家蚕(学名:Bombyx mori)为蚕蛾科家蚕蛾属的一种昆虫,别名桑蚕、蚕[2]。其起源于中国,是由栖息在桑树上的野桑蚕分化而来[7][8]。家蚕在中国已有5000余年的家养历史,多部古书中均有相关记载,包括《周礼·夏官司马篇》《易林》《淮南子》等[9],同时中国还将桑、蚕和丝的形象移植到社会生活的各个方面,包括神话传说、出土文物、书画诗词、蚕俗民风等[10]。中国家蚕品种随着丝绸之路传至多个国家,包括朝鲜、日本、印度、埃及、西班牙、俄罗斯等[9][5]。此外,养蚕业是中国农业经济中的重要组成部分,年出口创汇额在农业相关产品中位居前列[11]。
雄性翅长16-19毫米,体长13-16毫米;雌性翅长19-21毫米,体长18-21毫米。体翅白色至灰白色,32-36节,背面白色,腹面灰白色[4]。家蚕在世界各地分布广泛,包括温带、亚热带和热带地区[5][3]。家蚕是一种寡食性的植食性经济昆虫,其幼虫嗜食桑叶,在自然条件下,也能取食桑科的其他植物[6]。家蚕是完全变态昆虫,在一个世代中,需要经过卵、幼虫、蛹、成虫四个形态完全不同的发育阶段[12][13]。
家蚕用途广泛,其蚕蛹富含蛋白质、脂肪、碳水化合物等营养成分,可作为营养品食用[14];蚕蛹制造成的天然氨基酸可用于生产食品及药品,雄蚕蛾可制成药酒及滋补品;蚕沙是良好的家畜、鱼类饲料和肥料,蚕丝可做成各种服饰;蚕茧可作为保鲜剂,丝蛋白可制作膜、微粒子、多孔体等各种材料[5]。据中国医药典籍《中药大辞典》记载,家蚕幼虫感染白僵菌而僵死的全虫(白僵蚕)、干燥粪便(蚕沙)、茧壳(蚕茧)、蜕皮(蚕蜕)、蚕蛹均可入药[5]。此外,家蚕还可作为鳞翅目昆虫研究首选的典型模式物种[11]。
命名
家蚕的学名为“Bombyx mori”,其中属名“Bombyx”源于希腊文“bombos”,意为绢鸣,种名“mori”源于桑属的学名“Morus”(意为桑)[13]。
起源
近代遗传学、免疫学和生物化学等领域的研究表明,现代家蚕由栖息在桑树上的野桑蚕(Bombyx mandarina)分化而来,其起源地为中国黄河中下游地区。分化过程十分漫长,大致上可分两个阶段。第一阶段是野桑蚕演化为原始型家蚕,在这个过程中自然选择起到主要作用。第二阶段是由原始型家蚕向现代家蚕演变的过程,这个变化过程主要是由人为选择促成的[7]。

进化
家蚕起源于中国,进化年代久远,不同学者采用不同的技术手段、实验材料和分析方法,得出的结论各不相同,其中研究的主要依据是同昆虫本身的遗传有关且又与其生存环境密切相关的化性和滞育性[8]。
滞育是指对于经常性和周期性不利环境条件响应而产生的发育延迟机制。滞育有利于在可预测的、不利环境条件下的生存,如极端温度、干旱或食物供应减少等。该机制的形成意味着发生了基因层次的变化,能够遗传给后代[8]。
有滞育性且生活史较短的昆虫在一年内重复发生的世代数依属、种、亚种的遗传而定,这一性质称为化性。化性是依环境、气候条件等外界因素而发生变化的,不同的环境条件下可能育成不同化性的家蚕品种,并且化性通过繁殖遗传给后代。昆虫完成世代发育所需的时间和滞育类型的不同就是遗传的表现。根据化性的次数,一年内发生一个世代的称一化性,一年内发生两个世代的称二化性,一年内发生三个世代以上的称多化性。通过研究化性以及滞育性进化演变的过程可了解家蚕群种的扩展与进化演变过程。各国学者对家蚕各系统的分化顺序与过程,有很多不同看法,具体有一化性一中心学说、多化性多中心学说、分子生物学技术应用下的进化研究等[8]。
一化性一中心学说
日本学者吉武成美认为,最早的家蚕是由在中国某一地域中生息过的桑蚕驯化而成的。在驯化过程中,从野蚕向人工饲养方向驯化而成的家蚕,不断向各地传播开去。在不同地域,经过驯化的家蚕逐渐适应了当地的气候环境,在世代选育过程中,受到不同地区地域气候等因素的影响,久而久之就形成了不同的地理品种[15]。中国学者段佑云根据野桑蚕分布和遗传实验分析推测,家蚕由一化依次进化为二化、有滞育多化、无滞育多化,野桑蚕由一、二化自然混杂种群依次进化为二、三化自然混杂种群、三、四化自然混杂种群[16][17]。因此,古代中国区域内的一化性桑蚕品种可能是各地理品种的源头,这就是家蚕进化史研究中的“一化性一中心学说”[8]。
多化性多中心学说
家蚕进化史研究中,除了“一化性一中心学说”外,中国学者蒋猷龙还提出了“多化性多中心学说”。该学说强调,最先被驯化的是多化性品种,从野蚕到家蚕的驯化是在多个地方完成的,进化方向为多化→二化→一化。这一学说强调在远古生产力低下且缺乏交流的条件下,家蚕驯化过程可能发生在不同时期与不同地域,并且应该是各自独立进行的[8][18][19]。
分子生物学技术应用下的进化研究
21世纪初,借助分子生物学技术的分析方法及应用,有关家蚕进化史研究也不断出现新的见解。如中国学者夏庆友在DNA分子水平上对不同系统、化性和眠性的六类59个家蚕品种及野桑蚕之间的遗传差异进行了研究,发现这些家蚕品种不但具有品种特异性,还具有系统特异性。据此,夏庆友认为中国一化性四眠种是最早从野蚕中分化出来的系统,并且过去被视为同类的中国一化性三眠种与一化性四眠种在进化上属于有显著差异的两个类群[8]。
中国学者鲁成通过研究证实了家蚕起源于中国野桑蚕。同时,鲁成还提出,家蚕可能是由多种生态类型(包括一化、二化、多化)混杂的野桑蚕驯化而来的,其驯化之初就已拥有一化、二化、多化的遗传背景,其后经几千年的人工饲养、选择,才分离演化成了不同系统化性的家蚕品种。此外,鲁成还发现无论是同一地区还是不同地区的野桑蚕,均具有丰富的遗传多样性,这说明中国的野桑蚕是宝贵的基因库资源[8][20]。
家蚕与野桑蚕的分化时间
为了分析古代家蚕与野桑蚕的分化时间,中国学者杨绍宇、张泽通过实验估算家蚕与野桑蚕的起始分化时间大约距今7500年,家蚕驯化完成的时间大约距今4000年,家蚕经历驯化的时间大约距今3000年,这一估计的家蚕驯化时间与考古学以及古籍记载的结果几乎一致[8]。
古代时期
中国家蚕育种历史悠久。中国西汉古书《周礼·夏官司马篇》记载“马质,禁原蚕者”,原蚕指的是二化性蚕,《易林》中也有“秋蚕不成,冬种不生”的记载,《淮南子》中记载“原蚕一岁再登”,这说明汉代时期就已经开始养殖一化、二化和多化性蚕。北魏农书《齐民要术》中记载“今世有三卧一生蚕、四卧再生蚕、白头蚕、颉石蚕、楚蚕、黑蚕”,这表明当时就已经开始注意化性、蚕体等不同类型的区分。明代科学技术著作《天工开物》中记载“凡蚕有早晚二种,茧色有黄、白两种,茧形有束腰形、纺锤形、扁圆形,蚕体有纯白、虎斑、纯黑、花纹等种”,同时期的《农政全书》中也记载“北蚕多是三眠,南蚕俱是四眠,有春蚕,又有夏蚕、秋蚕”。清代,浙江人汪日桢在《湖蚕述》上记载“种有二,一曰盐种,茧细而坚,一曰灰种,茧大而松”。同时期的《粤东饲八蚕法》中记载“广东蚕种有轮月和大造两种,以其茧色又分为金、银两种”。由此可见,在十九世纪以前,中国对家蚕还只按茧形、茧色、化性、体色等的不同而予以不同的名称[9][21]。
近代时期
地方品种由于自然选择和地理隔离,变异很大,为近代遗传育种提供了宝贵的资源。虽然受限于农家选留蚕种,性状的提高效果缓慢,但近代产生的新品种层出不穷,经济效果明显提高,远超古代时期混合选种的缓慢过程。如1932-1933年,中国学者孙本忠在中央大学农学院蚕桑系、浙江大学农学院饲养了多个地方品种,包括金不换、白皮、大白龙、余九、姬蚕、龙角、金黄三眠等。1934年,中央农业实验所蚕桑系对从11个省汇集来的72个地方品种进行茧质比较,认为其中茧层率和茧层量都比较好的有江苏的震泽种,安徽的蒙城种和甘肃的天水种等[9][22]。
1936年,四川省蚕丝改良场征集全省地方品种,包括红种、金茧、尖头茧、灰蚕、黄白蚕子、米桂草白、金龟种等。这些品种的茧形有椭圆、笔尖微长椭圆、笔尖、束腰椭圆,茧色有纯白色品种,但绝大多数品种茧色不一,自白至微黄、浅肉红、肉红、肉、纯黄、红、米等不同程度混杂一起,蚕体有素斑、普通斑、乌龙、斑马、暗色斑等。多数为一化性三眠蚕,仅个别品种为二化性四眠蚕。湖北省地方品种以黄茧为主,根据茧形名之为大头宝、圆头宝、老鸦嘴、细腰带、金钢钻等。贵州省地方品种未作过详细的整理和命名,蚕体斑纹、茧形、茧色、卵色都很复杂,有多化性,都为三眠,统称黔三眠。1942-1945年,浙江省农业改进所征集多个地方品种,从中选出茧质、抗病兼优的石灰、络纱、余杭和临海4种,其中临海(白)种茧层率达19.96%[9]。
新中国成立后
新中国成立以来,中国家蚕品种变化的特点大致有以下几个方面[9][22]:
1. 改良品种代替地方品种,最明显的是广东省。广东省在新中国建立前推广的主要是地方品种,地方品种茧形小,茧丝量少。1950年以后,在地方品种中选育出解放黄茧种,于1951年的夏期推广。与此同时,积极开展杂交育种工作并推广一代杂交种,茧丝质量显著提高[9][22]。
多丝量品种代替一般品种。蚕业生产上通过新老品种不断交替,再结合相应的饲养技术,一代杂交种的商品蚕茧质量明显提高。如浙江省1950-1980年的春茧干茧茧层率从43.5%提高到50.7%,茧层量从0.265克提升到0.482克,干茧出丝率从26.8%提升到40.7%,茧丝长从736米提升到1177米[9]。抗热品种代替一般品种。新中国建立初期,主要蚕区全年饲养春、秋两期蚕,秋期饲养规模较小。但随着技术的发展,夏秋蚕品种的更新对提高茧质的作用得到重视。如1950-1980年,浙江夏茧干茧茧层率从45.8%提高到48.0%,茧层量从0.219克提升到0.322克,干茧出丝率从32.4%提升到33.4%,茧丝长从751米到878米[9][22]。特殊性状品种的育成。为了方便良种繁育时对幼虫的雌雄鉴别,中国农业科学院蚕业研究所应用限性遗传原理育成了镇3改、镇4改等品种。浙江省蚕桑试验场、中国农业科学院蚕业研究所和江苏省蚕桑专科学校先后以野生桑蚕与家蚕杂交,其后代复经与家蚕反复回交育成了具有野生桑蚕血缘的浙22和6304品种[9][22]。地方品种及资源的整理和研究。新中国建立初期,对资源的重要性认识不足,加之科研单位保存不善等原因,不少具有特殊性状的地方品种相继被淘汰。截止1982年,中国地方品种和资源的保存数约为600多份。为保护家蚕地方品种资源,中国农业科学院蚕业研究所和浙江省农业科学院蚕桑研究所相继建立了蚕品种资源数据库和电子计算机检索系统[9][22]。
20世纪80年代以后,分子遗传学和分子生物技术开始广泛应用于家蚕遗传育种中,包括家蚕基因组图谱、基因表达芯片、遗传变异图谱、蛋白质组、代谢组等技术。1996年,中国提出了家蚕基因组计划,并于2004年完成了家蚕基因组草图的绘制。2008年,以西南大学为主的国际家蚕研究团队完成了家蚕基因组精细图谱,并于2009年完成了40个蚕类基因组遗传变异图谱[23]。
中国学者还通过转基因技术提升蚕丝纤维的产量和品质。2011 年,中国学者马俐在家蚕后部丝腺中特异超表达癌基因,使蚕丝蛋白生产和蚕丝产量提高了60%,桑叶蚕丝转化效率提高了30%[24]。2010-2016年期间,转基因技术除了在提高蚕丝纤维产量和质量方面发挥了重要作用外,还实现了蚕丝纤维的功能化和多样化,如李珍制备了具有抗菌功能的荧光蚕丝[25],王少华通过在转基因家蚕中表达钙结合蛋白提高了蚕丝纤维的钙结合能力,为蚕丝品质的提升和应用领域的拓展奠定了重要的基础[26]。
传播历史
中国是世界养蚕的发祥地,也是世界上养蚕历史最悠久的国家,已有5000余年的家养历史。早在公元前2世纪,中国就以“丝国”而闻名于世,并通过“丝绸之路”向世界各地传播养蚕技术。公元前12世纪,中国家蚕品种传到朝鲜,汉代史书《汉书·地理志》中记载“殷道衰,箕子去之朝鲜,教民以礼仪、田、蚕、织、作”。中国蚕种传入日本,最迟始于公元前三世纪的秦代,相传江、浙一带的吴地有兄弟二人东渡日本传授养蚕、织绸的方法。据日本蚕业史记载,公元195年,秦始皇第11代传人“功满王”东渡日本,向当时的仲哀天皇献上了珍贵的蚕种。在东汉末年和三国时,日本再次来中国引种,并连同中国养蚕妇女四人一起到了日本。据日本学者布目顺郎研究,中国的蚕种在不同的历史时期,从中国的不同地区传到了日本的不同地区[9][5]。
据说在东汉时期,印度公主来到中国,将蚕种私藏在头巾中带走,中国蚕种由此传入印度。公元四世纪,丝绸之路兴起,中国新疆的蚕种也因此传到邻近的伊朗、阿富汗、伊拉克及中亚细亚和高加索各国。550-552年,中国蚕种传到土耳其,七世纪传到阿拉伯和埃及,八世纪传到西班牙,十三世纪传到亚平宁半岛。1495年,中国蚕种从伊朗传到法国,1600年传到俄罗斯,十八世纪传至整个欧洲[9]。
蚕卵
家蚕卵椭圆形、略扁平、一端稍尖,初产时卵面隆起,稍后卵面中央逐渐出现凹陷,形成涡卵壳无色半透明,其表面有网状花纹。在卵的先端有卵孔,是精子进入的孔道。卵壳内有卵黄膜、浆液膜和胚胎,由浆液膜是否着色来区别越年卵和非越年卵。初产卵呈淡黄色,越年卵经4-5天变灰紫色或带绿色;非越年卵通常不变色,约10天,由点青、转青而孵化[5]。

幼虫
初孵幼虫,褐色或赤褐色的,极细小,且多细毛,形似蚂蚁,俗称“蚊蚕”。2龄以后变为清白色,1-3龄称“小蚕”或“稚蚕”,4-5龄称“大蚕”或“壮蚕”,到了5龄末期,幼虫现老熟特征,即先是排出的粪便由硬变软,由墨绿色变成叶绿色;食欲减退,食桑量下降;前部消化管空虚,胸部呈透明状;继而完全停食,体躯缩短,腹部也趋向透明,蚕体头胸部昂起,口吐丝缕,左右上下摆动寻找营茧场所,此时称为“熟蚕”。幼虫呈长圆筒形,腹部腹面具有雌雄生殖芽。雌性幼虫在第8、9腹节腹面各有1对乳白色圆点(称石渡氏腺);雄性幼虫在第9腹节腹面前缘中央有一个乳白色囊状体(称赫氏腺)。

蚕蛹
蛹初呈乳白色、柔软,后体壁逐渐变硬,体色也由白变黄,并由黄变淡褐色,最后至深褐色。复眼初时无色,后变褐色,最后至黑色。雌蛹第8腹节腹面的正中线上有一条纵线,与该环节腹面的前后缘形成X状的线缝;雄蛹第9腹节腹面中央有一褐色小点,可据蚕蛹腹部的线纹和褐色小点鉴别蛹的雌雄[5]。

成虫
雄性个体翅长16-19毫米,体长13-16毫米;雌性个体翅长19-21毫米,体长18-21毫米。雌性成虫体型较肥硕,行动相对迟缓;雄性成虫体型较瘦小,行动较为敏捷。体翅白色至灰白色,雄、雌性触角均双栉状,32-36节,背面白色,腹面灰白色,栉上纤毛灰褐色,外侧栉比内侧栉长1/4;前翅顶角钝圆,顶角下方至M3脉间呈圆弧形内陷,各横线不明显,端线与翅脉略呈灰褐色;前翅反面中室端横脉明显;腹部背中央有成丛的长毛:胸足短,粗壮有毛丛;前足胫节有胫梳,后足胫节长于跗节总和的1/5。腹部第八背板扁宽,宽大于高的1/3,上部弧形,中部中间内陷,两侧呈钝角;第八腹板高宽相等,上端中间凹陷深,下端两侧各有一向内弯曲的钝形钩,中部内侧有尖峰状突两个[4]。

分布范围
家蚕起源于中国,在世界各地分布广泛,包括温带、亚热带和热带地区。截止2011年,亚、非、欧、美及大洋洲约40多个国家和地区都在饲养家蚕,年产茧量约40万吨,产丝约5万吨,其中中国产茧量占世界65%以上,生丝出口占国际市场90%以上,其次为日本、俄罗斯、印度、韩国等国家。中国大陆除西藏、青海外,有28个省、市、自治区,1300个县,2000万农户从事养蚕业。在中国,家蚕生产区分布在长江流域、珠江流域和黄河流域,主产区集中在长江流域的四川、江苏和浙江,这三省的蚕茧产量占全国的70%以上;其次是广东、山东、安徽、广西、江西、湖北、陕西等地[5][3]。
栖息环境
家蚕主要栖息于室内或大棚中,其能正常生长的温度范围为18-30℃,但能良好生长的温度范围为22-28℃,而最适饲育温度为25℃左右。相较于温度,湿度对蚕体的直接影响较小,一般稚蚕期可在湿度80%-90%的多湿环境中饲育,壮蚕期则要求干燥的环境,一般应保持65%-75%的湿度[27][3]。
生活习性
家蚕是一种寡食性(即专以某一类群的动物或植物为食物)的植食性经济昆虫,其幼虫嗜食桑叶,在自然条件下,也能取食桑科的其他植物,如柘、橙桑、构树和榕。另外,家蚕还能取食榆科、菊科、荨科植物。由于家蚕对桑叶的强烈偏好,其也被作为单食性昆虫的典型代表。家蚕可以被多种植物所散发出的挥发性气味物质引诱,产生趋性行为,取食部分植物叶片。然而,家蚕取食桑叶以外的其他植物叶片后,不能正常生长发育,甚至中毒死亡[6]。20世纪90年代中期,日本试验用γ射线照射蚕蛹,获得食性异常的人工诱变体,还经过杂交改良开发出可利用畜用饲料的广食性蚕品种[5][12]。

生活史
家蚕是完全变态昆虫,在一个世代中,需要经过卵、幼虫、蛹、成虫四个形态完全不同的发育阶段。在正常的饲育条件下,从卵中孵化摄食桑叶,到老熟上簇开始吐丝作茧,即幼虫4眠5龄期需要20-28天;吐丝营茧约需3天,再经1-2天化蛹,蛹期经过10-15天,然后即由蛹化为成虫。雌雄成虫在化蛾当日交尾产卵,如果产下的是非滞育卵,再经10天左右即可孵化出下一代的蚁蚕。因此,在自然条件下桑蚕完成一个世代,至少需要40-60天。如果产下的是滞育卵,就要到第二年的春天才能孵化。家蚕在一个世代中所经历的4个发育阶段,各有不同的意义。卵是胚胎发生发育形成幼虫的阶段,幼虫是摄取、积贮营养的生长阶段,蛹是幼虫向成虫发育变态的过渡阶段,成虫是交配、产卵繁衍后代的生殖阶段。具体生活史如下[12][13]:

蚕卵期
家蚕以卵繁殖,一只雌蛾约产400-500粒蚕卵,蚕卵刚产下时为淡黄色或黄色,经1-2天变为淡赤豆色、赤豆色,再经3-4天后转为固有色(灰绿色、紫褐色等)。蚕卵外层是坚硬的卵壳,里面是卵黄与浆膜。卵的稍尖的一端有卵孔,是受精时精子进入卵内的孔道。胚胎在交尾产卵后形成,裹在卵黄中,胚胎在发育过程中不断摄取营养,渐次发育成蚁蚕。蚁蚕孵出来之后,卵壳呈白色、淡黄色或白、淡黄色相间[12][13]。

幼虫期
刚孵化的幼虫,即蚁蚕,通过摄食桑叶迅速生长,体色逐渐变淡,转为青、白色,再逐渐转乳白、乳黄色。幼虫生长到一定程度时,需在旧表皮内侧形成更为宽大的新皮,蜕去旧表皮再继续生长。在蜕皮前一段时间,幼虫在蚕座或桑树枝叶上少量吐丝,用腹足和尾足的趾钩抓附于丝缕上固定身体,不食不动,称为眠,此时的家蚕也被称为眠蚕。眠是划分龄期的界限,蚁蚕食桑后称1龄蚕,第1眠结束后称2龄蚕,第2眠结束后称3龄蚕,第3眠结束后称4龄蚕,第4眠结束后称5龄蚕。通常1-3龄称稚蚕期(小蚕期),4-5龄称壮蚕期(大蚕期)。幼虫发育到最后一龄末期,逐渐停止食桑,排出体内粪尿,蚕体逐渐缩小呈半透明状,此时的家蚕被称为熟蚕。熟蚕吐丝结茧,并在其中化蛹[12][13]。

化蛹期
熟蚕从吐丝至结茧完毕,需2天左右,此时体躯显著缩短,略呈纺锤形,被称为预蛹(潜蛹)。经2-3天蛹皮形成,即蜕去幼虫表皮而化蛹。蛹期是幼虫向成虫过渡的变态阶段,外观上没有大小和形态变化,但体内却在剧烈蜕变,幼虫器官的解离、改造及成虫器官的发生和蚕卵的成熟均在此期完成。当蛹完成发育后,即蜕去蛹皮羽化为成虫。通常温度下,蛹期时间为10-15天[13]。

成虫期
羽化后的成虫从茧内钻出,体内生殖器官已发育成熟。成虫状似蝴蝶,但2对翅小,已失去飞翔能力,只能振动。一般交尾3-4小时后,雌蛾就能产下受精卵。交配产卵后7天左右,成虫就会自然死亡,一个世代至此结束[12][13]。

养殖环境
家蚕的养殖地应根据生产地区而定。多雨潮湿地区,选择光照充足,通风良好,利于排湿的高干燥地。若是风强雨少,气候干燥且易变的地区,则选择避风向阳且能保湿的场所。一般而言,蚕室宜选择地势较高,地下水位低,通风良好的地段为宜。为了保温防热,一般蚕室以向南略偏西为宜,可以减少太阳光的直射。蚕室的需宽敞明亮,且远离污水池、畜舍等地。最后,对养蚕用具和蚕室进行全面消毒[5][27]。

蚕种催青
催青又称暖种,就是把已经解除滞育的蚕卵,保护在适宜的温、湿度条件下,使胚胎顺利地发育至孵化,由于蚕卵在孵化前一天卵色变青,因此,把这一阶段的蚕种保护过程称作催青。一二化品种春季催青一般需要10-11天,夏秋季9-10天,多化性品种只需8-9天。为使蚕卵在预定日期孵化齐一,催青期间应按胚胎发展不同阶段给予合理的温、湿度保护[5][27]。
收蚁
在自然光下,蚁蚕从清晨4-5时开始陆续孵化,孵化后3-4小时为收蚁的适宜时期。在不要求定量收蚁时,可将桑叶直接撒于蚕种纸上,再轻轻将蚁蚕连同桑叶掉落于饲育盘内。在需要定量收蚁时,可先将蚁蚕扫到玻璃板或蜡光纸上,再在天平上称量,然后放入饲育盘内喂桑叶。若遇到孵化不齐的情况,需将蚕种继续遮光保护,次日再收[5][27]。
饲喂
在收蚁当天饲喂桑叶时,一般选择绿中带黄的嫩叶,第二天用最大叶,以后随着蚕龄的进展逐渐向下采摘。采叶一日一次,采回的桑叶保存在15℃左右低温环境中,确保叶质新鲜。稚蚕期应将桑叶切成蚕体长度1.5-2倍的方块叶饲喂,壮蚕期可直接给片叶。给桑次数应根据保温、保湿条件而定,恒温、恒湿的蚕室或温床稚蚕期一日给桑3次,壮蚕期4次,初龄和入眠阶段蚕的进食量少,给桑量宜偏少;食欲旺盛时期需适当多给[5][27]。

扩座、除沙
家蚕开始食桑后,发育迅速,成长极快,因此需及时扩大蚕座面积。1龄期时,可用鹅毛、蚕筷轻轻将蚕座向四周扩开。2龄以后可结合眠起处理或除沙,用蚕网分匾,也可直接将家蚕连同桑叶移放它处。蚕座经多次给桑后,就会积累大量蚕粪和残桑,如不及时清除,会引发蚕病。给桑叶前把蚕网覆在蚕座上,待蚕上网食桑叶后,把网连同蚕一起移入别处,弃去网下蚕粪和残桑[5][27]。

眠起处理
蚕的眠起是龄期增进的转变过程,对环境极为敏感。从收蚁到上族营茧,整个幼虫期经历4次就眠、蜕皮,眠起处理不好,就导致发育不齐或引发蚕病。蚕入眠后要求蚕座于燥清洁,因此就眠前应适时加网,1龄蚕有少数“将眠蚕”出现时,及时加眠网,2-3龄时,见少数蚕体表紧张发亮,行动迟缓时加眠网,4龄时,可在见到1-2头眠蚕后才加眠网。在眠起不齐的情况下,应把迟眠蚕和眠蚕分开,通过眠中温度调节,缩小个体间发育差异[5][27]。
上簇收茧
蚕发育到5龄末期停止食桑,身体缩短,胸部发亮透明,头部抬起并爬到蚕座四周,这代表家蚕即将吐丝营茧。将熟蚕收集到族具上使其结茧的过程叫上簇。一般采用稻草或麦秆做成伞形簇、蜈蚣簇,或用硬纸板、塑料做成方格簇。将蚕散落在上面,熟蚕排粪后开始吐丝营茧。上簇室应选择通风良好、光线均匀的房屋,温度以 24-25℃为宜,相对湿度以 65%-70%为宜[5][27]。
上簇1周后,茧内幼虫已化成褐色蛹,此时可收茧。采茧时根据茧的质量分级,分为上茧、双宫茧、次茧和下茧。茧站收茧时一般要削茧观察,确认完全化蛹时才能收购。采茧时需分批采茧,先拾去族中死蚕和烂茧,以免污染好茧。鲜茧含水率为65%~69%,如果长期贮藏,容易发生霉变,因此一般采用热风干燥法贮藏,同时茧库湿度应保持在70%以下[5][27]。

病虫害防治
家蚕的常见病害为病毒病、细菌病、真菌病、寄生虫病等,病毒病的传染途径主要是经口传染,预防措施是消灭病原、切断传染途径和增强蚕的体质,如清洗消毒,做好桑病虫防治,杜绝外来病毒而引起的交叉感染,发现病蚕立即捡出投入消毒缸等。预防病毒病除消毒外,还可在饲喂新鲜桑叶时,适当添食氯霉素或红霉素。真菌病主要靠病菌孢子萌发,侵入蚕体,发现白僵病发生时,应及时捡出病蚕,并调节蚕室与蚕座湿度至70%以下。寄生虫病发生时,可喷施灭蚕蝇药剂,可以杀死蝇卵和家蚕体内蝇蛆[5][27]。
品种划分
由于各地区气候环境、饲养及利用方式不同,家蚕形成了多个具有不同特性的品种。依化性区分,可分为一年一世代的一化性品种,一年重复二世代的二化性品种,以及三世代以上的多化性品种等。大体而言,在高纬度、气温较低地区,桑树生长期短,家蚕一年只完成一世代,其余时间都以休眠卵的形态越冬。热带地区则因桑树终年常绿,食物来源丰富,因此演化为不休眠的多化性品种。依据休眠次数的不同,家蚕可区分为二眠、三眠、四眠、五眠、六眠蚕等,一般商业品种多为四眠蚕。以茧色分类,有白茧系品种、黄茧系品种、红茧系品种和绿茧系品种等[28][29]。

系统特征
依据地理分布,家蚕可分为中国系统种、日本系统种、欧洲系统种、亚热带及热带系统种。这些地理品种在长时期内一直处于地理隔离状态,相互间没有遗传质的交流,因此,各自具有不同的特性特征。但在20世纪初,由于研究人员开始用杂交法培育新品种,不同地理品种间便有了遗传物质的交流。具体如下[7]:
中国系统种
中国系统种主要指的是中国长江流域、黄河流域及珠江流域的地理品种,包括中国温带种和中国亚热带种,有一化性、二化性及有滞育期的多化性品种,眠性主要有四眠和三眠。产卵数较多,产卵较快,卵的胶着力较强,卵色灰绿。卵壳白色或淡黄色,卵期耐冷藏。蚁蚕有密集性,幼虫行动活泼,发育齐一,体质较强健,饲养容易,对微粒子病及硬化病的抵抗力较强。茧色以白色为主,也有黄色、桃红色、绿色等。茧形以椭圆为多,也有球形、纺锤形等,茧子大小中等,缩皱较粗,双宫茧较多。`丝质优良,茧丝较长,分离细纤维较少,净度尚好,强伸力大[7][29]。
日本系统种
日本系统种是由中国种传到日本后在日本地理气候条件下分化形成,主要为一化和二化,也有极少数多化性种,均为四眠。产卵数较少,产卵较慢,卵色多灰紫色,卵壳白色,卵期耐冷藏力较弱。蚁蚕有逸散性,幼虫行动较活泼,体质一般尚强,对微粒子病抵抗力介于中国种和欧洲种之间。茧色大多为白色,也有少数金黄色和绿色。茧形深束腰且小,缩皱中等偏细,双宫茧较多。茧丝质较差,茧丝长较短,分离细纤维较多,净度较差,丝胶较多,强伸力小[7][29]。
欧洲系统种
欧洲系统种是中国种传到西亚和欧洲地区分化形成的地理品种的总称,多为一化性种,也有少量二化性种,四眠。产卵数中等,产卵慢,卵胶着力小或天然散卵,卵色为灰褐带绿,卵壳白色,卵期耐冷藏力差。蚁蚕有逸散性,幼虫行动不活泼,体质弱,易感微粒子病和硬化病,对不良环境,特别是高温抵抗力差,不易饲养。茧色一般为肉色,也有黄色、白色。茧形多为浅束腰形,形大,缩皱中等,双宫茧少。茧色多为肉色、也有黄褐色和白色等。全茧量和茧层量重,丝量多,茧丝长,分离细纤维较少,强伸力大[7][29]。
亚热带和热带系统种
亚热带和热带系统种是在中国广东、广西以及东南亚地区形成的地理品种,分为有滞育多化性种和无滞育多化性种,四眠。产卵数少,产卵快,卵形小。越年卵淡褐色,卵壳白色或淡黄色,卵期不耐冷藏,蚁蚕有密集性。幼虫行动活泼,体质强健,抵抗多湿的能力特别强,饲养容易,食桑快,蚕体小而结实。茧色一般为金黄色,也有白色,茧形多纺锤形,形小,茧衣多,有绵茧。全茧量轻,茧丝量少,茧丝纤度细,强伸力小[7][29]。
中国系统地方家蚕品种
家蚕广泛分布于中国南温带、北亚热带、中亚热带、南亚热带和北热带等多种气候带,具体如下[29]:
南温带品种
南温带品种包括中国山东全省,河南、河北、陕西的大部分地区以及江苏、湖北、甘肃的一部分。山东古代有四化性蚕,近代品种多为一化性三眠品种,偶尔有四眠种。蚕体较小,多为素斑,茧色黄色为主。河南省地方品种为一化性,三眠或四眠。蚕体多为普斑,茧色有白色、淡绿色、淡黄色、淡红色、肉色、金黄色等,茧形有长圆、卵圆、束腰、纺锤形等多种[29]。
北亚热带品种
北亚热带品种包括中国浙东、浙西大部、苏南、皖中、皖南、赣北、湖北大部和陕西汉中地区。江西地方品种为一化或二化性,古代曾有多化性蚕,多数三眠。蚕体有素斑、普通斑、黑缟等。茧色有黄、白两种。江苏省地方品种一化性,四眠。蚕体素斑,茧白色、金黄色或绿色。安徽省地方品种一化性,四眠。蚕体大,有素斑、普通斑、黑缟、虎斑;茧色有金黄色、玫瑰红和绿色;茧形有笔形、球形、束腰形和纺锤形。湖北省地方品种一化性,四眠。茧色有白色、金黄色、桃红色茧;有圆球形、卵形、纺锤形和瓢形等。浙江杭嘉湖地区的家蚕品种多数为二化性四眠,为典型的中国二化性品种产地[29]。
中亚热带品种
中亚热带品种包括中国浙南、闽北、赣湘两省南部、桂滇两省北部、四川大渡河以东部分和湖北的一小部分。四川地方品种以一化性、三眠蚕最多,四眠蚕极少,间有七眠蚕和十眠蚕的记载。蚕体有素斑、灰、黑缟或带紫色。茧色大多为黄色,间有白色、淡黄色、桃红色、金黄色、赭色等。贵州地方品种为一化性三眠,也有多化性,有各种斑纹,卵色复杂[29]。
南亚热带品种
南亚热带品种包括中国闽南、广东(除雷州半岛和海南岛外)、桂南和滇南的大部分地区。广东地方品种为二化性的大造和多化性的轮月。茧形纺锤形,茧衣较多,茧层疏松,丝量较少,抗热、抗湿性强。广西家蚕品种为多化性,近代地方品种为四至六化。云南家蚕品种为多化性[29]。
北热带品种
北热带品种大部分是海洋,大陆主要包括广东的雷州半岛、台湾省南部、海南岛大部分以及云南省的一部分。台湾地方家蚕品种为多化性白茧。海南地方品种为无滞育多化性(八化),蚕体暗色斑,四眠,茧黄色或银白色,茧呈椭圆形或纺锤形,茧层松软,茧衣多[29]。
食用、饲料
家蚕的蚕蛹富含蛋白质、脂肪、碳水化合物、灰分、硫胺素、维生素、尼克酸、多种微量元素以及蚕蛹免疫肽CAP等营养成分,可作为营养品食用[14]。利用蚕蛹可制备蚕蛹蛋白粉和多肽,分离家蚕抗菌蛋白和诱导生产生物活性蛋白,生产蚕蛹氨基酸及氨基酸络合物,提取蛋蛹油与壳聚糖,开发蚕蛹蛋白纤维蚕蛹虫草等。蚕蛹制造成的天然氨基酸还可用于生产食品及药品,雄蚕蛾可制成药酒及滋补品。此外,蚕沙是家蚕食用桑叶后的代谢物,是良好的家畜、鱼类饲料和肥料。干蚕蛹含粗脂肪25%-28%,粗蛋白50%,可作为高畜及塘鱼饲料[5][30]。

工业原料
天然蚕丝素有“纤维皇后”的美称,以优良的服用性能和华贵高雅的风采赢得了全世界人民的喜爱,并通过古代“丝绸之路”传播至亚洲各国。蚕丝被认为是最优良的纺织纤维和健康纤维被人们推崇,蚕丝可以做成各种服饰,如真丝内衣、外衣等,还可做成丝绵纸、丝绵被。丝绸服饰美观舒适、光泽柔和、色彩鲜艳、身骨柔软、透气吸湿,但生丝的耐光性差,在日光下暴晒200小时,强度损失50%,并使丝织品泛黄变色。另外,丝织品在耐磨损性、耐洗性、抗皱性、防水性等方面还不十分理想[5][31]。

缫丝厂的下脚物如选除茧、蛾口茧、削口茧等都可以制作丝绵、纺制绵球、绢纺、油丝等真丝短纤产品。天然原蚕丝中含有天然丝素、丝肽,以及10多种人体必需的氨基酸,其中乙氨酸、缬氨酸等具有预防日光辐射的作用,并对帮助皮肤调节水分、增强光泽具有良好的物理作用,以此为主要成分的系列化妆品已被开发成功,并销往日本、欧美和港澳等20多个国家和地区[5][31]。

日本已研究成功利用蚕茧作为保鲜剂来防止水果蔬菜的变质腐烂,延长了保鲜期。而且还研究成功用丝蛋白制作膜、微粒子、多孔体等各种材料,这些材料具有透气性能好等特点,有望在隐形眼镜、人造血管、人造皮肤及固定酶等医疗、食品和生化等方面得到广泛应用。蚕蛹油主要由不饱和脂肪酸(主要是亚油酸)组成,含量为71%-78.6%,是理想的表面活性剂原料。此外,利用蚕沙可提取叶绿素、胡萝卜素、正三十烷醇、植物醇、果胶、叶蛋白和茄尼醇等与人们生产、生活有密切关系的物质[5][31]。

药用价值
科研价值
鳞翅目(Lepidoptera)昆虫是农业和森林害虫的主要类群,所造成的损失每年高达数十亿美元,是杀虫剂的主要作用对象。家蚕是早期遗传学研究的著名材料,丰富的遗传资源、长期基础研究的积累和实验操作的便利性,使家蚕研究受到国际昆虫学界长期的广泛的重视。据统计,家蚕的基础研究积累在鳞翅目昆虫中贡献率达80%以上,加上其重要的产业价值,很早就确立了在鳞翅目模式昆虫的地位。家蚕作为鳞翅目害虫研究首选的典型模式物种,其功能基因组的研究对鳞翅目昆虫特异基因的分离克隆生理机制、活动方式和危害特征的阐明,以及对防治新途径和新一代环保型农药的开发等都将产生重要影响[11]。
2003年10月,中国西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室成功破译家蚕基因之谜,绘出了世界上第一张家蚕基因组框架图。通过对家蚕基因图谱的研究,科研人员改良了家蚕品种,提高家蚕的免疫能力,从根本上消除病虫害对家蚕的威胁[33]。2022年6月,该实验室又从单细胞维度首次对家蚕产丝器官及其基因表达动态进行超高分辨率解析,实现了家蚕丝腺研究从组织水平到单细胞水平的跨越[34]。2022年10月9日,该实验室完成了家蚕大规模种质资源基因组解析,成功绘就全球首张家蚕超级泛基因组图谱,并率先创建“数字家蚕”基因库,开启家蚕分子育种的新纪元[35]。
经济价值
截止2003年,中国丝绸工业年总产值700亿元,占纺织工业总产值的10%;茧丝产量和出口量分别占世界总额的70%和80%以上,年创汇40亿美元,是在国际市场上处于绝对优势的特色产业。中国共有种桑养蚕农户2000多万户,遍布20余个省区。蚕业是目前中国农业经济中的重要组成部分,年出口创汇额在农业相关产品中位居前列,是农民收入的重要来源[11]。
据《中国丝绸年鉴》(2014-2015年版)统计,2013年,世界家蚕茧总生产量为848092吨,其中中国占世界总量的75.8%,印度占世界总量的16.8%。世界桑蚕丝生产量为151170吨,其中中国占总生产量的82.8%,印度占总生产量的12.4%。近40年来,中国一直是世界蚕茧和蚕丝的第一生产国。20世纪,中国蚕业主要集中在江苏和浙江太湖流域地区。而在2017年,中国年产茧5万吨以上的主产区有7个,分别为广西、四川、江苏、云南、浙江、广东和山东,其中西部地区的产茧量占全国产茧量60%以上[36]。

相关文化
中国古代在养蚕生产中,不仅积累了丰富的生产知识,同时将桑、蚕和丝的形象移植到社会生活的各个方面,培育出了灿烂的蚕桑文化,包括神话传说、出土文物、书画诗词、蚕俗民风等多个方面[10]。
神话传说
中国历史上有许多与家蚕相关的传说,如三国时期类书《皇图要览》中记载“伏羲化蚕,西陵氏始蚕”。关于养蚕流传范围最广是“嫘祖始蚕”,宋代编年体通史《通鉴纲目外记》记载“西陵氏女嫘祖,为皇帝元妃,始教民育蚕,治丝茧以供衣服,而天下无皴瘃之患,后世祀为先蚕”。此外,中国江南蚕区还有“马头娘”的传说,该传说最早见于《山海经》,定型于晋代《搜神记》,是根据蚕的头、胸部与马头相像这一点,编造了蚕由马变来的故事[14][10][37]。

丝绸之路
丝绸是蚕桑文化的有形代表,唐代诗人曾用“应似天台山上明月前,四十五尺瀑布泉,中有文章义奇艳,地铺白烟花簇雪”的诗句来赞美丝绸。在中国古代,诞生了一条绵延7000千米,横渡亚洲,直达欧洲大陆的“丝绸之路”。丝绸之路不仅促进了各国间的贸易往来,同时还加强了政治、外交、文化、宗教、技艺等多个方面的交流。除了“陆上丝绸之路”外,还出现了“海上丝绸之路”。东西方文化的交流使古中国与古印度、古希腊、古罗马的文明互相交融,创造了更加丰富多彩的灿烂文明,佛教、敦煌艺术的兴盛以及中华文化的诞生都与“丝绸之路”息息相关[10]。

科学技术
在数千年的蚕桑生产实践中,人们不断总结技术成就,并留下了丰富的文字材料,如今2300多年的《蚕赋》,其中记载了家蚕的变态、眠性、化性、生殖、性别、食性、生态、结茧、缫丝和制种等10大生物学领域,开创了中国上古时期蚕桑生产技术科学认知的里程碑。从西汉《氾胜之书》开始,有关农桑、蚕学丝绸的专著不断问世,至19世纪已出版了300多种。随着现代科学的进步,完整的养蚕科学技术体系也逐渐健全[10][38]。
文学作品
养蚕业发展过程中,诞生了许多文学作品,最早可追溯至公元前500多年的《诗经》。此后以蚕丝为主题的乐府诗层出不穷,如南北朝的《采桑度》,唐代白居易的《缭绫》《红线毯》,宋词里面的《九张机》等,均表达了作者对养蚕业的仰慕之情,以及对社会现实的郁愤情怀。在这些诗词中,数量最多、色彩最丰富、内涵最浪漫的是“采桑诗”,其主旋律总离不开“愁”,如流传于江苏无锡的《养蚕歌》、湖州的《三月清明过》等。总体看来,“愁”和“苦”是多数蚕桑诗歌所体现的特色[10]。
蚕俗民风
中国古人会通过祭祀,祈求专管养蚕的神灵庇佑。如殷商时期,人们在养蚕前会向“蚕示”祈求好的收成,同时蚕家还会用红纸写“育蚕”或“蚕月知礼”的字条贴在门上。老鼠夜间偷食蚕,蚕户防治鼠害会到集市上买几头泥塑猫,小心塞进养蚕房间的角落,或用红纸剪成猫形,贴在蚕匾里。浙江省诸暨市在女儿出嫁时,会取一张蚕种陪嫁。相传公元前5世纪,西施出嫁吴国,与她相好的12个姑娘相送,西施取头上插的绢花分插在12个姑娘的头发间,并唱道“十二位姑娘十二朵花,十二分蚕花到农家”,希望这些姑娘家以后养蚕有十二分的好收成[10][39]。
湖南溆浦县民间的“蚕灯舞”在当地享有盛誉。传说明正德年间的一个仲夏,茂盛的庄稼遭到害虫的危害,于是几位老者去祈求神灵庇佑。翌日凌晨,突然刮来一阵狂风,随风有一群昆虫飘落在受虫灾的庄稼上,三天三夜后害虫全部死光,人们发现原来是蚕吐丝卷死了害虫,蚕也因吐丝而死亡。当地人为纪念“神蚕”,就把蚕的形象做成灯,取名“蚕灯”,每逢新春佳节举行蚕灯舞会,祈福新的一年丰收[40]。
参考资料 40
- 参考 1
- Species — 物种2000中国节点
- 参考 3
- http://www.zoology.csdb.cn/taxon/%7BE994CB94-D580-4137-8066-A73988566DD5%7D
- 参考 5
- 参考 6
- 参考 7
- 参考 8
- 参考 9
- 参考 10
- 参考 11
- 参考 12
- 参考 13
- 参考 14
- 参考 15
- 参考 16
- 参考 17
- 参考 18
- 参考 19
- 参考 20
- 参考 21
- 参考 22
- 参考 23
- 参考 24
- 参考 25
- 参考 26
- 参考 27
- 参考 28
- 参考 29
- 参考 30
- 参考 31
- 参考 32
- 绘制家蚕基因图谱助力养蚕 — 今日头条
- 我国家蚕研究取得新进展 家蚕丝腺单细胞转录组图谱绘成 — 今日头条
- 重庆绘就全球首张家蚕超级泛基因组图谱 率先创建“数字家蚕”基因库,开启家蚕分子育种新纪元_重庆市人民政府网 — 重庆市人民政府网站
- 参考 36
- 参考 37
- 参考 38
- 参考 39
- 参考 40




