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综述:分子工具在食用昆虫保育与养殖中的重要性
《International Journal of Tropical Insect Science》:The significance of molecular tools in the conservation and farming of edible insects
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年10月25日 来源:International Journal of Tropical Insect Science 1.2
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本综述系统阐述了分子技术(如DNA条形码)在食用昆虫物种鉴定(如Ruspolia differens)、宿主植物识别、天敌(如Glaurocara flava)及污染物(如Aspergillus fumigatus)检测中的关键作用,为食用昆虫资源可持续利用提供了重要技术支撑。
食用昆虫在缓解因全球人口增长和气候变化引发的粮食安全问题上具有重要作用。本文综述了已发表的关于利用分子技术鉴定食用昆虫、其污染物、天敌及宿主植物以实现可持续养殖和消费的研究。我们发现分子工具解决了东非常见食用长角蚱蜢身份的矛盾,确认该物种为Ruspolia differens Serville而非Ruspolia nitidula (Scopoli)。来自同一地区表现出形态多态性的棕榈象甲也被证实为单一物种Rhynchophorus phoenicis Fabricius。在肯尼亚,通过分子技术发现了一种新的食用蟋蟀物种,即Scapsipedus icipe Hugel and Tanga。相同方法已用于鉴定肯尼亚沿海的八种食用天蚕蛾科物种。此外,该技术已成功用于验证食品产品中的昆虫物种身份。同时,这些工具有助于揭示野生R. differens种群的天然宿主植物,这些植物随后被用于配制R. differens的人工饲养饲料,并改善了其繁殖和发育性能。该技术还有助于阐明威胁其大规模饲养的天敌,包括真菌、细菌和寄生蜂:Glaurocara flava Thomson。分子技术进一步用于检测加工食用昆虫中的产霉菌毒素霉菌,如Aspergillus fumigatus Fresenius和Aspergillus neobridgeri Frisvad &Samson。总之,分子工具在推进食用昆虫的保育和养殖方面具有巨大意义。
分子技术,特别是DNA条形码(DNA barcoding),已成为澄清食用昆虫分类学混乱的强大工具。以东非广泛消费的长角蚱蜢为例,传统形态学鉴定存在争议,分子工具最终确认其身份为Ruspolia differens Serville,而非先前认为的Ruspolia nitidula (Scopoli)。类似地,对东非地区表现出形态多态性的棕榈象甲进行分子分析,证实它们均属于单一物种Rhynchophorus phoenicis Fabricius,这为资源的准确评估和利用奠定了基础。在肯尼亚,研究人员更是借助分子技术发现并描述了一个新的食用蟋蟀物种——Scapsipedus icipe。此外,对肯尼亚沿海地区的食用天蚕蛾科昆虫进行分子鉴定,成功区分出八个不同的物种,展示了分子工具在发现和确认生物多样性方面的卓越能力。
在食品工业中,分子工具的应用延伸至加工产品的物种真实性验证。对于已经过处理的昆虫食品,形态特征往往消失,传统方法难以准确鉴定。分子技术能够从这些产品中提取并分析DNA,从而可靠地验证其中昆虫物种的真实身份,这对于防止商业欺诈、保障消费者权益以及进行过敏原追踪至关重要,为食用昆虫市场的规范化和食品安全提供了技术保障。
成功的规模化人工养殖依赖于对目标物种自然生态习性的深入了解。分子工具在这方面发挥了不可替代的作用。以R. differens为例,通过分子分析其野外种群的肠道内容物或残留物,研究人员能够精确鉴定出其天然宿主植物。这些关键信息被直接应用于人工饲料的配方优化,基于天然宿主植物开发的饲料显著改善了R. differens的繁殖成功率(如产卵量)和生长发育指标(如幼虫存活率和发育周期),为突破人工养殖瓶颈提供了科学依据。
大规模集约化养殖面临疾病和污染物的挑战。分子技术是监测和诊断这些威胁的有效手段。针对R. differens的养殖,研究利用分子方法鉴定出其重要的自然天敌,包括致病真菌、细菌以及一种特定的寄生蜂Glaurocara flava Thomson,这为制定科学的生物防治和健康管理策略提供了方向。同时,在加工后的食用昆虫产品中,分子技术(如PCR、DNA测序)能够高灵敏度地检测出潜在的霉菌污染,例如已知能产生霉菌毒素的Aspergillus fumigatus和Aspergillus neobridgeri,这对于控制食品安全风险、确保产品质量至关重要。
综上所述,分子工具贯穿于食用昆虫资源的评估、鉴定、养殖和产品安全监控等多个环节。从精确的物种鉴定到生态关系的解析,再到病虫害和污染物的检测,分子技术为食用昆虫产业的可持续发展提供了坚实的技术支撑。随着分子生物学技术的不断进步和成本降低,其在推动食用昆虫成为未来可持续蛋白质来源方面的潜力将愈发凸显,有望在全球粮食安全挑战中扮演越来越重要的角色。
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