基于代谢组学对褐煤黄腐酸钠改善家蚕营养不良作用物质研究

发布时间：2020-08-09 06:07

【摘要】：云南省常年气候温和,享有“桑蚕养殖天堂”之誉,但随着季节的变化,桑叶质量锐减:秋蚕期,桑里白粉病发病率达50%以上,晚秋蚕期更是高达100%。桑叶质量降低,导致蚕存活率由80% 90%下降到50%,甚至更低,蚕茧量下降,改善蚕营养不良的状况迫在眉睫。在前期的实验中,进行了FANa添食病桑叶饲养家蚕试验,FANa对病蚕体中9种细菌的抑菌试验、黄腐酸钠(FANa)对于家蚕的抗饥饿耐高温存活试验,在此基础上,推测褐煤黄腐酸钠可能会有改善桑蚕因桑叶质量差而导致的营养不良,提高产茧量的作用。本论文需要进一步确证其效果,并研究其机制。为确认以上结果,并研究其作用机制,本文首先分析了云南省曲靖市陆良县舟东村6-7月和10-11月(白粉病桑叶)两个批次的桑叶加上家蚕饲料,总计三个样本,分别测量桑叶的水分、蛋白质、多糖和脂肪含量,来分析找到在夏蚕和晚秋不同时期桑叶的营养含量变化。结果表明水分含量和蛋白质含量没有明显的区别,在脂肪和多糖含量对比中,6月份桑叶质量比11月份桑叶分别提高28.2%和82.6%,为后续的实验打下了个坚定的基础,为减桑实验模型提供了技术支撑。紧接着我们建立了桑蚕营养不良模型,对黄腐酸钠是否增强家蚕营养吸收进行研究,结果表明添食FANa与模型组对比降低了死亡率,并且在减桑模型中添食FANa可以显著提高家蚕万头产茧量2-3kg(*P0.05),死亡率与对照组相比降低了2.5%-5%。初步说明云南褐煤黄腐酸钠可以通过调节家蚕基础新陈代谢,增强抗营养不良能力。从家蚕的整体表观来看,可以确证黄腐酸钠可以改善家蚕营养不良状况。我们进一步采用代谢组学思路和技术,利用GC-MS技术对黄腐酸钠改善家蚕营养不良作用进行研究,通过构建“标志物小分子-生物效应”的相关关系,研究黄腐酸钠对家蚕体内代谢组学影响,找到关键代谢通路,揭示黄腐酸对蚕营养不良改善作用的药理机制。分析正常组(a组)、FANa组(b组)、减桑20%+FANa组(c组)和减桑20%组(d组)的蚕血淋巴的差异代谢物,寻找可能的分子机制,采用GC-MS检测,XCMS-online对数据进行处理,利用SIMPCA.14对数据进行PCA和OPLS-DA分析,对a、b、c、d四组实现了完全分组,且四组具有显著性差异(P0.05),说明减桑可以影响家蚕的基础代谢,黄腐酸钠改善了家蚕的营养代谢通路,采用S-plot挑选,VIP1的代谢物,得到了a、b、c、d四组之间差异明显的59个代谢物,在NIST14数据库中进行对比鉴定得到了14个化合物,分别为:Methyltris(trimethylsiloxy)silane,Dodecamethyl pentasiloxane,Decamethyl cyclopentasiloxane,Octamethyl trisiloxane,Tetradecamethyl hexasiloxane,Dodecamethyl cyclohexasiloxane,Octamethyl cyclotetrasiloxane,3-Acetoxy-3-hydroxypropionic acid,1-(3,6,6-Trimethyl-1,6,7,7a-tetrah ydrocyclopenta[c]pyran-1-yl)ethenone Methyl 20-methyl-heneicosanoate Octadecanoic acid,11-methyl-hyl ester,Dodecamethyl pentasiloxane,9,12-Octadecadienoic acid(Z,Z)-,methyl ester,Tetradecamethyl cycloheptasiloxane和Decamethyl tetrasiloxane通过MBRole网站进行KEGG代谢通路分析,最终得到了Biosynthesis of type II polyketide products(II型聚酮化合物的生物合成)、Lysine biosynthesis(赖氨酸生物合成)和Limonene and pinene degradation(柠檬烯和松烯降解)三个代谢通路。这些通路对家蚕吐丝和生长密切相关,通路的调控与减桑实验减少营养成分与病桑叶脂质、多糖含量减少的结果一致。综上所述,黄腐酸钠对家蚕营养不良有明显的改善作用,其调控的机制可能为通过调节II型聚酮化合物的生物合成、赖氨酸生物合成和柠檬烯和松烯降解通路,影响丝蛋白的合成,减少因病桑叶多糖、脂质含量减少而带来的不良影响。除此之外,本论文还对不同产地的黄腐酸钠进行了促血管新生及促进小麦种子萌发的研究来对其生物质量进行了初步评价。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S884
【图文】：

昆明理工大学硕士学位论文24图2.1.1不同产地黄腐酸钠影响血管增生面积比较Figure2.1.1Comparisonoftheeffectsofsodiumfulvateontheareaofvascularproliferationindifferenthabitats图2.1.2不同产地黄腐酸钠积分光密度（IOD）比较Figure2.1.2Comparisonofintegratedopticaldensity(IOD)ofsodiumfulvatefromdifferentregions积分光密度是表示整个视野内所有选定对象的反应强度的总和。积分光密度的值高,表示总的性反应强度大，也是我们检验黄腐酸钠对于血管增生作用的一个重要指标。通过IPP软件处理计算IOD值，空白对照组的IOD值是615704，对比峨山的IOD值1140565和太原的IOD值2435920，可以表明，黄腐酸钠组的IOD值要高于空白对照组，其中太原、双龙和石坪三个产地有显著性差异（*表示

昆明理工大学硕士学位论文24图2.1.1不同产地黄腐酸钠影响血管增生面积比较Figure2.1.1Comparisonoftheeffectsofsodiumfulvateontheareaofvascularproliferationindifferenthabitats图2.1.2不同产地黄腐酸钠积分光密度（IOD）比较Figure2.1.2Comparisonofintegratedopticaldensity(IOD)ofsodiumfulvatefromdifferentregions积分光密度是表示整个视野内所有选定对象的反应强度的总和。积分光密度的值高,表示总的性反应强度大，也是我们检验黄腐酸钠对于血管增生作用的一个重要指标。通过IPP软件处理计算IOD值，空白对照组的IOD值是615704，对比峨山的IOD值1140565和太原的IOD值2435920，可以表明，黄腐酸钠组的IOD值要高于空白对照组，其中太原、双龙和石坪三个产地有显著性差异（*表示

昆明理工大学硕士学位论文28图2.2.1不同产地发芽个数比较Figure2.2.1Comparisonofgerminationnumbersindifferentproducingareas观察不同产地黄腐酸钠对发芽率的影响（Fig2.2.2），空白组和13个产地的实验组没有明显的差别，空白组的平均发芽率是88.9，与实验组几乎无异，结合Fig2.2.1和2.2.2，可以说明，黄腐酸钠对于发芽率和发芽数没有明显的差别，作用不显著。侧面反应了选的供试小麦种子是合格的。图2.2.2不同产地发芽率比较Fig2.2.2Comparisonofgerminationratesindifferentproducingareas从Fig2.2.3可以得出，在不同产地黄腐酸钠对于苗长得到影响上，与空白对照组相比，黄腐酸钠提高了苗的长度，空白对照组苗的平均长度是8.45cm，宝清和文山两地的平均苗长分别是10.39cm和10.18cm，分别显著的增加了23%和20.5%（*P＜0.05），其余11个产地的黄腐酸钠也都不同程度的提高了苗的长度，但是不同产地之间对于苗长的作用没有明显的区别。

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