杜比亞蟑螂的生物學特性及功能的研究進展

汪梓晗，夏秋博，張春悅，周清波，夏 俊，程廣東

（1.佳木斯大學生命科學學院，黑龍江佳木斯 154007；2.中-烏農林技術開發與應用國際合作聯合實驗室，黑龍江佳木斯 154007）

杜比亞蟑螂（Blaptica dubia）又名橙色斑點蟑螂（Bridget等，2017）、杜比亞大蠊，屬于昆蟲綱蜚蠊目（Blaberidae）蜚蠊科（Blaptica），屬卵胎生昆蟲。杜比亞蟑螂原產地為中南美洲，主要分布于巴西至阿根廷、圭亞那等地區（章敏等，2012；肖驍等，2012）。杜比亞蟑螂富含大量粗蛋白質、脂肪及礦物質，其若蟲時期脂肪含量約為30%，蛋白質含量約為65%，還包含有氨基酸、糖類及礦物質，如鋅（Zn）、鐵（Fe）、鈉（Na）、鉀（K）等多種礦物質營養元素，其營養價值可應用于醫療保健等領域（Cerreta等，2021）。近年來，杜比亞蟑螂被引進并經過人工飼養已經可以大規模高密度養殖，又因為具有較高的營養價值，現已成為蜥蜴、巴西龜，飛鼠等爬行動物和兩棲動物的活體飼料，因其具有較高的營養價值已成為開發潛力較大的商用資源型昆蟲，具有極高的開發與應用前景。本文主要闡述杜比亞蟑螂的生物學特征，飼養的條件，不同因素及環境對杜比亞蟑螂生長、器官的影響，以及營養成分和實際應用的研究進展，以期為杜比亞蟑螂的研究、養殖和利用提供參考。

1 生物學特征

1.1 外部形態特征杜比亞蟑螂相較于其他蜚蠊目蟑螂體型較大，成蟲可達30～40 mm，Ahmad Hussein Alamer等（2014）發現，雌性體長略大于雄性，成蟲呈黑褐色。雄性成蟲具有完整的翅張于腹部末端，有較長的觸角，可作為嗅覺，味覺和機械刺激的傳感器（Hinterwirth等，2004），雌性翅已基本退化為翅鞘，分布在背部兩側。杜比亞蟑螂不可飛行，且爬行能力弱，不能在垂直或光滑的平面爬行。

1.2 生活習性杜比亞蟑螂主要生活于中南美洲熱帶雨林，生活環境多為高溫高濕環境。杜比亞蟑螂是腐食性昆蟲。Franz等（2016）發現其運動能力較弱，對有毒、刺激性試劑有強烈反應。環境溫度與濕度對杜比亞蟑螂的生存起到決定性作用，同時會隨溫度的變化調節自身生命活動。杜比亞蟑螂的生存溫度區間較大。

2 飼養

2.1 飼養條件飼養時可采用40 cm×40 cm×100 cm的塑料箱，根據養殖密度放入雞蛋板以增加杜比亞蟑螂活動面積，一般300只密度可放入20片雞蛋紙托盤。韓學儉等（2002）研究表明，雞蛋紙托盤使用前需使用0.1%過氧乙酸進行氣溶膠噴霧及噴灑后烘干。飼養濕度75%，溫度在20～30℃時發育周期最短，產卵量最大（王勇強，2020）。杜比亞蟑螂運動能力較低，在光滑平面無攀爬能力，本身無異味，徐紹銳等（2006）發現，可在飼養箱上方扎若干氣孔保持飼養箱通氣，且蟑螂不會爬出。

2.2 生長過程雌性杜比亞蟑螂發育成熟后卵頰粘于背部，雄性為卵頰內卵受精，肖驍等（2012）發現，卵受精后卵頰收回雌性腹部內，20 d左右，卵發育成若蟲，胎生出體外。若卵頰未受精會被直接排出體外，需及時清理。

若蟲發育階段需與成蟲分離單獨飼養，若出現死亡、患病、進食異常等情況需及時清理死病蟲體，更換飼料配比。若蟲需經歷7～10次脫皮，80日齡羽化后成為成蟲，每次蛻皮后增加1齡期（白華毅等，2019；韓學儉，2002）。在每次蛻皮后需清理褪下的死皮，更換雞蛋紙托盤，以保證若蟲成長階段的環境清潔。

發育至成蟲后，白華毅等（2019）按雌雄比2∶1置于飼養箱中培養下一代，繁殖效率更高，期間仍需定時清理飼養箱衛生，清理糞便食物殘渣，可定期噴灑殺螨蟲藥物預防螨蟲。

2.3 飲食情況可投喂鼠糧或狗糧，也可投喂卷心菜、水果和谷類谷物、小動物食用的干小麥粉，根據不同時期蟲體狀態調整配料比，杜比亞蟑螂屬于雜食腐食性昆蟲，可在飼養箱中加入一定數量青菜葉和瓜果皮增加濕度（Ardestani等，2019；馬銀娟，2010）。投喂飼料也需進行消毒殺菌處理，以保證飼料安全衛生。

3 不同因素對蟑螂影響

對杜比亞蟑螂生長影響因素主要為飲食、溫度和病害。

3.1 溫度Wu等（2016）研究了不同溫度對杜比亞蟑螂若蟲生長周期長短的影響發現，在飼養條件相同，溫度變化在20～30℃時若蟲可以完全發育為成蟲，超過35℃后若蟲僅能存活3個齡期，40℃時若蟲僅能存活4 d。當溫度處于15℃時，277 d后，一只若蟲蛻皮進入二齡。467 d后，一些若蟲仍在一齡，沒有若蟲進入三齡。外部溫度低于15℃時處于蟄伏狀態，同時新陳代謝降低。由此可見，溫度過低或過高都會引起杜比亞蟑螂若蟲生長的延緩或死亡。若蟲日常生活也會產生熱量（肖驍等，2012），飼養箱溫度也會局部上升，需時常監控溫度變化，隨時調整。

3.2 病害杜比亞蟑螂若蟲極易感染疾病，在大量投入飼料時，溫度會發生急劇變化，體內腸道消化酶失活。Pick等（2010）研究表明，溫度增高會使孕育期雌性杜比亞成蟲血藍蛋白質含量降低，影響雌性成蟲對卵頰供氧。肖驍等（2012）發現，5～9月若蟲極易感染螨蟲。毛本勇等（2002）研究發現，蜚蠊目昆蟲主要感染腐食酪螨、伯氏嗜木螨、茅舍血厲螨這3種螨類。防治螨蟲主要依靠對飼料消毒除螨及飼養箱環境衛生控制，并防止飼料帶螨卵。

3.3 飲食Bouchebti等（2022）研究表明，不同性別在成蟲時期對蛋白質攝入也會有不同需求。營養充足時，雌性成蟲更喜歡富含碳水化合物的飲食，并通過在高蛋白飲食中攝入較少的食物來避免攝入過多的蛋白質。雄性成蟲在食用相同量的食物時表現出更大膽的個性（Raubenheimer等，2005）。Bunning Harriet等（2016）發現，飲食對杜比亞蟑螂個性的性別特異性影響可以體現在雄性蟑螂在面臨營養壓力時發現新的食物資源來改善群體的健康狀況，而卵生雌性蟑螂及其攜帶的后代則在庇護中花更多時間受到保護。

4 營養成分測定

各階段的杜比亞蟑螂營養價值都很高，其干燥蟲粉富含粗蛋白質、粗脂肪、多種維生素、粗多糖及多種礦物元素。Young等（2010）研究表明，因其富含脂肪，可提供較高的熱量作為動物飼料，同時較高的脂肪也可提高食物的適口性和細胞功能。

杜比亞蟑螂成蟲干粉（BDDM）的粗蛋白質含量（96.6%）高于其若蟲干粉的粗蛋白質含量（65.3%），其數值同樣高于其他蜚蠊目同時期蟑螂。相反，杜比亞蟑螂若蟲的蛋白含量高于成蟲蛋白質含量（Cerreta等，2021；Kulma等，2016；Finke2015）。BDDM、海蝦、草魚、雞蛋和牛里脊肉的部分營養成分含量見表1。相比于海蝦、雞蛋、草魚和牛肉，BDDM僅鈣含量低于海蝦，其所包含的磷（P）、鐵（Fe）、鋅（Zn）含量均高于海蝦、雞蛋、草魚和牛肉。除鈣（Ca）、磷（P）、鐵（Fe）、鋅（Zn）外，BDDM 還 富 含 銅（Cu）、鎂（Mg）、錳（Mn）、鉀（Ka）等 礦 物 元 素，其 中 銅（Cu）、鎂（Mg）含量高于豆粕和魚干粉（Yi等，2013；OONINCX，2012 ；Banaszkiewicz，2011）。BDDM同樣富含多種氨基酸，在檢測的8種必須氨基酸中，除絲氨酸（SER）及4種必需氨基酸含量低于雞蛋干粉外，天冬氨酸（ASP）、谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）等非必需氨基酸也高于海蝦、雞蛋、草魚和牛肉（Vrabec等，2015；田華，2015；王加啟等，2004）。天冬氨酸（ASP）、谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）在日常生活中對人體健康也起到重要作用。胡鮮等（2021）研究表明，天冬氨酸可調控抗氧化酶活性，修復炎癥組織。陳明霞等（2021）研究表明，谷氨酸可以為消化系統上皮細胞供能，促進其發育，同時可以協助神經信號傳導。甘氨酸可有效改善睡眠障礙患者的睡眠質量，同時也可保護藥物對胃的刺激（龔文照，2021）。氨基酸是重要的藥物、保健品原材料及食品添加劑。綜上所述，杜比亞蟑螂是營養價值很高的昆蟲，具有極高的研究價值，是重要的待開發資源。

表1 DBDM、全脂牛奶、雞蛋、牛肉、草魚營養成分統計mg/g

5 杜比亞蟑螂的生物學功能

杜比亞蟑螂相比于人類對外界環境刺激反應更加劇烈，被Isaac等（2022）作為模型生物暴露在環境污染毒理學的研究中。它相對于哺乳動物模型的優勢有關，體現在維護成本低、易于操作，繁殖能力強，可廣泛使用。

5.1 腸道菌群的研究杜比亞蟑螂腸道中富含共生菌群，具有極高的研究價值。單體江等（2020）對杜比亞蟑螂腸道內菌群采集培養后得出5種不同的共生真菌（青霉屬1株、曲霉屬3株和聚孢霉屬1株），其中菌株BDF-2、BDF-4、BDF-5有較好的康抗菌活性，菌株BDF-1，BDF-2和BDF-3的菌液提取物均表現出明顯的抗氧化活性。杜比亞蟑螂在抗氧化、抑菌方面具有重要的參考價值。

5.2 生化環境研究由于杜比亞蟑螂對化學藥劑特別敏感，常用于對化學武器的偵測。Franz等（2016）研究表明，杜比亞蟑螂的膽堿酯酶抑制能力依次為塔朋＜環沙林＜沙林＜梭曼＜VX。Popp等（2018）發現，當杜比亞蟑螂觸角接觸硫芥后出現了一種驚人的逃跑行為。通過安裝有運動感應器攝像頭的箱子可以實現自動場外報警系統。

5.3 磁場影響研究亞蟑螂的生長周期較長，慢性實驗對其反應較為明顯，可以將其暴露于不同頻率磁場，勘測磁場對動物器官的影響。Dajana等（2020）將杜比亞蟑螂長期同時暴露在靜磁場和低頻磁場會降低若蟲的體重和脂肪體中的糖原含量，但會增加運動量。長期暴露在靜磁場可提高脂肪體的總脂質含量，而長期暴露在低頻磁場可降低脂肪體質量和總脂質含量。長期暴露在靜磁場和低頻磁場也可以提升杜比亞蟑螂若蟲的抗氧化能力，其SOD、CAT、GR、GST等抗氧化酶活性增加（Dajana等，2019）。這為磁場對無脊椎動物的器官影響提供了新的理論依據及應用思路。

6 展望

杜比亞蟑螂含有豐富的氨基酸、蛋白質、礦物質元素，其營養價值豐富，可應用于多個領域。目前，杜比亞蟑螂的研究仍處于實驗室階段，在活體飼料、毒理學、醫療保健等領域都有顯著的科研成果。因此，可以在保證杜比亞蟑螂營養成分穩定的同時縮短飼養周期，加大養殖力度，實現自動化生產繁殖。杜比亞蟑螂的粗多糖及黃酮提取物還有待研究，未來可以整合其功能，充分利用其營養價值。在資源昆蟲領域，控制溫度濕度可增加生長效率、保證衛生環境，可使若蟲更地快生長成成蟲。杜比亞蟑螂腸道菌群培養還有很大的發展空間，對化學藥劑和磁場反應也可進行更深層次的研究，是未來資源昆蟲重要的研究對象。杜比亞蟑螂有望成為主流高蛋白寵物飼養活體飼料，在模型動物及藥用價值方面還可深度研究，促使養殖業快速發展，實現醫藥領域的應用。