Piophila casei实验室饲料的比较研究：婴儿配方奶粉补充的有益效果

《Entomologia Experimentalis et Applicata》：Comparative Study of Laboratory Diets for Piophila casei: Beneficial Effects of Infant Formula Supplementation

　　

在综合害虫管理（IPM）中，昆虫的大量饲养对于农业和储藏产品保护的应用至关重要。使用人工饲料饲养昆虫能够控制昆虫质量，确保昆虫的持续供应，并提供后勤优势。然而，用于生物防治储藏产品害虫的寄生蜂寄主（如Piophila casei Linnaeus（双翅目：Piophilidae））仍缺乏优化饲料。在先前的研究中，研究人员使用基于全脂奶粉的人工饲料获得了蝇类发育，但尚未对该饲料在连续世代中维持取食、发育、生长和繁殖的功效进行全面评估。为填补这一空白，本研究旨在探讨基于婴儿配方奶粉的饲料与全脂奶粉饲料及干腌火腿相比，对P. casei发育时间、寿命、繁殖力和种群增长参数的影响。结果表明，干腌火腿（富含蛋白质）加速发育，而基于婴儿配方奶粉的饲料（富含碳水化合物）增强寿命并改善种群增长参数。在人工饲料中，基于婴儿配方奶粉的饲料在最大化个体数量方面最为有效，使其适合生产P. casei作为寄生蜂饲养的寄主，而全脂奶粉饲料表现最差。

**论文解读：Piophila casei人工饲料的比较研究——婴儿配方奶粉补充的有益效果**

**1. 研究背景与存在问题**

在综合害虫管理（IPM）策略中，昆虫大量饲养对于生物防治、不育昆虫技术、饲料生产及生物模型研究至关重要。对于生物防治应用，使用人工饲料饲养寄主/猎物可标准化其质量，并带来成本效益、易运输和储存空间小等优势。然而，对于储藏产品害虫生物防治中使用的寄生蜂寄主，如Piophila casei Linnaeus（双翅目：Piophilidae），仍缺乏优化的人工饲料。P. casei具有医学、兽医和法医学重要性（可导致蝇蛆病并用于死后间隔估计），同时也会对高蛋白储藏产品（如奶酪、火腿、肉类和腌鱼）造成经济损失。随着针对P. casei的生物防治项目日益受到关注，需要大量饲养这种有害昆虫以提供寄主用于生物防治天敌（如寄生蜂Pachycrepoideus vindemiae Rondani和Muscidifurax raptor Girault & Sanders）的生产。P. casei通常在市售肉类或奶酪上培养，但天然产品存在营养保存、标准化条件不足及高温下基质快速降解等问题。Sacchi等人（1971）报道了基于全脂奶粉的人工饲料成功饲养P. casei，但该饲料未经过严格评估，缺乏对发育速率、成虫寿命和繁殖成功率等关键参数的系统研究。

**2. 研究目的**

为改进P. casei的饲养程序，本研究评估了基于婴儿配方奶粉（F）的饲料与基于全脂奶粉（P）的饲料（Sacchi饲料）及干腌火腿（H）相比的有效性，比较了未成熟期发育与存活、成虫寿命、繁殖力及种群增长参数。

**3. 主要关键技术方法**

研究人员从意大利Traversetolo（PR）一家腌肉工厂采集野生标本建立P. casei标准种群，并在25°C ± 1°C、50%–60%相对湿度、16L:8D光周期条件下，分别用三种饲料（F、P、H）饲养三个独立群体。每种饲料均提供蔗糖水溶液。人工饲料F和P均按Sacchi等人（1971）配方制备，分别使用婴儿配方奶粉（Coop品牌，6–12月龄婴儿配方）和全脂奶粉（Coop品牌），加入50 g L^-1啤酒酵母、20 g L^-1琼脂和80 g L^-1相应奶粉，煮沸30分钟后加入尼泊金。干腌火腿（San Paolo品牌，腌制18个月）约50 g。对于每种饲料，120个卵分别转移至含15 g相应饲料的5 cm塑料培养皿中（单一重复），每日观察未成熟期发育时间、存活率、成虫寿命和首次繁殖年龄。另设25对成虫用于评估繁殖力。使用Jackknife重抽样技术计算种群参数（内禀增长率r_m、净增殖率R₀、世代时间T、周限增长率λ、倍增时间DT）。统计分析采用Kruskal–Wallis检验、Kaplan–Meier生存曲线及对数秩检验等，并通过置换检验比较种群参数差异。

**4. 研究结果**

**4.1 未成熟期发育、幼虫存活、成虫寿命、繁殖力、首次繁殖年龄及生命表参数**

- **孵化时间**：三种饲料间无显著差异（χ²₍₂₎ = 2.63, p = 0.269）。
- **从卵到2龄幼虫（L2）的发育时间**：饲料间差异显著（χ²₍₂₎ = 40.26, p < 0.001），H饲料幼虫发育最快，F次之，P最慢（所有配对比较均显著）。
- **从卵到3龄幼虫（L3）的发育时间**：差异显著（χ²₍₂₎ = 34.46, p < 0.001），H显著快于F和P，F与P间无显著差异。
- **蛹发育时间**：差异显著（χ²₍₂₎ = 69.73, p < 0.001），H显著快于F和P，F与P间无显著差异。
- **从卵到成虫的总发育时间**：差异显著（χ²₍₂₎ = 88.28, p < 0.001），H最快，F次之，P最慢，所有配对比较均显著。
- **成虫寿命**：差异显著（χ²₍₂₎ = 84.71, p < 0.001），F最长，P次之，H最短（所有配对比较均显著）。
- **幼虫存活率**：对数秩检验表明处理间差异显著（χ² = 6.511, d.f. = 2, p = 0.039），H幼虫存活显著短于F（13.558 ± 0.257天 vs. 19.517 ± 0.428天），H与P间无显著差异，F与P间无显著差异。
- **繁殖力**：差异显著（χ²₍₂₎ = 19.97, p < 0.001），H最高（284.9 ± 18.9），F次之（198.8 ± 13.1），P最低（160.8 ± 16.9），所有配对比较均显著。
- **首次繁殖年龄**：差异显著（χ²₍₂₎ = 54.34, p < 0.001），H最早（18.5 ± 0.1天），F与P间无显著差异（21.4 ± 0.3天 vs. 22.6 ± 0.1天）。
- **种群增长参数**（表6）：H的总生殖率（GRR）161.7 ± 11.3，F为122.4 ± 16.9，P为136.9 ± 14.5，无显著差异。净增殖率（R₀）H最高（92.6 ± 6.1），F（81.2 ± 5.4）与H无显著差异，P最低（55.6 ± 5.8）且与H和F均显著不同。内禀增长率（r_m）F最高（0.2163 ± 0.0），H次之（0.1996 ± 0.0），P最低（0.1851 ± 0.0），所有配对比较均显著。世代时间（T）H最短（22.9 ± 0.2天），F次之（20.8 ± 0.3天），P最长（22.0 ± 0.2天），均显著不同。周限增长率（λ）和倍增时间（DT）对应趋势一致。年龄特异性存活率（l_x）和繁殖力（m_x）曲线显示F和H具有更高峰值，P较低。

**5. 讨论与结论**

**讨论部分总结**：本研究证明营养成分显著影响P. casei的发育速率、寿命和繁殖。H饲料的高蛋白含量加速发育，但幼虫存活率较低，可能反映快速生长与存活之间的权衡。F饲料富含碳水化合物，成虫寿命最长，可能得益于均衡营养素及微量营养素（Mg、Zn、Fe和多种维生素）以及牛磺酸的存在。尽管H饲料繁殖力最高，但F在人工饲料中表现最佳，其种群参数（R₀、r_m等）与H相当，且成虫寿命更长。P饲料表现最差，可能因其高脂肪含量和低蛋白生物利用率。实际饲养中，F饲料具有储存时间长、成本低、不易腐烂等优势，适合长期规模化饲养；H饲料尽管发育快，但易分解发霉，仅适用于短期或快速世代更替实验。综合生物性能与实用性，F饲料是最佳人工饲料选择。未来需研究多世代饲养效果及不同饲料对肠道微生物群的影响。

**研究结论**：基于婴儿配方奶粉的人工饲料是饲养P. casei最有效的人工饲料，能够最大化个体数量，适合作为寄生蜂饲养的寄主；全脂奶粉饲料表现最差；干腌火腿虽加速发育但实际局限性大。综上，F饲料在营养质量、种群增长和实用优势之间达到最优平衡。