昆虫生物资源的开发与利用

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1、昆虫生物资源的开发与利用严力蛟张传溪浙江农业大学农业生态研究所,杭州一浙江农业大学植物保护系,杭州 汤金尧浙江省绍兴市农业局,绍兴提要本文较系统地概述 了昆虫虫体资源、昆虫构成要素资源以及昆虫生产物资源的开发与利用,并对昆虫资源开发与利用中存在的主要问题及其发展趋势作了讨论和展望。关键词昆虫资源开发与利用发展趋势引言昆虫是一种重要的自然资源。据统计,迄今为止,世界一已知的昆虫种类达种以上,它相当于地球上所有动物 总数的和整个陆生动物总重量的。一般认为,昆虫在前的 志 留纪 就已出现在陆地,此后通过适应与进化,其生活空间日渐扩大。现在,从热带到包括极地 在内的寒带,从低地到喜玛拉雅等高山冰河地区

2、,从江河、湖泊、湿地到沙漠均有昆虫的分布,共至在以温度和盐田等恶劣条件下也有昆虫生活着。昆虫址然有害虫和 益虫之分,但从资源的角度来看,许多对人、畜禽和农作物有害的昆虫,经过定程度的开发,有可能 为人类所用。昆虫是地球卜最大的未被充分利用的生物资源。研究 昆虫的形态、生 态 和 生理 特性,掌握昆虫的养殡技术,探 讨昆虫利用的经济、社会和 生态效益,并全 方位地将 各种见虫有效地应川我们人类的日常生活、科学研究、生产开发,正在日益成 为一种世界性的趋 势。本农林 水产省从年度开始组织实施以国立或公立研究机构为对 象和以企业为对 象的两个 昆虫 利 用项日,已取得一定成效。我 国是最早利用昆虫

3、的国家之一,如家蚕、蜜蜂的 养殖,洲音子和虫 自蜡 的生 产等均具有悠久的历史,并在国民经济和国际 贸易中,片据一定的地位。为进一步促进我 国 昆虫资源的开发、利用 和保护,使其更好地 为人类生活作出贡献,本文试就 昆虫资源的 开发与利 用概况、昆虫资源 开发于利少小“存在 的主要问题以及 昆虫资源开发与利用 的趋势和前景作一综述。昆虫资源的开发与利用概况昆虫虫体资源 的开发与利 用昆虫虫体是指昆虫 的 整个个体,叮以是活体 也,叮以是死体。天敌昆虫天敌 昆虫 可以分为两类,类是捕食性的,如蜂螂、蜻蜓、瓢虫、草蛤、花蛤、捕食蜗等另收稿日期一一。类是寄 生性的,包括卵蜂、跳小蜂、小茧蜂、赤眼蜂、

4、寄蝇等。其 中捕食蚜虫的异色 瓢虫草蛤以及赤眼蜂的繁殖放养已进入实用化阶段。在国外已有大量生产销售天敌昆虫的企业。如本大家化学 株式会社已利用 光进的设备商品化生产卵寄生蜂 在欧美,赤眼蜂已成 为天敌昆虫公司的书要产品。我 国利 用天 敌昆虫 防治农作物害虫已走在 世界的前列,如采用赤眼蜂人工 卵卡半机械化生 产线,可繁松毛虫赤眼蜂少头利用人工卵繁殃平腹小蜂,已推广应用于防治荔 枝蜷象川人几,料饲 养七尼瓢虫、异色瓢虫和大突肩瓢虫已取得成功川。但蜂螂和蜻蜓山于人工养比较困难,故到一生产尚有一定距 离。传粉昆虫传粉昆虫包括 蜜蜂、胡蜂、榕小蜂、蝇、蝶、蛾以及一些蚁类、甲虫类、蜷类和蓟马类 等。据

5、报道,在显花植物,约有属几虫媒植物川。叮见传粉昆虫对植物生产的重要性非同一般。叮以毫不夸张地说,如果没有传粉见虫,植物的多样性和生产能力将大幅度降。国外对此十分币视。如日本在渐热门的温室栽培或野外果园种植中,积极导入花粉媒介昆虫,其中既有与养蜂业者 汀亿放蜂合同的,也有改接从企业购入大量人工饲养的熊蜂进行授粉美国引入苗信切 叶蜂,使 阵精种子产 缎由一仁升到川,有些国家还采用厂化方法,人工培养大批传粉昆虫,作 为商铭,出件。我国对花粉昆虫大多仅限于一些基础研究,除蜜蜂外,对其它传粉昆虫资源 的保护、伺 养和 利 月椰近乎空 自。腐 食昆虫腐食昆虫 约见虫 总 数 的,它们通过分 解动植物 遗体

6、和排泄物来保持 环 境清洁,卜和寸 完成物 质循环。这些昆虫二要有屎 克螂、蝇类、蚁类等。如用一种蝇类的幼虫处理畜禽的粪便,既能 改湃环境,减少污染物的排放,其蛹又是猪、鸟、鱼的优良饵料。在澳大利亚,为了处理 放牧飞原野的卜和羊的类便,从 国外引入粪食性甲虫,取得 了较好的效果。食干】 昆虫昆虫富含蛋自质和微 墩元素,纤维少、所含脂肪多为软脂肪和不饱和酸,易消化吸收。许多昆虫,如蝗虫、蚂蚁、自蚁、蝉、天牛、金龟子、蟋蟀、蜂、蚕蛹、蝶、蛾等既可作为美味佳肴,也是畜禽、鸟、鱼等的优质饲料。迄今为,已明确有多种昆虫可供食用,其中鳞翅日种,直翅目种,鞘 翅日种,卜翅种,双 翅种,司翅种,工 冬 它种。

7、而已经开发 的昆虫仅有余种,可见其开发潜力卜分巨大圈。在国外,食用昆虫 山来已久,旱在公元前世纪,利比亚的惹沙末尼斯人就食用蝗虫日本人喜食蝗虫和蝴蝶幼虫 美 国有用蚂蚁、蝴蝶幼虫、蜜蜂蛹制成的巧 克力、面包和饼于等北美印第安人喜欢把苍蝇与面粉揉在一起烤制成糕饼西德、法国、墨 西哥等闰都有从事食品加上的企业 和公司,并设有昆虫酒吧和出售昆虫食品的商店,。我国食用昆虫也具有悠久的厉史。早在前的周礼天宫中就有食用蚁卵酱的记载。至今江浙人仍喜食蚕蛹粤、闽、沪人将龙虱视为珍品苏北人吃蝉成 为传统京、津人喜欢吃油炸蝗虫云南人有吃蚂蚁和屎克螂 的习惯。开发食用昆虫经济效益一分明显。如南非阔叶树蛹的市场价格比

8、牛肉高出倍美囚幼蟀每磅值美元日本出作的幼蜂每值元墨 西哥将余种昆虫分别制成蜜饯、饼于、面包、糖果、罐头等食,井出到美国、法 国、本和比利时,使昆虫食品成一项出创汇资源。在 国 内,年河北向本出速冻 中华稻蝗,已年一一东将蝉若虫脱水烘三,销 往美日,下义个就 加几只,盈只元仁,三。实验昆虫近年来,由 于动物保护团体等的活动,哺乳动物实验受到制约。最小限度地进行哺乳动物实验,不仅是为尊重动物的生存权利,也是经济上的需要。因此,对药物等毒性试验的第一次筛选 多利用 昆虫。果蝇作为遗传学研究的一种重要材料已为人们所熟知。另外,许多学校还用蝗虫、蚕、蟋蟀、蜚镰等作为实验材料。玩赏昆虫玩赏昆虫包括一些形

9、态蛟好、花纹精美、色彩鲜艳、形态奇特、鸣声动听、嗜好格斗和 会发荧光的 昆虫,如各种彩蝶、大蚕蛾、金龟子、纺织娘、姻蛔、负子蜷、独 角犀、锹甲、吉丁 虫萤火虫、孟斯、蟋蟀、蜻蜓、蝉等。有些玩赏昆虫具有较高的商品价值和欣赏价值。如在国际市场上,一只珍稀蝴蝶价格高 达少美元 全世界蝴蝶年成 交金额在美元左右 纺织娘、烟蛔是城市幼儿的宠物 养蟀斗蟋已成为一种地区性的娱乐活动。业 内人士认为,人工饲养玩赏昆虫将成为发家致 富和创汇的一条途径。药用 昆虫昆虫作为中药,在我国有着悠 久的历史。迄今为止,已明确其疗效的药用 昆虫约有余种,如冬虫夏草、地鳌虫、九香虫、斑鳌、蚂蚁、蜕螂、蜜蜂、胡蜂、蚕、洋虫、蜻

10、蜓、蜚镰、缕蛤、五倍子蚜虫、蝉等。近年来,蜂类和蚁类在医学上的应用进展很快。用蜂毒治疗关节炎、类风湿疾病和肝硬化已获得 成功已开发的蚂蚁类药品对乙肝患者疗效十分明显,同时还有增强心脏功能、防止动脉硬化、调节肾功能以及抗肿瘤等功能穴蚁聆可用来治疗脉管炎和骨髓炎,且有可能开发成一种治疗心血管疾病的新药,。目前,除了传统养殖的蜜蜂、家蚕以外,地鳌虫、五倍子蚜虫 的人几养殖也非常成功。另外,冬虫夏草的培殖也已近实用化阶段。昆虫构成要素的开发与利 用所谓昆虫构成要素是指构成昆虫身体的一部分,而并非是 昆虫的整个身体。基 因昆虫 的种类非常之 多,故与其对 应的从 因也是多种多样的。从昆虫和其它生物 中取

11、出与人们生活 密切相关的编码从 因,再利用植物、细 菌、昆虫等媒介系统使其表达,生产 出较多的在生物体仅微量存在的虫萤光素酶、杀虫性 毒素、抗菌性蛋白质、缩氨酶性昆虫激素等,是一个很有前途的新课题。日前已有儿百种外源从因在 昆虫虫体和细胞 中成功表达。其中投入市场或进入临床试验的 用昆虫 生产的基 因药品疫苗已达种以上。日本 东丽公司利用蚕体生产干扰素,生产效率比用大 鼠等动物细胞生产效率高倍以 仁。另外,通过将昆虫或昆虫病原菌的基 因导入植物,还 叮进行转墓 因抗虫植物的育成试验。现在已有植入萤光素酶和杀虫性毒素基因的植物。感觉系统昆虫的某些感觉 器官卜常灵敏,据说有的能检测仅为个分子的化学

12、物质。另外,昆虫的神经系统与大 型 动物比较,细胞数特别少,故 可以迅速传递 由一个分子所引起的微弱刺激,且具有处理效率极高的神经传递组织。利用或模仿这种感觉器官和神经系统,可以制作灵敏度极高的传感器。如已在开发将昆虫味觉 器用作探针的味道 检测器和利用触角的香气检测器等。昆虫培 养细胞从昆虫中培 育出连续继代性的细胞系统,在一、没有的一般培养基上就可以培养细胞。这种昆虫培 养细胞的利用 方法有在培养细胞中接种繁殖昆虫杆状病毒,用于代替杀虫剂 防治害虫或通过 大量培养细 胞,并在 其中接种已植入 有用基因 的重组病毒,生产蛋白质。前者因规模性的细胞大量培养的工 厂化生产技术尚未完成,且培养成本

13、较高,故还没有达到实用化阶段,而后者虽不能象前者那样大量培养,但目的可以达到,所以有一部分已进入实用化。有关昆虫培养细胞生产的二次代谢产物,目前还 未作过详细调查。然而,业已明确,某些细胞系统可以生产抗菌性物质,此外,也有能够生产昆虫激素和几丁质等的细胞。将来,根据要求培养出能生产特定物质的细胞是可能的。据报道旧本和研药株式会社正在进行“昆虫细胞大量培养系统的开发”项 目,以期通过对昆虫细胞培养基中阻碍增殖的主要因素的探讨和高效大量培养装置的研制,开发出低成本的昆虫细胞培养系统日本株式会社也设立了“改良培养基低成本大量生产昆虫细胞”项目,拟通过进一步研究蚕已有细胞培养基,开发其它 昆虫也可应用

14、的广泛性、低成本培养基,并建立省工的细胞增殖技术。共生微生物昆虫中有附着于体表的外部共生微生物和栖居于体内的共生微生物。后者在肠中大多能帮助昆虫消化,生产并提供营养物质,但也有只栖居于体腔内的特定组织、特定细胞 中的细胞内生共生微生物以及潜入细胞核中的微生物。已知在共生微生物中有克立氏体、细菌、酵母、放线菌、原生动物等。一般认为这些微生物的作用主要是合成寄主不能合成的物质,并供给寄主,但能制造出什么样的物质几乎不清楚。这种微生物的培养极其困难,故几近没有成功的先例,但在偶 尔极少的成 功 事例中,据说某些微生物已能生产 出氨基酸、街醇、维生素、抗生物 质等。可以认为,如果许多共生微生物的培养成

15、为可能的话,那么获得未知的有用物质也是 可能的。昆虫生产物资源的开发与利用昆虫生产物是指昆虫生物合成或代谢所产生的,蓄积在体内或分泌排出体外的物质。绢丝生产绢丝的昆虫主要有家蚕、柞蚕、天蚕、蓖麻蚕等。我国丝绸产量居世界首位。据研究,几乎所有的鳞翅目昆虫和 其它许多不 同 目的 昆虫或多或少能分泌丝。绢丝不仅能织绸制衣和生产工艺品,由于其成分为一种叫丝纤肮的蛋 白质,将这种蛋 白质通 过溶化成水溶液,再凝固成型,其用途十分广 阔。它可以作为隐形眼镜、人造皮肤、外科用非吸收性缝合线、功能性食品、化妆品、人造角膜、固定化酶载体等的原料图。蜜我 国利用和养殖蜜蜂具有悠久的历 史,早在前就有有关蜜蜂的记

16、载。目前,在国内养殖 的蜜蜂主要有中华蜜蜂、意大利蜜蜂、小蜜蜂、排蜂和喜玛排蜂等也有利用。我国现有蜜蜂少群以上,蜂蜜和蜂皇浆年产 量均居世界第一位。除了蜜蜂以外,尚有一些膜翅目的野生蜂类也能采花酿 蜜。另外,已知许多同翅目昆 早如蚜虫、介壳虫等 分泌的甘露一种糖类也可食用。这些蜜 或甘露既能供人类食用,又能医用。蜡包括 蜜蜂分泌的蜜蜡、白蜡虫分泌的虫 白蜡和介壳虫分泌的蜡等。其中我国的白蜡产 量占世界总产量 的以上。蜡以往 多用于蜡烛的材料和 医药业。近年来,除了卜述用途外,还用于办公 自动化机械的绝缘剂、印刷油墨的增色剂、涂料、食品涂敷剂以及化妆品等。在日本,已将白蜡精制技术及新用途开发列入研究项日。虫胶是紫胶虫等分泌的一种树脂状物质。世界虫胶产 峨印度占 首位,泰国次之,中国居第三位。虫胶一泛应 用染色剂、绝缘物质、药、食品着色剂、木材用涂料、化妆品等。印度、泰国每年进行大规模生产并出口,几乎垄断国际市场。胭脂虫红是从寄生在仙人掌的一种叫胭脂蚁的昆虫 中提取 的红色物质,其色素就是洋红。已用于食品着色剂、染色