مقایسه عملکرد صفات تولیدی و ماندگاری لاین‌های تجاری کرم ابریشم ایران در شرایط تنش سرمایی

مقدمه و هدف: یکی از اهداف برنامه‌های نوین پرورش و اصلاح نژاد کرم ابریشم بررسی توانایی مقاومت در برابر نوسانات محیطی است. کرم‌های ابریشم موجوداتی خون سرد هستند، به این معنی که دمای بدن و فرآیندهای متابولیک آنها تحت تاثیر دمای محیط قرار می‌گیرد. کرم‌های ابریشم به تغییرات دما حساس هستند و قرار گرفتن در معرض دمای سرد می‌تواند بر رشد، نمو و سلامت کلی آنها تاثیر بگذارد. تاکنون توجه ویژه ای در زمینه ی اصلاح صفات سازگاری در کرم ابریشم های ایران صورت نگرفته است. لازمه ی این هدف، بهبود صفات مرتبط با مقاومت نسبت به تنش ها و سازگاری با شرایط جدید است. در همین این راستا، بانک ژن کرم ابریشم کشور به ویژه در بخش لاین های تجاری باید گسترش یافته و ضمن شناسایی قابلیت های ژنتیکی لاین های موجود، منابع ژنتیکی جدید نیز در دسترس قرار گیرند. در این بین، تولید تخم هایی که به تنش سرمایی مقاومت داشته باشند، یکی از راه کارهای پیشنهادی برای مقابله با این تنش است. بدین منظور لازم است که سطح مقاومت یا حساسیت به تنش سرمایی در لاین های تجاری مورد استفاده در تولید تخم های تجاری مشخص و لاین های مورد نظر از این جنبه رتبه بندی شوند. با داشتن این رتبه بندی، می توان توصیه هایی جهت ایجاد تلاقی بین لاین های مزبور با هدف تولید تخم های تجاری مقاوم یا حساس به تنش سرمایی و توزیع هر دسته از این تخم ها در مناطق جغرافیایی مختلف با اقلیم های متفاوت ارائه نمود. در پژوهش حاضر، عملکرد ژنوتیپ های (لاین‌های) تجاری کرم ابریشم ایران شامل 31، 32، 103، 104، 151، 153 و 154 در قالب تیمارهای شاهد و تحت چالش تنش سرمایی مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روش ها: بعد از مراحل آماده سازی پرورش، تخم نوغان ها در شرایط دمایی و رطوبتی استاندارد به مدت 12 روز در اتاق تفریخ نگهداری شدند. برای پرورش، شرایط استاندارد 2±25 درجه سانتی گراد، رطوبت نسبی 5±75 درصد و دوره نوری 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی در نظر گرفته شد. برای تغذیه لاروها، از برگ  های درختان توت واریته  های اصلاح شده استفاده شد. برای القای تنش سرمایی، از هر ژنوتیپ 300 لارو روز سوم در سن پنجم (در قالب 3 تکرار 100 لاروی) به مدت 12 ساعت در انکوباتور با دمای صفر درجه سلسیوس قرار گرفتند و پس از آن به شرایط استاندارد پرورش با دمای 25 درجه بازگردانده شدند. برای بررسی صفات تولیدی در هر یک از لاین های تیمار و شاهد، صفات وزن پیله، وزن قشر پیله، درصد قشر پیله، تعداد پیله در لیتر، وزن پیله در لیتر، میانگین های وزن یک پیله، یک پیله خوب، یک پیله متوسط، یک پیله ضعیف و یک پیله مضاعف و برخی صفات مرتبط با زنده مانی شامل درصد لاروهای زنده، درصد لاروهای مرده، درصد تلفات شفیرگی و درصد پروانه تولیدی مورد بررسی قرار گرفتند. برای تجزیه و تحلیل آماری از رویه مدل های خطی تعمیم یافته (glm) در نرم‌افزار sas استفاده شد و مقایسه میانگین‌ها با آزمون آماری توکی در سطح معنی داری 5 درصد انجام شد. یافته ها: به طور کلی، بیشترین و کمترین مقادیر صفات در بین ژنوتیپ  ها و تحت شرایط تنشی اعمال شده یکسان نبوده، اما برخی از ژنوتیپ  ها برای تعداد بیشتری از صفات از عملکرد بالاتری برخوردار هستند. در میان صفات مورد بررسی، صفات مربوط به وزن پیله، وزن قشر پیله و درصد قشر پیله مهم ترین صفات در اهداف اصلاحی هستند که دارای ارزش اقتصادی بالایی بوده و برای بهبود عملکرد پیله استفاده می شوند. در این بین، صفات درصد لاروهای زنده، درصد لاروهای مرده، درصد تلفات شفیرگی و درصد پروانه تولیدیی به عنوان شاخص های مهم مرتبط با ماندگاری مطرح هستند و تفاوت معنی داری بین لاین های مورد بررسی نشان دادند. نتایج حاصل از مقایسه میانگین ها نشان داد که به طور کلی لاروهای گروه شاهد در تمامی صفات مورد بررسی عملکرد بهتری در مقایسه با لاروهای تحت تنش سرمایی داشتند و تفاوت معنی داری بین آنها مشاهده شد (0/001>p). اگرچه، دو لاین 153 و 154 از گروه تنش سرمایی در بسیاری از صفات تولیدی و مرتبط با ماندگاری عملکرد بالاتری نسبت به سایر لاین های تحت تنش سرمایی و حتی برخی لاین های گروه شاهد داشتند.نتیجه گیری: دمای محیط پرورش، یکی از عواملی است که در صورت نوسان، منجر به دورشدن شرایط پرورش از وضعیت بهینه و بروز خسارت می  گردد. به طور کلی در حشرات، تنش سرمایی و دماهای پایین با در نظر گرفتن شدت و مدت زمانی که حشره در معرض آن قرار می گیرد، تاثیرات متفاوتی داشته و علاوه بر این، مرحله ی زندگی و میزان تکامل سازوکارهای سازگاری و انطباق با محیط نیز تاثیر عمده ای بر پاسخ حشره به تنش سرمایی دارد. نتایج حاصل از پژوهش حاضر نشان می دهد که عملکرد لاین های تجاری کرم ابریشم ایران در شرایط تنش سرمایی تحت تاثیر قرار گرفته و لاین های 153 و 154 مقاومت بالاتری نسبت به سایر لاین های مورد بررسی دارند و می توانند در خط تولیدی هیبریدهای تجاری به لحاظ مقاومت به تنش سرمایی و آماره های تولیدی و زنده مانی در اولویت قرار گیرند. برای مطالعات بیشتر، پیشنهاد می شود ویژگی های مولکولی و بیوشیمیایی برخی پروتئین های مرتبط با تنش دمایی در تیمارهای مختلف اندازه گیری شود.

performance comparison of production and longevity traits in commercial lines of iranian silkworms under cold stress conditions

extended abstractbackground: one of the goals of new programs for silkworm breeding is to investigate the ability to withstand environmental fluctuations. silkworms are cold-blooded organisms, meaning that their body temperature and metabolic processes are affected by the temperature of the environment. silkworms are sensitive to temperature changes, and exposure to cold temperatures can affect their growth, development, and overall health. so far, no special attention has been paid to improving compatibility traits in iranian silkworms. the requirement of this goal is to improve the traits related to resistance to stresses and adaptation to new conditions. achieving this regard requires expanding the country’s silkworm gene bank, especially in the field of commercial lines. new genetic resources should also be made available while identifying the genetic capabilities of the existing lines. in the meantime, producing eggs that are resistant to cold stress is one of the proposed solutions to deal with this stress. for this purpose, it is necessary to determine the level of resistance or susceptibility to cold stress in commercial lines used in the production of commercial eggs, and the desired lines should be rated from this aspect. with this rating, recommendations can be made to create crosses between the mentioned lines aiming at producing commercial eggs resistant or sensitive to cold stress and distributing each batch of these eggs in different geographical areas with different climates. in the present study, the performance of commercial lines of iranian silkworms including 31, 32, 103, 104, 151, 153, and 154, under cold stress was investigated in control and challenge treatments.methods: after the steps of preparation for breeding, silkworm eggs were kept in a hatching room under standard temperature and humidity conditions for 12 days. the standard conditions for breeding were temperature (25 ± 2 °c), relative humidity (75 ± 5%), and photoperiod (16 hours light/ 8 hours dark). mulberry leaves of modified varieties were used to feed the larvae. to induce cold stress, 300 larvae on the third day of the fifth instar (in the form of three replicates of 100 larvae) were incubated at 0 °c for 12 hours and then returned to the standard rearing conditions at 25 °c. the production traits the characteristics of cocoon weight, cocoon shell weight, cocoon shell percentage, number of cocoons per liter, cocoon weight per liter, the average weight of a cocoon, the average weight of the best cocoon, the average weight of a middle cocoon, the  average weight of a weak cocoon, and the average weight of a double cocoon, as well as some traits related to longevity, including the percentage of live larvae, the percentage of dead larvae, the percentage of pupal losses, and the percentage of produced butterflies, were investigated in each cold stress and control treatments. for statistical analysis, the generalized linear model (glm) procedure was used in sas software, and means were compared with tukey’s statistical test at a significant level of 0.05.results: in general, the highest and lowest values of traits were not the same among the genotypes and under applied stress conditions, but some genotypes showed higher performance for a larger number of traits. among the studied traits, those related to cocoon weight, cocoon shell weight, and cocoon shell percentage are the most important traits for breeding purposes, which have high economic values and are used to improve cocoon performance. meanwhile, the live and dead larvae percentage traits, along with death pupae percentage and productive moth percentage, are important indicators related to viability, which showed significant differences between the studied lines. the results of mean comparisons showed that the larvae of the control group generally had better performance in all the examined traits than the larvae under cold stress, with a significant difference (p < 0.001). however, two lines 153 and 154 from the cold stress group had higher performance in many production and longevity traits than the other lines under cold stress and even some lines of the control group. conclusion: the temperature of the breeding environment is one of the factors that, in the case of fluctuation, leads to the deviation of breeding conditions from the optimal state and damage. in general, cold stress and low temperatures have different effects on insects, considering the intensity and duration of the insect’s exposure. in addition, the stage of life, the evolution degree of adaptation mechanisms, and adaptation to the environment greatly affect the insect’s response to cold stress. the results of the present research show that the performance of commercial lines of iranian silkworms is affected under cold stress conditions, and lines 153 and 154 have higher resistance than the other lines. hence, they can be prioritized in the production of commercial hybrids in terms of resistance to cold stress and production and survival records. further studies are suggested to measure the molecular and biochemical characteristics of some proteins related to temperature stress in different treatments.