三，分同蛾区自交(红蚕♀×红蚕♂)和测交(红蚕×黄蚕)两种交配型式制种，由红蚕×黄蚕F1体色分离比率，证实表现型红蚕体色是由1对相对基因——红色基因(R)和黄色基因(r)支配的。红蚕在1—3龄为黄色蚕，4—5龄变为红色蚕，发生基因“显隐性之转换”。红蚕致死基因的作用时期是在卵期胚子发育到头壳变色至蚁蚕形成前阶段，后代的表现型红蚕是一个基因型为Rr的杂合体。因此，红蚕在各个世代均要发生体色分离，红色蚕∶黄色蚕=2∶1。

1967—1971年周怀民等每年分品种混蛾放养，于一龄、三龄、五龄饷食时，采取经口定量添毒的方法，进行抗病力的测定。研究发现[4]，柞蚕品种间的抗病力有明显的差异，同品种各单蛾的抗病力也有一定差别；柞蚕品种(品系)的抗病性是受遗传因子控制的。

2.3 柞蚕基础性生理代谢研究

在生物体内，维生素C作为重要的细胞因子，参与柞蚕体内细胞氨基酸代谢、神经递质的合成、胶原蛋白细胞间质的合成同时阻止亚硝胺的合成、刺激白细胞吞噬活性、促进抗体的形成。河南省蚕业科学研究院开展了维生素C对柞蚕生长发育的影响[5]、添加维生素C对4龄柞蚕幼虫的影响[6]、ApDHAR基因的克隆与RT—qPCR检测[7]等研究。

2.4 一化性柞蚕品种资源保护和利用配套技术的研究

一个育种目标品种的完成是育种研究迈向成功的第一步，相应配套技术的研究可以使育成品种的各项指标和经济性状更好地发挥，适当的配套技术的开发是育种成果取得成功的保障。柞蚕育种配套技术不仅包括针对品种特性的饲养技术、适宜地区及最优杂交组合的选配，还应解决好育成品种在生产应用中可能遇到的潜在问题。如河南省蚕业科学研究院开展的柞蚕微粒子综合防治技术研究、河南柞蚕寄生蝇发生规律与防治技术研究、河南柞蚕业生态高效技术集成与应用、利用河南一化性柞蚕蛹培育蛹虫草技术的研究、河南一化二放秋柞蚕饲养综合配套技术研究、植物生长调节剂在柞蚕产业中的应用研究等，制订并颁布实施了河南地方标准《一化性柞蚕种繁育技术规程》。

2.5 柞蚕全基因组测序

2014年由辽宁蚕业科学研究生所牵头，辽宁省农科院大连生物技术研究所、吉林省蚕业科学研究院、沈阳农业大学生物科学技术学院、河南省蚕业科学研究院、黑龙江省蚕业科学研究所组成的柞蚕基因组研究联合攻关项目组与深圳华大基因科技服务有限公司携手，经过2年的不懈努力，完成了柞蚕全基因重头测序工作[8]。这是我国蚕业科学家继完成家蚕基因组框架图及精细图、桑树基因组测序后，又一蚕业基因组突破性研究成果。

将100 g的垃圾飞灰放入反应釜中，分别取0、5、10、15、20、25 g针铁矿与40 mL纯净水混合后倒入反应釜，设置反应温度20 ℃，搅拌速度100 r/min，反应15 min后取出，倒入模具中，在自然条件下固化3 d后脱模破碎，于40 ℃下烘干后待检。毒性浸出后测定浸出液中Cu2+、Pb2+浓度，浸出结果如图4。结果显示，两种离子的浸出浓度均随针铁矿添加量的增加而降低，铜离子浸出浓度下降更快，在针铁矿用量为15 g后达到反应平衡，且最终Cu2+浓度小于Pb2+浓度。

3 一化性柞蚕品种性状退化问题

自上世纪80年代以来，柞蚕业步入低谷，生产上出现了用种单一、品种退化严重、抗病、抗逆力下降等情况，导致单位产茧量低、比较效益差，蚕农不愿意养蚕，柞蚕放养量呈逐年下降趋势。

3.1 自然退化

随着柞蚕放养量的逐年下降、放养面积的萎缩、柞蚕天敌数量的相对增加以及自然灾害的频发，导致柞蚕品种资源在固定生态环境条件下，进行异地复壮的机会逐渐减少，长期本地繁育造成柞蚕品种的性细胞趋向相近，近缘交配造成品种性细胞趋向一致。为了保证每个品种的纯种繁育，尤其是留根种或继代母种繁育的近亲交配，使得生命力下降，品种性状退化。

3.2 品种化性影响

一化性品种由于在变态周期中休眠期较长，为完成一个生命周期需消耗比二化性品种更多的营养物质，积累的蛋白质、脂肪和糖等很少，造成生命力相应减弱，品种对自然环境中不良环境因素的抵抗力明显下降。

3.3 技术人才减少，管理粗放，造成选淘不严

由于历史原因，不少柞蚕品种资源保护单位都经历过科研经费短缺，导致技术人才减少、断层，继而造成操作水平下降，在柞蚕品种资源繁育过程中，掌握品种固有特征特性不够准确，在一定程度上促使了品种的退化。此外，由于自然灾害频发，为了保证品种资源安全不得已增加繁育量，而原有繁育用柞坡没有增加，导致蚕期蚕儿串墩分区不清，造成品种机械性混杂。

4 一化性柞蚕品种资源保护与利用的重要性

4.1 一化性品种资源是新品种培育的物质基础

育种成功率的大小很大程度上取决于掌握种质资源的数量多少，和对其性状表现及遗传规律的认识程度。品种资源是在长期自然选择和人工选择过程中逐渐形成的，它们携带了各种各样的基因，是品种选育和生物学理论研究不可缺少的基本材料来源。如果没有品种资源，品种选育就成为“无米之炊”“无源之水”，品种选育就无从谈起。能否科学地、恰当地选择育种的原始材料，是提高育种成功的关键。

4.2 品种资源是不断发展和培育新品种的主要来源

通过引进和搜集外来品种资源，和原有保育品种资源进行远源杂交，以期获得新的遗传物质，培育新的品种，以保证品种资源谱系的基因多样性。如我院先期育成的“豫6号”“白一化”等品种。

4.3 种质资源研究是遗传育种的基础性工作，发掘核心种质资源对提升种质资源的利用效率非常重要

由于自然变异和自然选择作用的积淀以及长期的人工选择与定向培育，逐渐形成了许多不同特征及适应不同地理区域饲养的柞蚕种质资源。通过开展柞蚕种质资源抗病相关基因的筛选、克隆研究对科学、高效地发掘和利用优异柞蚕种质资源，促进柞蚕遗传育种研究及柞蚕产业持续稳定发展具有重要意义。如我院开展的柞蚕抗病相关基因筛选、克隆与序列分析研究。

5 展 望

由于在过去很长一个时期，对柞蚕种质资源的认识不足，只重视保存不重视保护，加之人力、财力和物力所限，一化性柞蚕种质资源的毁损比较严重，一些珍贵的地方种质资源已经杂化或有其名而无其实，导致柞蚕新品种选育及柞蚕的生物学以及分子生物学等基础性研究缺乏相应的特色材料，影响了柞蚕科学技术的纵深发展。因此，如何有效保护和充分利用一化性柞蚕种质资源，成为关系到河南省一化性柞蚕产业生存与可持续发展的关键性问题。作为一化柞蚕种质资源分布的重要省份，河南省有义务承担起保护一化性柞蚕种质资源的重任。

5.1 利用现有资源，做好一化性柞蚕品种资源的遗传学基础研究工作，为新品种选育提供理论依据。自上世纪90年代中后期，随着国家对一化性柞蚕科研投入的减少，使得一化性地区柞蚕基础研究方面相对滞后，继而影响了一化性柞蚕育种工作的进展。随着近年来科研经费的不断增加和人才引进，今后应加强柞蚕遗传学基础性研究，重点开展一化性柞蚕经济学性状遗传规律的研究，使育种工作有较强的预见性，加速育种进程。

5. 重视一化性柞蚕品种资源的保护，有效地开展种质资源的收集评价工作，满足社会对柞蚕品种需求的多元化、个性化的需求，开发蚕丝新用途，选育出适用于各种用途的蚕品种。一化性柞蚕品种资源是一化性柞蚕育种的物质基础，收集、保存和研究柞蚕种质资源，揭示其主要经济性状或数量性状的遗传规律，以及各性状间的相关关系，可为柞蚕育种提供优异种质，能减少育种中的盲目性，对提高育种效率具有十分重要的意义。因此，要大力引进现代科技人才，充分利用现代生物技术，把转基因技术和分子标记技术应用于柞蚕育种，利用分子标记技术辅助筛选有用种质资源，逐步攻克困扰柞蚕产业发展的瓶颈问题(如柞蚕微粒子病、柞蚕脓病等严重影响柞蚕产量和质量，继而影响柞蚕生产经济效益)，并选育出抗病、高产、优质的育种材料，继而培育出高产、抗病新品种，满足社会多元化、个性化的需求。

5.3 只有纯度较高的纯种，杂交后代优势才明显，这是柞蚕杂种优势利用的基础和前提。因此，生产中要严格执行一化性柞蚕良种繁育操作规程，加强四个变态时期的选择，根据柞蚕分子系统学研究成果，准确选用杂交亲本，尽量选择血缘关系较远的品种组配杂交组合，测定亲本间的配合力，组配优势明显的杂交种[9]。