Pholiota microspora菌柄基部粉对黄粉虫（Tenebrio molitor）生长发育的影响

《Frontiers in Insect Science》：Effects of Pholiota microspora basal stipe powder on growth and development of Tenebrio molitor

　　

摘要

引言：Pholiota microspora菌柄基部粉是蘑菇收获过程中的主要副产物，富含营养物质和生物活性化合物，有望成为昆虫生产的替代饲料原料。然而，其对黄粉虫（Tenebrio molitor）生长发育的影响尚不清楚。方法：研究人员以P. microspora菌柄基部粉按0%、25%、50%、75%和100%的替代水平替换麦麸，配制了五种实验饲料，并在幼虫、蛹和成虫阶段评估了生长和发育参数。结果：所有处理组幼虫的体长、体宽和体重均随龄期增加而增长，且体长与体宽呈强相关（r=0.93-0.94）。对照组通常表现出最大的幼虫体型和体重，而100%替代组则呈现最低值。各处理组在第6-8龄期间的差异较小。从第9龄至第15龄，25%替代组的幼虫生长与对照组相当，但显著高于50%、75%和100%替代组（P<0.05）。幼虫历期随替代水平的升高而显著延长（P<0.05），其中100%替代组完成幼虫发育所需时间比对照组多34天。各组在幼虫死亡率、化蛹率、蛹期、性比和羽化率方面均无显著差异（P>0.05）。蛹重随替代水平的升高而下降。尽管25%替代组的蛹重显著低于对照组，但显著高于50%、75%和100%替代组（P<0.05）。所有替代组成虫体重均显著低于对照组（P<0.05）。讨论：用P. microspora菌柄基部粉替代最多25%的麦麸对T. molitor生长和发育影响甚微，而较高替代水平则会损害幼虫生长并降低蛹重和成虫体重。因此，在测试水平中，25%替代水平似乎是P. microspora菌柄基部粉掺入T. molitor饲料的最适比例。

论文解读：Pholiota microspora菌柄基部粉对黄粉虫生长发育的影响

### 一、研究背景与问题

黄粉虫（Tenebrio molitor）是国际上广泛饲养的食用昆虫之一，已被欧盟依据Regulation (EU) 2015/2283授权为新型食品，其幼虫干物质粗蛋白含量可达40.2%-63.3%，氨基酸组成均衡，富含不饱和脂肪酸、维生素和矿物质，兼具多食性、环境适应性强、繁殖力高、易于饲养等优点，因而在有机废弃物生物转化、天敌繁育和农药残留检测等领域具有广阔应用前景。然而，传统饲料成本高是制约黄粉虫规模化生产的主要瓶颈之一。蘑菇生产残渣产量大、全年可得，且据报道菌渣在出菇后仍保留约75%-85%的原有营养物质，因此被视为潜在的低成本饲料资源。已有研究表明，香菇（Lentinula edodes）菌渣和杏鲍菇（Pleurotus eryngii）菌渣等蘑菇源底物可部分替代黄粉虫常规饲料，但其效果因蘑菇种类和添加水平而异。在Pholiota microspora子实体采收和加工过程中，菌柄基部1-3厘米部分因质地较硬、商品价值低而常被废弃。该部位可能保留了子实体中的碳水化合物、蛋白质、膳食纤维、多糖、矿物质、维生素和氨基酸等营养成分，但将其用作黄粉虫饲料原料的适宜性及适宜添加比例此前尚未见报道。为此，研究人员开展了本项研究，旨在评估P. microspora菌柄基部粉替代麦麸饲喂黄粉虫的可行性，并确定最优替代水平，为降低饲养成本、实现蘑菇生产残渣的资源化利用提供科学依据。该论文发表在《Frontiers in Insect Science》上。

### 二、主要技术方法

研究人员从中国商业昆虫供应商处购买10龄黄粉虫幼虫，在实验室条件下饲养至化蛹和成虫羽化，经两代继代饲养后，选取大小一致的第5龄F2代幼虫用于实验。实验设5个处理组，分别以P. microspora菌柄基部粉按0%、25%、50%、75%和100%比例替代麦麸配制等氮近似饲料（对照组和各替代组均含24%玉米粉、5%豆粕、0.5%复合维生素和0.5%食盐），每组3个生物学重复，每重复150头幼虫。饲养条件控制在25°C、60%相对湿度。每10天为一个龄期判定间隔，在第6、8、10、12、14和15龄测定幼虫体长、体宽和体重；逐日收集新化蛹，依据生殖乳头形态鉴定雌雄并分别称量蛹重和成虫重；记录幼虫历期、蛹期，计算幼虫死亡率、化蛹率和羽化率；数据采用R 4.3.3软件进行单因素方差分析（one-way ANOVA）和Tukey诚实显著性差异（HSD）多重比较，显著性水平设为P<0.05。

### 三、研究结果

**3.1 P. microspora菌柄基部粉添加对幼虫生长的影响**

所有处理组幼虫的体长、体宽和体重均随龄期增加而增长，体长与体宽在每个处理组内均呈强正相关（r=0.93-0.94）。对照组幼虫体长范围为10.50-24.42 cm，A-D组的体长范围分别为11.00-24.23、10.80-23.36、11.20-23.66和10.90-21.98 cm；体宽和体重也呈现类似趋势。在第6-8龄期间，各处理间差异较小；第9-11龄期间，25%替代组的三项生长指标均与对照组相当，且普遍高于50%、75%和100%替代组；第12-15龄期间，25%替代组仍与对照组无显著差异，而100%替代组的三项指标则显著低于对照组（P<0.05）。该结果表明，以25%比例替代麦麸未对黄粉虫幼虫生长造成不利影响。

**3.2 P. microspora菌柄基部粉添加对幼虫死亡率和幼虫历期的影响**

麦麸替代水平对幼虫死亡率无显著影响，但替代组死亡率数值上（9.11%-10.45%）略高于对照组（7.67%）。幼虫历期随替代水平增加而显著延长（P<0.05），从对照组的144.67天延长至100%替代组的178.67天，延长了34天，说明高替代水平会明显延缓幼虫发育进程。

**3.3 P. microspora菌柄基部粉添加对化蛹率、蛹期和性比的影响**

各处理组的化蛹率、蛹期和性比均无显著差异（P>0.05）。但随着替代水平增加，化蛹率和蛹期均呈下降趋势，而性比在各处理间保持相对稳定。

**3.4 P. microspora菌柄基部粉添加对蛹重、成虫重和羽化率的影响**

蛹重随替代水平增加而显著降低，从对照组的0.118 g降至100%替代组的0.105 g（P<0.05）。成虫体重同样从对照组的0.106 g显著降至100%替代组的0.095 g（P<0.05）。羽化率虽随替代水平增加有所下降（10.00%降至8.00%），但差异不显著（P>0.05）。雌雄蛹和成虫体重在不同替代水平下呈相似的下降趋势，未检测到显著的性别特异性差异。

### 四、讨论与结论

研究人员在讨论部分指出，本研究中幼虫体长和体重与Riaz等人及Hardouin等人报道的数值存在差异，可能归因于饲料配方、幼虫发育阶段、饲养密度、温度和测定方法等实验条件的差异。高替代水平下幼虫生长性能下降可能与以下因素有关：P. microspora菌柄基部粉粒径小于麦麸，提高其比例可能改变饲料的物理性质，如容重和营养消化率；较高替代水平可能改变饲料的质地、颜色和气味，降低饲料接受度和幼虫采食量；菌柄基部粉的纤维含量较高，而高膳食纤维水平可能降低消化率并损害幼虫发育。但研究人员强调，由于未测定采食量、饲料物理性质和营养消化率，上述机制仍属推测性解释，有待进一步验证。本研究中各组幼虫死亡率（约7%-10%）高于Montalbán等人报道的约5%，与Riaz等人报道的麦麸饲养组死亡率最低的结果一致。幼虫历期延长与Soomro等人的研究结果相符，可能归因于高替代水平下的营养限制，蘑菇源残渣中可能存在的酚类化合物也可能抑制纤维降解微生物并降低纤维消化率，但这些机制仍需通过酚类化合物分析、营养消化率、消化酶活性和肠道微生物群落等研究加以验证。各处理组在化蛹率、蛹期和羽化率上无显著差异，但数值上随替代水平增加而下降。雌雄个体间蛹重和成虫重无显著差异。总体来看，低替代水平在生物学上具有可行性，而高替代水平可能延长生产周期并降低生产效率。

研究结论指出，P. microspora菌柄基部粉可以部分替代黄粉虫饲料中的麦麸。在25%替代比例下，幼虫体长、体宽和体重均与对照组相当，且显著优于50%及以上替代比例，表明25%是测试比例中的适宜替代比例。较高替代比例会显著延长幼虫发育时间并降低蛹重和成虫体重。然而，各处理组在幼虫死亡率、化蛹率、蛹期、性比和羽化率方面均无显著差异，说明P. microspora菌柄基部粉对测定的生物学参数无不良影响。综上，在合理控制替代比例的前提下，将P. microspora菌柄基部粉部分替代麦麸用于黄粉虫饲料具有可行性，有助于降低生产成本、提高经济效益、促进农业废弃物资源化利用和循环经济发展。