跳蟲(chóng)培養(yǎng)瓶和培養(yǎng)基的選用及優(yōu)化

趙 巖，張玉平，賈少波，張俊景

（聊城大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東 聊城 252059）

跳蟲(chóng)（springtails）又稱彈尾蟲(chóng)、粘管蟲(chóng)等，是彈尾綱（Class Collembola）動(dòng)物的通稱。相關(guān)研究表明，跳蟲(chóng)是土壤生態(tài)系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)節(jié)肢動(dòng)物類(lèi)群，不僅在參與物質(zhì)循環(huán)、降低環(huán)境中重金屬和有機(jī)污染物毒性等方面有重要作用，而且具有生態(tài)環(huán)境指示作用。此外，少數(shù)種類(lèi)的跳蟲(chóng)對(duì)農(nóng)作物及真菌存在危害[1]。因此，跳蟲(chóng)的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，對(duì)于深入了解不同種類(lèi)跳蟲(chóng)的形態(tài)特征、生長(zhǎng)發(fā)育、行為特征及其與環(huán)境之間的交互作用關(guān)系等十分重要。跳蟲(chóng)的體型微小，體長(zhǎng)一般在1～3 mm之間，極少數(shù)大型種類(lèi)也不過(guò)10 mm長(zhǎng)，許多關(guān)于跳蟲(chóng)生物學(xué)的研究需要在顯微鏡下進(jìn)行活體觀察。因此，選擇合適的培養(yǎng)瓶和培養(yǎng)基是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的關(guān)鍵。目前，關(guān)于跳蟲(chóng)培養(yǎng)研究的報(bào)道較少[2-3]，如何選擇用于活體培養(yǎng)的合適的培養(yǎng)瓶和培養(yǎng)基更是鮮有介紹。本文根據(jù)作者實(shí)驗(yàn)室跳蟲(chóng)培養(yǎng)和研究的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)跳蟲(chóng)培養(yǎng)瓶和培養(yǎng)基的選用及制作方法進(jìn)行了介紹，供同行以及跳蟲(chóng)學(xué)愛(ài)好者參考。

1 培養(yǎng)瓶的選擇和制作

一定的生活空間，是跳蟲(chóng)完成運(yùn)動(dòng)、取食、生長(zhǎng)、蛻皮、排泄、生殖等正常生理活動(dòng)的保證。理想的培養(yǎng)瓶，既需要為跳蟲(chóng)提供足夠的生長(zhǎng)和活動(dòng)空間，又要方便研究者的飼養(yǎng)和觀察，還要適合標(biāo)準(zhǔn)化培養(yǎng)，以利于施加不同影響因子的對(duì)照研究。我們根據(jù)日常的實(shí)驗(yàn)室跳蟲(chóng)培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了幾種適用的培養(yǎng)瓶及改造方法，介紹如下。

1.1 培養(yǎng)皿

由玻璃制成的培養(yǎng)皿，每一套由一個(gè)底和一個(gè)蓋組成，是實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)器皿，它開(kāi)口寬闊，透明的玻璃材質(zhì)有利于對(duì)跳蟲(chóng)的宏觀觀察，可以選擇不同型號(hào)的培養(yǎng)皿進(jìn)行一些跳蟲(chóng)的培養(yǎng)，特別適用于培養(yǎng)球角蟲(chóng)兆類(lèi)（Hypogastruroidea）、棘蟲(chóng)兆類(lèi)（Onychiuroidea）以及愈腹蟲(chóng)兆目（Symphypleona）的一部分活動(dòng)能力較弱的跳蟲(chóng)，也適合于對(duì)蟲(chóng)卵的發(fā)育進(jìn)行培養(yǎng)和觀察。應(yīng)該注意的是，由于培養(yǎng)皿邊緣較低，活動(dòng)能力強(qiáng)的跳蟲(chóng)（如長(zhǎng)角蟲(chóng)兆類(lèi)）容易跳出培養(yǎng)皿或者沿培養(yǎng)皿的壁爬出，因此這些跳蟲(chóng)需要選擇深口器皿來(lái)培養(yǎng)。

1.2 指形管

指形管或稱小試管，規(guī)格在50 mm×5 mm至100 mm×10 mm不等，體積小、瓶口高、攜帶方便，用保鮮膜或者紗布扎口，即可進(jìn)行培養(yǎng)。指形管是跳蟲(chóng)臨時(shí)培養(yǎng)的好工具，不僅便于野外采集后的臨時(shí)攜帶和存放，而且有助于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)觀察，可以用肉眼觀察或采用體式顯微鏡觀察。若在型號(hào)小一些的指形管中培養(yǎng)跳蟲(chóng)，還可以用透視顯微鏡觀察。由于指形管體積小，一般僅可用作少量跳蟲(chóng)的短期飼養(yǎng)。

1.3 用燒杯改造制作培養(yǎng)瓶

跳蟲(chóng)大批量的標(biāo)準(zhǔn)化培養(yǎng)，需要有相對(duì)穩(wěn)定的培養(yǎng)環(huán)境，并且應(yīng)該適于多種人為干擾因子變換下的培養(yǎng)。由于早期對(duì)跳蟲(chóng)的研究不多，實(shí)驗(yàn)室常用儀器中沒(méi)有十分合適跳蟲(chóng)標(biāo)準(zhǔn)化批量培養(yǎng)的器具，需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。實(shí)驗(yàn)室常用器皿中，燒杯的空間相對(duì)較大，而且取材方便，是制作培養(yǎng)瓶的合適材料。但其瓶口不易封閉，跳蟲(chóng)容易逃脫，且燒杯的高度也不利于在體視顯微鏡下對(duì)跳蟲(chóng)的活體進(jìn)行觀察，故需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求對(duì)燒杯進(jìn)行改造。

選擇500 mL或者1 000 mL的燒杯，沿橫截面用玻璃切割刀截?cái)?，留下的燒杯高度?00 mm左右為宜（一般跳蟲(chóng)不會(huì)跳過(guò)這個(gè)高度），將截面用砂紙打磨光滑，以便于用保鮮膜和橡皮筋封口。加入培養(yǎng)基后，放入目標(biāo)跳蟲(chóng)物種，用昆蟲(chóng)針在保鮮膜扎孔以保持空氣的流通，即可進(jìn)行培養(yǎng)。此培養(yǎng)瓶特別于培養(yǎng)活動(dòng)能力較強(qiáng)的跳蟲(chóng)，如長(zhǎng)角蟲(chóng)兆類(lèi)，亦可作為通用培養(yǎng)瓶。制作方法見(jiàn)圖1。

圖1 燒杯改造為跳蟲(chóng)培養(yǎng)瓶的過(guò)程

1.4 其它培養(yǎng)容器

跳蟲(chóng)的培養(yǎng)器皿，除了使用實(shí)驗(yàn)室玻璃器皿進(jìn)行專門(mén)設(shè)計(jì)制作之外，還可根據(jù)跳蟲(chóng)的種類(lèi)、生活習(xí)性和節(jié)約的原則，就地取材設(shè)計(jì)制作。常見(jiàn)的塑料瓶、玻璃罐、“幸運(yùn)星”玻璃瓶等都可以用作跳蟲(chóng)的培養(yǎng)器皿?？梢赃x取適當(dāng)大小的玻璃瓶作為培養(yǎng)瓶，以省去改造的步驟。紙杯和桶裝方便面的紙碗，改造方便，也適合制作成跳蟲(chóng)的培養(yǎng)瓶，但由于在潮濕環(huán)境中紙質(zhì)易變形，故不適于跳蟲(chóng)的長(zhǎng)期培養(yǎng)。

2 培養(yǎng)基的選擇和優(yōu)化

培養(yǎng)基是室內(nèi)培養(yǎng)跳蟲(chóng)生活的基質(zhì)，為跳蟲(chóng)提供了生活所必需的底質(zhì)物質(zhì)資源、水分及蔭蔽所。除了使用傳統(tǒng)的“石膏粉-活性炭培養(yǎng)基”之外，在實(shí)際工作中，根據(jù)研究的目的，也可使用不同類(lèi)型的培養(yǎng)基。

2.1 傳統(tǒng)的石膏粉-活性炭培養(yǎng)基

這種培養(yǎng)基由Goto于上世紀(jì)60年代提出[4]，配置方法為按9∶1的比例稱取石膏粉和活性炭，加蒸餾水?dāng)嚢璩珊隣?，均勻地倒入或用小湯匙盛入培養(yǎng)容器中，自然陰干即可。實(shí)際飼養(yǎng)時(shí)根據(jù)培養(yǎng)的跳蟲(chóng)種類(lèi)及實(shí)驗(yàn)要求調(diào)節(jié)濕度。這種培養(yǎng)基制成后為灰色，質(zhì)地均勻、保水性好，適合多種跳蟲(chóng)的培養(yǎng)，尤其適合培養(yǎng)“標(biāo)準(zhǔn)蟲(chóng)”白符蟲(chóng)兆（Folsomia candida）等淺色或白色跳蟲(chóng)，是經(jīng)常使用的培養(yǎng)基之一。但這種培養(yǎng)基在培養(yǎng)灰色（如，大多數(shù)跳蟲(chóng)）或其它深色跳蟲(chóng)（如，紫蟲(chóng)兆Ceratophysella duplicispinosa）時(shí)不易觀察。

2.2 用采集地點(diǎn)的土壤作為培養(yǎng)基

用跳蟲(chóng)采集地點(diǎn)的土壤制作培養(yǎng)基，可以最大限度還原跳蟲(chóng)在野外的生存環(huán)境，有利于提高培養(yǎng)的成活率，使跳蟲(chóng)保持與野外相似的生活力，還可使跳蟲(chóng)盡快適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室的飼養(yǎng)，是培養(yǎng)跳蟲(chóng)的一個(gè)重要途徑。

2.2.1 非消毒性原地土壤培養(yǎng)基 制作培養(yǎng)基的過(guò)程如下，將采集地點(diǎn)的土壤用40目或60目篩子過(guò)濾，將過(guò)濾后的細(xì)土平鋪在培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)，厚度約10 mm，然后在體試顯微鏡下去除土壤中的其他節(jié)肢動(dòng)物，以防止其它動(dòng)物對(duì)跳蟲(chóng)的干擾，加入適量純凈水以保持培養(yǎng)基濕度，即可進(jìn)行跳蟲(chóng)培養(yǎng)。

由于采集于野外的土壤中成分復(fù)雜，雜質(zhì)較多，故這種培養(yǎng)基也存在一些缺點(diǎn)。比如土壤中的螨蟲(chóng)、蜘蛛等會(huì)取食跳蟲(chóng)的卵，對(duì)跳蟲(chóng)的生長(zhǎng)繁殖影響較大，需要及時(shí)清除。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的培養(yǎng)，土壤培養(yǎng)基中容易長(zhǎng)出菌落，會(huì)提高跳蟲(chóng)的死亡率，在日常觀察中應(yīng)及時(shí)清理。此外，由于野外土壤中的成分不同，其吸水性和保水性并不穩(wěn)定，需要及時(shí)觀察并調(diào)整培養(yǎng)基的濕度。

2.2.2 消毒性原地土壤培養(yǎng)基 為了消除非消毒性原地土壤培養(yǎng)基中其他生物干擾的問(wèn)題，采用烘箱烘干原地土壤的方式制作培養(yǎng)基，方法類(lèi)似于土壤水分測(cè)定中的土壤烘干法。將采集地點(diǎn)的土壤用40目或60目篩子過(guò)濾，將過(guò)濾后的細(xì)土平鋪在干凈的玻璃板表面，然后放在帶蓋鋁盒中，在105±5℃的烘箱中進(jìn)行烘干，冷卻后即可使用。鋪設(shè)于培養(yǎng)瓶中的烘干土壤厚度一般為5～10 mm，這種培養(yǎng)基特別適用于原產(chǎn)地跳蟲(chóng)的單物種培養(yǎng)。

2.3 吸水紙脫脂棉培養(yǎng)基

吸水紙和脫脂棉具有良好的吸水性和保濕性，也是制作培養(yǎng)基的合適材料。首先將脫脂棉均勻平鋪在培養(yǎng)瓶底部，厚度約1 cm。加入適量的純凈水，將脫脂棉壓緊并貼附在瓶底。剪取與培養(yǎng)瓶大小相適應(yīng)的吸水紙平鋪在脫脂棉上，吸水紙應(yīng)略大于培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)壁，防止培養(yǎng)瓶邊緣產(chǎn)生大的縫隙。此培養(yǎng)基制作比較簡(jiǎn)便，而且以白色作為培養(yǎng)基的底色有利于對(duì)大多數(shù)跳蟲(chóng)種類(lèi)的觀察。但應(yīng)該注意的問(wèn)題是，長(zhǎng)時(shí)間的培養(yǎng)，吸水紙容易老化變形，因此該方法僅適于跳蟲(chóng)的短期培養(yǎng)。

3 不同跳蟲(chóng)的培養(yǎng)基的優(yōu)化

由于跳蟲(chóng)的種類(lèi)多樣，生活環(huán)境也不盡相同，生活習(xí)性也存在差異。根據(jù)跳蟲(chóng)的不同生活習(xí)性對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行改造，更有利于跳蟲(chóng)的培養(yǎng)。

長(zhǎng)角蟲(chóng)兆類(lèi)一般生活在落葉層中，它們彈器發(fā)達(dá)，活動(dòng)能力強(qiáng)，喜歡攀附生活，在培養(yǎng)瓶中容易沿瓶壁向上爬，進(jìn)而逃脫。根據(jù)此生活習(xí)性，可以模擬長(zhǎng)角跳野外的生長(zhǎng)環(huán)境，在培養(yǎng)基表面放幾片落葉，使其聚集在葉片上活動(dòng)，不但改善了跳蟲(chóng)的生長(zhǎng)環(huán)境，也方便了管理。

紫蟲(chóng)兆、棘蟲(chóng)兆、等節(jié)蟲(chóng)兆（Isotomoidea）中的小型種類(lèi)，主要生活在土壤層中，攀爬能力相對(duì)較弱，它們喜歡聚集在培養(yǎng)基的縫隙中，不利于人們觀察。在制作培養(yǎng)基的過(guò)程中，應(yīng)避免出現(xiàn)裂縫。同時(shí)，可在培養(yǎng)基上放入幾片蓋玻片，跳蟲(chóng)會(huì)相對(duì)集中在蓋玻片下，這樣既解決了此類(lèi)跳蟲(chóng)善于鉆縫的問(wèn)題，也不會(huì)影響對(duì)它們的觀察研究。

有些跳蟲(chóng)，如許多長(zhǎng)角蟲(chóng)兆類(lèi)，對(duì)生存環(huán)境要求較高，不僅需要較大的培養(yǎng)空間，而且需要與原產(chǎn)地相似的生態(tài)環(huán)境因子。為了模擬野外的環(huán)境，可在石膏粉-活性炭培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上，加入一層采集地點(diǎn)的土壤，使培養(yǎng)瓶更接近跳蟲(chóng)在野外的生長(zhǎng)環(huán)境，同時(shí)也保證了培養(yǎng)基良好的吸水、保水性。此方法特別適合于遠(yuǎn)距離采集的活體跳蟲(chóng)的培養(yǎng)。

[1]陳建秀，麻智春，嚴(yán)海娟，等.跳蟲(chóng)在土壤生態(tài)系統(tǒng)中的作用[J].生物多樣性，2007，15（2）：154-161.

[2]Michael L,Draney Culturing Sinella curviseta Brook 1882（Collembola:Entomobryidae）[EB/OL].http://www.geocities.com/～fransjanssens/publicat/culture.htm.13 September 2000.

[3]楊永麗.土壤跳蟲(chóng)的飼養(yǎng)[J].生物學(xué)教學(xué)，2008，33（4）：54-55.

[4]Goto H E,Simple techniques for the rearing of Collembola and a not on the use of a fungistatic substance in the cultures[J].Entomol.Mon.Mag.1960.96：138-140.