家蠅種質資源描述規范及其綜合評價

汪延生，唐 斌，張文慶

(中山大學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，是一種完全變態的昆蟲，是世界上大部分地區最常見數量最多的昆蟲之一。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、發酵的瓜果以及腐爛的動物尸體中取食，把復雜的有機物轉化為簡單的有機物，有助于微生物對這些物質的分解，可清理和凈化環境 (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)從家蠅幼蟲體內提取到一種新型抗微生物肽Hf－1，將其應用于果汁的保鮮，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等單位各自收集保存了許多家蠅種質資源，由于缺乏統一的評價指標和數據測定方法，極大地限制了家蠅種質資源的綜合評價、共享及利用。針對這些問題，國家科技部于2005年把“經濟昆蟲種質資源標準化整理、整合及共享試點”作為動物種質資源標準化整理、整合及共享項目的子項目，由中山大學昆蟲學研究所組織實施。本文擬在制定家蠅種質資源描述規范與數據質量控制規范的基礎上，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據支持。

1 材料與方法

1.1 家蠅種質資源描述規范制定的原則和方法

1.1.1 家蠅種質資源描述規范制定的原則

家蠅種質資源描述規范的原則主要從6個方面出發:1)應優先考慮現有數據庫中的描述符和描述標準;2)結合當前需要，以種質資源研究和利用需求為主，兼顧生產與市場需要;3)優先考慮我國現有基礎，兼顧將來發展，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)統一家蠅種質資源個性信息、統一描述項目;6)注重信息的科學性和可操作性，求同存異，講求實效。

1.1.2 家蠅種質資源描述規范制定的方法

在制定的家蠅種質資源描述和質量控制規范中，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、種質資源保存信息和共享方式。按描述性質分為 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”。描述符的代碼應是有序的，如數量性狀從細到粗、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。每個描述符應有一個基本的定義或說明，數量性狀應指明單位，質量性狀應有評價標準和等級劃分。重要數量性狀應以數值表示。

1.2 家蠅種質資源數量標準制定的原則和方法

1.2.1 家蠅種種資源數量標準制定的原則

數量標準制定的原則主要有兩個方面:1)數據標準中的描述符應與描述規范相一致。2)數據標準應優先考慮現有數據庫中的數據標準。

1.2.2 家蠅種質資源數量標準制定的方法

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

1.3 家蠅種質資源數據質量控制的原則和方法

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

1.4 家蠅種質資源的綜合評價

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，放于垃圾堆旁或飯堂陰涼通風處，2 d～3 d后，若見有家蠅幼蟲長出，即可將方盆轉移。每個采集點放置2盆～3盆餌料于不同場所誘集。

1.4.2 家蠅生物學性狀指標測定

成蟲飼養條件標準:溫度 28℃ ±1℃、RH50%±5%、光周期14L∶10D;養蠅籠大小為30 cm×40 cm×50 cm;重復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%光線較暗的環境下飼養幼蟲，記錄幼蟲的發育歷期、老熟幼蟲的體重、化蛹率。將蛹放在干燥陰暗的環境，溫度28℃ ±1℃、RH50% ±5%，記錄蛹的發育歷期、蛹重、蛹的耐低溫性、蛹的羽化率、抗菌物質的抑菌效果;記錄成蟲的雌雄比。

1.5 家蠅種質資源綜合評價

種質資源的優劣，取決于多個性狀。本文借鑒應用動態逼近理想解排序法 (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，2002;沈雪林，2005)。根據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最大者即為最優秀的地理種群。

2 結果與分析

2.1 家蠅種質資源描述規范和數據標準的制定

根據經濟昆蟲種質資源共性描述規范和數據標準以及家蠅自身的特點，制定了家蠅種質資源描述規范和數據標準。

家蠅種質資源的描述規范符分為六大類 (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、產卵方式、幼蟲食性、成蟲食性、發育起點溫度、有效積溫、羽化率、性比、產卵前期、產卵歷期、產卵量等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 家蠅種質資源的描述符類別及指標數Table 1 Items and No．of index of the description symbols in housefly

2.2 家蠅種質資源庫

為使家蠅種質資源庫具有代表性，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 家蠅主要生物學參數

在“家蠅種質資源個性描述規范和數據標準”中，我們共測定了家蠅54個地理種群的不同生物學指標。54個家蠅地理種群產卵量、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、抗菌物質的抑菌效果、幼蟲的發育歷期及蛹的發育歷期的數據分析結果如表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。

家蠅的產卵量、孵化率、幼蟲化蛹率、羽化率是從不同的角度表現其繁殖能力，其中，產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。平均產卵量在300粒以上的有4個地理種群，平均產卵量在150粒以下的有2個地理種群，大多數地理種群的產量在150?！?00粒之間。家蠅的這些生物學數據為篩選優良的家蠅地理種群提供了重要的生物學依據，從而為家蠅的實際應用提供重要的資源。

家蠅的其他生物學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值為分子;2)負向指標 (幼蟲發育歷期，蛹發育歷期)。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值為分母。

設有m個家蠅地理種群，n個性狀指標，建立評價矩陣A:

因為原始數據為不同的量綱和數量級，不可直接進行比較，必須將A轉化為可比較的幾點相同的規范化矩陣Z，即無量綱化處理，其中Z 為

將各性狀賦予權重Wij則得規范化決策矩陣R，其中Rij=Wij·Zij，然后采用歐幾里得范數作為距離的測定，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最大者即為最優秀的地理種群。

以Ci值在0.6以上作為優秀家蠅種群的標準，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

(續上表)

表3 DTOPSIS法計算結果Table 3 DTOPSIScomputing results

3 結論與討論

種質資源是在漫長的歷史過程中由自然演化和人工創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境息息相關的種質資源早就被當作重要的戰略物質。

家蠅作為重要的資源昆蟲，有必要建立種質資源庫，為選育優秀品系提供資源。家蠅種質資源描述規范和數據標準的制定是國家經濟昆蟲種質資源平臺建設的重要內容。本文制定了統一的家蠅種質資源規范標準，有利于整合全國家蠅種質資源，規范家蠅種質資源的收集、整理和保存等基礎性工作，創造良好的資源和信息共享環境和條件，促進全國家蠅種質資源研究的有序和高效發展。

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)將其改進后用于區域經濟發展的多目標決策，稱為DTOPSIS法。劉輝 (2001)和魏亞風 (2002)把此方法應用于大麥和棉花的區域試驗。沈雪林和戴華軍 (2005)以蘇州地區2004年番茄區域試驗數據為資料，利用DTOPSIS法進行綜合分析在番茄新品種。結果表明，利用DTOPSIS法進行分析的結果與區域試驗常規分析的結果基本一致。魏亞風 (2002)以1998～1999年度江蘇省大麥區域試驗匯總資料為例，對大麥新品種進行綜合評價，表明與生產實踐中各品種的推廣應用結果基本吻合。本文借鑒該方法對家蠅種質資源進行綜合評價，首次將該方法應用于昆蟲種質資源評價，對經濟昆蟲的評價是個有益的嘗試。

致謝:衷心感謝中山大學古德祥教授、浙江大學葉恭銀教授、華中農業大學雷朝亮教授、山東農業大學劉玉升教授、西北農林科技大學魏永平教授在家蠅種質資源描述規范與數據標準的制定和修改過程中給予的指導和幫助。

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