شكرا لكم لزيارة Nature.com. إصدار المتصفح الذي تستخدمه لديه دعم محدود لـ CSS. للحصول على أفضل النتائج، نوصي باستخدام متصفح أحدث (أو تعطيل وضع التوافق في Internet Explorer). في هذه الأثناء، ولضمان استمرار الدعم، سنعرض الموقع بدون أنماط وجافا سكريبت.
ذبابة الجندي الأسود (Hermetia illucens, L. 1758) هي حشرة آكلة اللحوم ولها قدرة عالية على الاستفادة من المنتجات الثانوية العضوية الغنية بالكربوهيدرات. من بين الكربوهيدرات، يعتمد ذباب الجندي الأسود على السكريات القابلة للذوبان للنمو وتخليق الدهون. كان الهدف من هذه الدراسة هو تقييم آثار السكريات القابلة للذوبان الشائعة على تطور وبقاء وصورة الأحماض الدهنية لذباب الجندي الأسود. تكملة علف الدجاج بالسكريات الأحادية والسكريات الثنائية بشكل منفصل. تم استخدام السليلوز كعنصر تحكم. نمت اليرقات التي تتغذى على الجلوكوز والفركتوز والسكروز والمالتوز بشكل أسرع من يرقات التحكم. في المقابل، كان لللاكتوز تأثير مضاد للتغذية على اليرقات، مما أدى إلى تباطؤ النمو وتقليل وزن الجسم النهائي للفرد. ومع ذلك، فإن جميع السكريات القابلة للذوبان جعلت اليرقات أكثر بدانة من تلك التي تغذت على النظام الغذائي المسيطر. والجدير بالذكر أن السكريات المختبرة شكلت صورة الأحماض الدهنية. زاد المالتوز والسكروز من محتوى الأحماض الدهنية المشبعة مقارنة بالسليلوز. في المقابل، زاد اللاكتوز من التراكم الحيوي للأحماض الدهنية غير المشبعة الغذائية. هذه الدراسة هي الأولى التي توضح تأثير السكر القابل للذوبان على تركيبة الأحماض الدهنية ليرقات ذبابة الجندي الأسود. تشير نتائجنا إلى أن الكربوهيدرات التي تم اختبارها لها تأثير كبير على تكوين الأحماض الدهنية ليرقات ذبابة الجندي الأسود وبالتالي قد تحدد تطبيقها النهائي.
يستمر الطلب العالمي على الطاقة والبروتين الحيواني في التزايد. وفي سياق الانحباس الحراري العالمي، من الضروري إيجاد بدائل أكثر مراعاة للبيئة للطاقة الأحفورية وأساليب إنتاج الغذاء التقليدية مع زيادة الإنتاج. تعتبر الحشرات مرشحة واعدة لمعالجة هذه القضايا بسبب انخفاض تركيبها الكيميائي وتأثيرها البيئي مقارنة بتربية الماشية التقليدية. من بين الحشرات، المرشح الممتاز لمعالجة هذه القضايا هو ذبابة الجندي الأسود (BSF)، هيرميتيا إيلوسنس (L. 1758)، وهي أنواع متخلفة قادرة على التغذية على مجموعة متنوعة من الركائز العضوية. لذلك، فإن تثمين هذه الركائز من خلال تربية BSF يمكن أن يخلق مصدرًا جديدًا للمواد الخام لتلبية احتياجات الصناعات المختلفة.
يمكن ليرقات BSF (BSFL) أن تتغذى على المنتجات الثانوية الزراعية والصناعية مثل حبوب البيرة وبقايا الخضروات ولب الفاكهة والخبز القديم، والتي تعتبر مناسبة بشكل خاص لنمو BSFL بسبب ارتفاع نسبة الكربوهيدرات (CH)4,5. 6 المحتوى. يؤدي إنتاج BSFL على نطاق واسع إلى تكوين منتجين: البراز، وهو خليط من بقايا الركيزة والبراز التي يمكن استخدامها كسماد لزراعة النباتات، واليرقات، التي تتكون بشكل أساسي من البروتينات والدهون والكيتين. تستخدم البروتينات والدهون بشكل رئيسي في تربية الماشية والوقود الحيوي ومستحضرات التجميل. أما بالنسبة للكيتين، فإن هذا البوليمر الحيوي يجد تطبيقات في قطاع الأغذية الزراعية والتكنولوجيا الحيوية والرعاية الصحية.
BSF حشرة هولوميتابولوس ذاتية المنشأ، وهذا يعني أن التحول والتكاثر، ولا سيما المراحل المستهلكة للطاقة في دورة حياة الحشرة، يمكن دعمها بالكامل من خلال احتياطيات المغذيات المتولدة أثناء نمو اليرقات. وبشكل أكثر تحديدًا، يؤدي تخليق البروتين والدهون إلى نمو الجسم الدهني، وهو عضو تخزين مهم يطلق الطاقة خلال مراحل عدم التغذية في BSF: مرحلة ما قبل الخادرة (أي مرحلة اليرقات النهائية التي تتحول خلالها يرقات BSF إلى اللون الأسود أثناء التغذية والبحث). لبيئة مناسبة للتحول)، الشرانق (أي المرحلة غير المتحركة التي تخضع خلالها الحشرة للتحول)، والبالغين. CH هو مصدر الطاقة الرئيسي في النظام الغذائي لـ BSF14. من بين هذه العناصر الغذائية، لا يمكن هضم CH الليفي مثل الهيمسيلولوز والسليلوز واللجنين، على عكس السكريات الثنائية والسكريات (مثل النشا)، بواسطة BSFL15,16. يعد هضم CH خطوة أولية مهمة لامتصاص الكربوهيدرات، والتي تتحلل في النهاية إلى سكريات بسيطة في الأمعاء. ويمكن بعد ذلك امتصاص السكريات البسيطة (أي من خلال الغشاء المحيطي بالأمعاء) واستقلابها لإنتاج الطاقة. كما ذكر أعلاه، تخزن اليرقات الطاقة الزائدة كالدهون في الجسم الدهني12،18. تتكون الدهون المخزنة من الدهون الثلاثية (دهون محايدة تتكون من جزيء واحد من الجلسرين وثلاثة أحماض دهنية) يتم تصنيعها بواسطة اليرقات من السكريات الغذائية البسيطة. توفر هذه CH ركائز أسيتيل CoA المطلوبة للتخليق الحيوي للأحماض الدهنية (FA) عبر مسارات سينسيز الأحماض الدهنية والثيوستيراز . تهيمن بشكل طبيعي على الأحماض الدهنية المشبعة (SFA) مع نسبة عالية من حمض اللوريك (C12: 0) . ولذلك، فإن المحتوى الدهني العالي وتكوين الأحماض الدهنية أصبحا بسرعة من العوامل المقيدة لاستخدام اليرقات الكاملة في علف الحيوانات، وخاصة في تربية الأحياء المائية حيث هناك حاجة إلى الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة (PUFA).
منذ اكتشاف قدرة BSFL على تقليل النفايات العضوية، أظهرت الدراسات التي أجريت على قيمة المنتجات الثانوية المختلفة أن تكوين BSFL يتم تنظيمه جزئيًا من خلال نظامه الغذائي. حاليًا، يستمر تنظيم ملف تعريف FA الخاص بـ H. illucens في التحسن. لقد تم إثبات قدرة BSFL على التراكم الحيوي لـ PUFA على ركائز غنية بـ PUFA مثل الطحالب أو نفايات الأسماك أو الوجبات مثل بذور الكتان، والتي توفر صورة FA عالية الجودة لتغذية الحيوانات . في المقابل، بالنسبة للمنتجات الثانوية التي لم يتم إثرائها في PUFA، لا يوجد دائمًا ارتباط بين الملامح الغذائية FA واليرقات FA، مما يشير إلى تأثير العناصر الغذائية الأخرى. في الواقع، فإن تأثير CH القابل للهضم على ملفات تعريف FA لا يزال غير مفهوم بشكل جيد ولم يتم بحثه بشكل كافٍ.
على حد علمنا، على الرغم من وفرة السكريات الأحادية والسكريات الكلية في النظام الغذائي لـ H. Illucens، إلا أن دورها الغذائي لا يزال غير مفهوم جيدًا في تغذية H. Illucens. كان الهدف من هذه الدراسة هو توضيح آثارها على تغذية BSFL وتكوين الدهون. سنقوم بتقييم نمو وبقاء وإنتاجية اليرقات في ظل ظروف غذائية مختلفة. بعد ذلك، سنقوم بوصف محتوى الدهون والأحماض الدهنية لكل نظام غذائي لتسليط الضوء على تأثيرات CH على الجودة الغذائية لـ BSFL.
لقد افترضنا أن طبيعة CH التي تم اختبارها ستؤثر على (1) نمو اليرقات، (2) إجمالي مستويات الدهون، و (3) تعديل ملف تعريف FA. يمكن امتصاص السكريات الأحادية مباشرة، بينما يجب تحلل السكريات الثنائية مائيًا. وبالتالي فإن السكريات الأحادية متاحة بشكل أكبر كمصادر طاقة مباشرة أو سلائف لتكوين الدهون عبر مسارات سينسيز FA وثيوستيراز، وبالتالي تعزيز H. يضيء نمو اليرقات ويعزز تراكم الدهون الاحتياطية (خاصة حمض اللوريك).
أثر CH المختبر على متوسط وزن جسم اليرقات أثناء النمو (الشكل 1). قامت FRU وGLU وSUC وMAL بزيادة وزن جسم اليرقات بشكل مشابه لنظام التحكم الغذائي (CEL). في المقابل، يبدو أن LAC وGAL يؤخران نمو اليرقات. والجدير بالذكر أن LAC كان له تأثير سلبي كبير على نمو اليرقات مقارنةً بـ SUC طوال فترة النمو: 9.16 ± 1.10 مجم مقابل 15.00 ± 1.01 مجم في اليوم 3 (F6،21 = 12.77، p <0.001؛ الشكل 1)، 125.11 ± 4.26 ملغ و 211.79 ± 14.93 ملغ، على التوالي، في اليوم 17 (F6،21 = 38.57، p <0.001؛ الشكل 1).
استخدام السكريات الأحادية المختلفة (الفركتوز (FRU)، والجلاكتوز (GAL)، والجلوكوز (GLU)) والسكريات الثنائية (اللاكتوز (LAC)، والمالتوز (MAL)، والسكروز (SUC)) والسليلوز (CEL) كعناصر تحكم. نمو اليرقات التي تتغذى على يرقات ذبابة الجندي الأسود. تمثل كل نقطة على المنحنى متوسط الوزن الفردي (ملغ) المحسوب بوزن 20 يرقات مختارة عشوائياً من عدد سكان يبلغ 100 يرقات (ن = 4). أشرطة الخطأ تمثل SD.
قدم النظام الغذائي CEL بقاءً ممتازًا لليرقات بنسبة 95.5 ± 3.8٪. علاوة على ذلك، تم تقليل بقاء H. يضيء الأنظمة الغذائية التي تحتوي على CH القابل للذوبان (GLM: χ = 107.13، df = 21، p <0.001)، والذي كان سببه MAL وSUC (السكريات الثنائية) في CH المدروسة. وكان معدل الوفيات أقل من GLU، FRU، GAL (أحادي السكاريد)، وLAC (EMM: p <0.001، الشكل 2).
مخطط بقاء يرقات ذبابة الجندي الأسود المعالجة بمختلف السكريات الأحادية (الفركتوز، الجالاكتوز، الجلوكوز)، والسكريات الثنائية (اللاكتوز، المالتوز، السكروز) والسليلوز كعناصر تحكم. لا تختلف المعالجات التي تحمل نفس الحرف بشكل كبير عن بعضها البعض (EMM، p > 0.05).
سمحت جميع الأنظمة الغذائية التي تم اختبارها لليرقات بالوصول إلى مرحلة ما قبل العذراء. ومع ذلك، فإن اختبار CHs يميل إلى إطالة أمد تطور اليرقات (F6,21=9.60، p<0.001؛ الجدول 1). على وجه الخصوص، استغرقت اليرقات التي تتغذى على GAL وLAC وقتًا أطول للوصول إلى مرحلة ما قبل العذراء مقارنة باليرقات التي يتم تربيتها على CEL (CEL-GAL: p <0.001؛ CEL-LAC: p <0.001؛ الجدول 1).
كان لـ CH المختبر أيضًا تأثيرات مختلفة على وزن جسم اليرقات، حيث وصل وزن جسم اليرقات التي تتغذى على نظام CEL الغذائي إلى 180.19 ± 11.35 مجم (F6،21 = 16.86، p <0.001؛ الشكل 3). أسفرت FRU وGLU وMAL وSUC عن متوسط وزن جسم اليرقات النهائي يزيد عن 200 ملغ، وهو أعلى بكثير من وزن CEL (p <0.05). في المقابل، كان لليرقات التي تتغذى على GAL وLAC أوزان أقل للجسم، حيث بلغ متوسطها 177.64 ± 4.23 ملغ و156.30 ± 2.59 ملغ، على التوالي (P < 0.05). كان هذا التأثير أكثر وضوحًا مع LAC، حيث كان وزن الجسم النهائي أقل منه مع النظام الغذائي المتحكم (CEL-LAC: الفرق = 23.89 مجم؛ p = 0.03؛ الشكل 3).
يعني الوزن النهائي لليرقات الفردية معبرًا عنها ببقع اليرقات (مجم) وذباب الجندي الأسود معبرًا عنها بالرسم البياني (ز) التي تغذي السكريات الأحادية المختلفة (الفركتوز والجلاكتوز والجلوكوز) والسكريات الثنائية (اللاكتوز والمالتوز والسكروز) والسليلوز (كعنصر تحكم). تمثل الحروف العمودية مجموعات مختلفة بشكل كبير في الوزن الإجمالي لليرقات (P <0.001). تمثل الحروف المرتبطة ببقع اليرقات مجموعات ذات أوزان يرقات فردية مختلفة بشكل كبير (P <0.001). أشرطة الخطأ تمثل SD.
كان الحد الأقصى للوزن الفردي مستقلاً عن الحد الأقصى لوزن مستعمرة اليرقات الإجمالي النهائي. في الواقع، فإن الأنظمة الغذائية التي تحتوي على FRU وGLU وMAL وSUC لم تزيد من إجمالي وزن اليرقات المنتجة في الخزان مقارنة بـ CEL (الشكل 3). ومع ذلك، انخفضت LAC بشكل ملحوظ الوزن الإجمالي (CEL-LAC: الفرق = 9.14 جم؛ p <0.001؛ الشكل 3).
ويبين الجدول 1 العائد (يرقات/يوم). ومن المثير للاهتمام أن العائدات المثلى لـ CEL وMAL وSUC كانت متشابهة (الجدول 1). في المقابل، خفضت FRU وGAL وGLU وLAC العائد مقارنة بـCEL (الجدول 1). كان أداء GAL وLAC هو الأسوأ: انخفض العائد إلى النصف فقط إلى 0.51 ± 0.09 جم يرقات/يوم و0.48 ± 0.06 جم يرقات/يوم، على التوالي (الجدول 1).
زادت السكريات الأحادية والسكريات الثنائية من محتوى الدهون في يرقات التليف الكيسي (الجدول 1). في نظام CLE الغذائي، تم الحصول على يرقات ذات محتوى دهني قدره 23.19 ± 0.70% من محتوى DM. وعلى سبيل المقارنة، كان متوسط محتوى الدهون في اليرقات التي تتغذى بالسكر القابل للذوبان أكثر من 30% (الجدول 1). ومع ذلك، فإن CHs التي تم اختبارها زادت محتواها من الدهون بنفس القدر.
كما هو متوقع، أثرت موضوعات CG على ملف تعريف FA لليرقات بدرجات متفاوتة (الشكل 4). كان محتوى SFA مرتفعًا في جميع الأنظمة الغذائية ووصل إلى أكثر من 60٪. أدى MAL وSUC إلى عدم توازن ملف تعريف FA، مما أدى إلى زيادة محتوى SFA. في حالة MAL، من ناحية، أدى هذا الخلل في الغالب إلى انخفاض في محتوى الأحماض الدهنية الأحادية غير المشبعة (MUFA) (F6،21 = 7.47؛ P <0.001؛ الشكل 4). من ناحية أخرى، بالنسبة لـ SUC، كان الانخفاض أكثر اتساقًا بين MUFA وPUFA. كان لـ LAC وMAL تأثيرات معاكسة على طيف FA (SFA: F6,21 = 8.74؛ p <0.001؛ MUFA: F6,21 = 7.47؛ p <0.001؛ PUFA: χ2 = 19.60؛ Df = 6؛ p <0.001؛ الشكل 4). يبدو أن النسبة المنخفضة من SFA في اليرقات التي تتغذى على LAC تزيد من محتوى MUFA. على وجه الخصوص، كانت مستويات MUFA أعلى في اليرقات التي تغذيها LAC مقارنة بالسكريات القابلة للذوبان الأخرى باستثناء GAL (F6,21 = 7.47؛ p <0.001؛ الشكل 4).
باستخدام السكريات الأحادية المختلفة (الفركتوز (FRU)، والجلاكتوز (GAL)، والجلوكوز (GLU)) والسكريات الثنائية (اللاكتوز (LAC)، والمالتوز (MAL)، والسكروز (SUC)) والسليلوز (CEL) كعناصر تحكم، مخطط مربع للأحماض الدهنية تكوين يتغذى على يرقات ذبابة الجندي الأسود. يتم التعبير عن النتائج كنسبة مئوية من إجمالي FAME. تختلف العلاجات المميزة بأحرف مختلفة بشكل كبير (P <0.001). (أ) نسبة الأحماض الدهنية المشبعة؛ (ب) الأحماض الدهنية الأحادية غير المشبعة؛ (ج) الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة.
ومن بين الأحماض الدهنية التي تم تحديدها، كان حمض اللوريك (C12:0) هو السائد في جميع الأطياف المرصودة (أكثر من 40٪). كانت SFAs الحالية الأخرى هي حمض البالمتيك (C16:0) (أقل من 10٪)، وحمض دهني (C18:0) (أقل من 2.5٪) وحمض الكابريك (C10:0) (أقل من 1.5٪). تم تمثيل MUFAs بشكل رئيسي بواسطة حمض الأوليك (C18: 1n9) (أقل من 9.5٪)، في حين كانت PUFAs تتكون بشكل أساسي من حمض اللينوليك (C18: 2n6) (أقل من 13.0٪) (انظر الجدول التكميلي S1). بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن تحديد نسبة صغيرة من المركبات، خاصة في أطياف يرقات CEL، حيث يمثل المركب غير المحدد رقم 9 (UND9) متوسط 2.46 ± 0.52% (انظر الجدول التكميلي S1). اقترح تحليل GC × GC-FID أنه قد يكون حمضًا دهنيًا مكونًا من 20 كربونًا مع خمسة أو ستة روابط مزدوجة (انظر الشكل التكميلي S5).
كشف تحليل بيرمانوفا عن ثلاث مجموعات متميزة تعتمد على ملامح الأحماض الدهنية (F6,21 = 7.79، p <0.001؛ الشكل 5). يوضح تحليل المكون الرئيسي (PCA) لطيف TBC ذلك ويفسره مكونان (الشكل 5). أوضحت المكونات الرئيسية 57.9% من التباين وتضمنت، حسب الأهمية، حمض اللوريك (C12:0)، وحمض الأوليك (C18:1n9)، وحمض البالمتيك (C16:0)، وحمض دهني (C18:0)، و حمض اللينولينيك (C18: 3n3) (انظر الشكل S4). وأوضح المكون الثاني 26.3٪ من التباين وشمل، حسب الأهمية، حمض الديكانويك (C10: 0) وحمض اللينوليك (C18: 2n6 cis) (انظر الشكل التكميلي S4). أظهرت ملامح الأنظمة الغذائية التي تحتوي على السكريات البسيطة (FRU وGAL وGLU) خصائص مماثلة. في المقابل، أسفرت السكريات الثنائية عن ملفات تعريف مختلفة: MAL وSUC من ناحية وLAC من ناحية أخرى. على وجه الخصوص، كان MAL هو السكر الوحيد الذي غير شكل FA مقارنةً بـ CEL. بالإضافة إلى ذلك، كان ملف تعريف MAL مختلفًا بشكل كبير عن ملف تعريف FRU وGLU. على وجه الخصوص، أظهر ملف تعريف MAL أعلى نسبة C12:0 (54.59 ± 2.17%)، مما يجعلها قابلة للمقارنة بـ CEL (43.10 ± 5.01%)، LAC (43.35 ± 1.31%)، FRU (48.90 ± 1.97%) و ملفات تعريف GLU (48.38 ± 2.17٪) (انظر الجدول التكميلي S1). أظهر طيف MAL أيضًا أدنى محتوى C18:1n9 (9.52 ± 0.50%)، مما يميزه أيضًا عن أطياف LAC (12.86 ± 0.52%) وCEL (12.40 ± 1.31%). ولوحظ اتجاه مماثل بالنسبة لـ C16:0. في المكون الثاني، أظهر طيف LAC أعلى محتوى C18:2n6 (17.22 ± 0.46%)، بينما أظهر MAL أدنى محتوى (12.58 ± 0.67%). ميز C18: 2n6 أيضًا LAC عن التحكم (CEL)، والذي أظهر مستويات أقل (13.41 ± 2.48٪) (انظر الجدول التكميلي S1).
مؤامرة PCA لملف الأحماض الدهنية ليرقات ذبابة الجندي الأسود مع السكريات الأحادية المختلفة (الفركتوز والجلاكتوز والجلوكوز) والسكريات الثنائية (اللاكتوز والمالتوز والسكروز) والسليلوز كعنصر تحكم.
لدراسة التأثيرات الغذائية للسكريات القابلة للذوبان على يرقات H. Ilucens، تم استبدال السليلوز (CEL) في علف الدجاج بالجلوكوز (GLU)، والفركتوز (FRU)، والجلاكتوز (GAL)، والمالتوز (MAL)، والسكروز (SUC)، و اللاكتوز (لاك). ومع ذلك، كان للسكريات الأحادية والسكريات الثنائية تأثيرات مختلفة على تطور وبقاء وتكوين يرقات HF. على سبيل المثال، GLU، FRU، وأشكال ثنائي السكاريد (MAL وSUC) تمارس تأثيرات داعمة إيجابية على نمو اليرقات، مما يسمح لهم بتحقيق أوزان الجسم النهائية أعلى من CEL. على عكس CEL غير القابل للهضم، يمكن لـ GLU وFRU وSUC تجاوز الحاجز المعوي والعمل كمصادر مغذية مهمة في الأنظمة الغذائية المعدة 16،28. يفتقر MAL إلى ناقلات حيوانية محددة ويُعتقد أنه يتحلل إلى جزيئين من الجلوكوز قبل الاستيعاب. يتم تخزين هذه الجزيئات في جسم الحشرة كمصدر مباشر للطاقة أو على شكل دهون . أولاً، فيما يتعلق بالأخيرة، قد تكون بعض الاختلافات الملحوظة داخل الوسائط ناجمة عن اختلافات بسيطة في النسب بين الجنسين. في الواقع، قد يكون التكاثر في H. illucens تلقائيًا تمامًا: تمتلك الإناث البالغات بشكل طبيعي احتياطيات كافية لوضع البيض وتكون أثقل من الذكور . ومع ذلك، فإن تراكم الدهون في BSFL يرتبط بتناول CH2 القابل للذوبان في الغذاء، كما لوحظ سابقًا في GLU وxylose26,30. على سبيل المثال، لاحظ لي وآخرون أنه عند إضافة 8% من GLU إلى النظام الغذائي لليرقات، زاد محتوى الدهون في يرقات BSF بنسبة 7.78% مقارنة بالضوابط. تتوافق نتائجنا مع هذه الملاحظات، حيث تبين أن محتوى الدهون في اليرقات التي تتغذى على السكر القابل للذوبان كان أعلى من محتوى اليرقات التي تتغذى على نظام CEL الغذائي، مقارنة بزيادة قدرها 8.57٪ مع مكملات GLU. والمثير للدهشة، لوحظت نتائج مماثلة في اليرقات التي تتغذى على GAL وLAC، على الرغم من الآثار الضارة على نمو اليرقات، ووزن الجسم النهائي، والبقاء على قيد الحياة. كانت اليرقات التي تغذت على LAC أصغر بكثير من تلك التي تغذت على نظام CEL الغذائي، لكن محتواها من الدهون كان مشابهًا لليرقات التي تغذت على السكريات القابلة للذوبان الأخرى. تسلط هذه النتائج الضوء على التأثيرات المضادة للتغذية لللاكتوز على BSFL. أولاً، يحتوي النظام الغذائي على كمية كبيرة من CH. قد تصل أنظمة الامتصاص والتحلل المائي للسكريات الأحادية والسكريات الثنائية، على التوالي، إلى التشبع، مما يسبب اختناقات في عملية الاستيعاب. أما التحلل المائي فيتم بواسطة إنزيمات α- و β-glucosidases 31 . تمتلك هذه الإنزيمات ركائز مفضلة اعتمادًا على حجمها والروابط الكيميائية (روابط α أو β) بين السكريات الأحادية المكونة لها 15. يتم إجراء التحلل المائي لـ LAC إلى GLU وGAL بواسطة β-galactosidase، وهو إنزيم تم إثبات نشاطه في أمعاء BSF 32 . ومع ذلك، قد يكون تعبيره غير كاف مقارنة بكمية LAC التي تستهلكها اليرقات. في المقابل، فإن α-glucosidase maltase وsucrase 15، المعروفين بتواجدهما بكثرة في الحشرات، قادران على تحطيم كميات كبيرة من MAL والسكروز SUC، وبالتالي الحد من هذا التأثير المشبع. ثانيًا، قد تكون التأثيرات المضادة للتغذية ناجمة عن انخفاض تحفيز نشاط الأميليز المعوي للحشرات وتباطؤ سلوك التغذية مقارنة بالعلاجات الأخرى. في الواقع، تم تحديد السكريات القابلة للذوبان كمحفزات لنشاط الإنزيم المهم لهضم الحشرات، مثل الأميليز، وكمحفزات لاستجابة التغذية. تختلف درجة التحفيز حسب التركيب الجزيئي للسكر. في الواقع، تتطلب السكريات الثنائية التحلل المائي قبل الامتصاص وتميل إلى تحفيز الأميليز أكثر من السكريات الأحادية المكونة لها. في المقابل، LAC له تأثير أكثر اعتدالا، وقد وجد أنه غير قادر على دعم نمو الحشرات في مختلف الأنواع33،35. على سبيل المثال، في آفة Spodoptera exigua (Boddie 1850)، لم يتم اكتشاف أي نشاط مائي لـ LAC في مستخلصات إنزيمات المعى المتوسط لليرقات.
فيما يتعلق بطيف FA، تشير نتائجنا إلى تأثيرات تعديلية كبيرة لـ CH الذي تم اختباره. والجدير بالذكر أنه على الرغم من أن حمض اللوريك (C12: 0) يمثل أقل من 1٪ من إجمالي FA في النظام الغذائي، إلا أنه سيطر على جميع الملامح (انظر الجدول التكميلي S1). وهذا يتوافق مع البيانات السابقة التي تفيد بأن حمض اللوريك يتم تصنيعه من CH الغذائي في H. يضيء عبر مسار يتضمن كربوكسيلاز أسيتيل CoA وسينثاز FA . تؤكد نتائجنا أن CEL غير قابل للهضم إلى حد كبير ويعمل بمثابة "عامل يستكثر" في الأنظمة الغذائية للتحكم في BSF، كما تمت مناقشته في العديد من دراسات BSFL . أدى استبدال CEL بالسكريات الأحادية والسكريات الثنائية بخلاف LAC إلى زيادة نسبة C12: 0، مما يشير إلى زيادة امتصاص اليرقات للميثان. ومن المثير للاهتمام أن ثنائي السكاريد MAL وSUC يعززان تخليق حمض اللوريك بشكل أكثر كفاءة من السكريات الأحادية المكونة لهما، مما يشير إلى أنه على الرغم من الدرجة العالية من بلمرة GLU وFRU، وبما أن ذبابة الفاكهة هي ناقل السكروز الوحيد الذي تم تحديده في أنواع البروتين الحيواني، فإن ناقلات السكاريد قد لا تكون موجودة في القناة الهضمية لليرقات H. يضيء، يتم زيادة الاستفادة من GLU وFRU. ومع ذلك، على الرغم من أن GLU وFRU يتم استقلابهما بسهولة أكبر من الناحية النظرية بواسطة BSF، إلا أنه يتم استقلابهما بسهولة أكبر بواسطة الركائز والكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء، مما قد يؤدي إلى تدهورهما بشكل أسرع وانخفاض الاستفادة من اليرقات مقارنة بالسكريات الثنائية.
للوهلة الأولى، كان محتوى الدهون في اليرقات التي تتغذى على LAC وMAL مشابهًا، مما يشير إلى التوافر الحيوي المماثل لهذه السكريات. ومع ذلك، من المثير للدهشة أن ملف تعريف FA الخاص بـ LAC كان أكثر ثراءً في SFA، خاصة مع انخفاض محتوى C12:0، مقارنةً بـ MAL. إحدى الفرضيات التي تفسر هذا الاختلاف هي أن LAC قد يحفز التراكم الحيوي للـ FA الغذائي عبر سينسيز أسيتيل CoA FA. دعمًا لهذه الفرضية، كان لدى يرقات LAC أقل نسبة ديكانوات (C10:0) (0.77 ± 0.13٪) مقارنة بنظام CEL الغذائي (1.27 ± 0.16٪)، مما يشير إلى انخفاض أنشطة سينسيز FA والثيوستيراز. ثانياً، تعتبر الأحماض الدهنية الغذائية هي العامل الرئيسي الذي يؤثر على تكوين SFA لـ H. illucens27. في تجاربنا، يمثل حمض اللينوليك (C18:2n6) 54.81% من الأحماض الدهنية الغذائية، حيث تبلغ النسبة في يرقات أمريكا اللاتينية والكاريبي 17.22 ± 0.46% وفي MAL 12.58 ± 0.67%. أظهر حمض الأوليك (cis + trans C18:1n9) (23.22% في النظام الغذائي) اتجاهًا مشابهًا. كما تدعم نسبة حمض ألفا لينولينيك (C18:3n3) فرضية التراكم الحيوي. ومن المعروف أن هذا الأحماض الدهنية تتراكم في BSFL عند إثراء الركيزة، مثل إضافة كعكة بذور الكتان، تصل إلى 6-9% من إجمالي الأحماض الدهنية في اليرقات. في الأنظمة الغذائية الغنية، يمكن أن يشكل C18:3n3 ما يصل إلى 35% من إجمالي الأحماض الدهنية الغذائية. ومع ذلك، في دراستنا، يمثل C18: 3n3 2.51% فقط من الأحماض الدهنية. على الرغم من أن النسبة الموجودة في الطبيعة كانت أقل في يرقاتنا، إلا أن هذه النسبة كانت أعلى في يرقات LAC (0.87 ± 0.02٪) مقارنة بـ MAL (0.49 ± 0.04٪) (P <0.001؛ انظر الجدول التكميلي S1). كان لنظام CEL الغذائي نسبة متوسطة تبلغ 0.72 ± 0.18٪. أخيرًا، تعكس نسبة حمض البالمتيك (C16:0) في يرقات التليف الكيسي مساهمة المسارات الاصطناعية وFA19 الغذائي. المخصص وآخرون. لاحظ 19 أن تخليق C16:0 انخفض عندما تم إثراء النظام الغذائي بوجبة بذور الكتان، وهو ما يعزى إلى انخفاض توافر ركيزة الأسيتيل-CoA بسبب انخفاض نسبة CH. من المثير للدهشة، على الرغم من أن كلا النظامين الغذائيين كان لهما محتوى مماثل من CH وأظهر MAL توافرًا حيويًا أعلى، أظهرت يرقات MAL أدنى نسبة C16:0 (10.46 ± 0.77٪)، في حين أظهرت LAC نسبة أعلى، وهو ما يمثل 12.85 ± 0.27٪ (P <0.05؛ انظر الجدول التكميلي S1). تسلط هذه النتائج الضوء على التأثير المعقد للعناصر الغذائية على عملية الهضم والتمثيل الغذائي في BSFL. حاليًا، البحث حول هذا الموضوع أكثر شمولاً في Lepidoptera منه في Diptera. في اليرقات، تم تحديد LAC كمنشط ضعيف لسلوك التغذية مقارنة بالسكريات القابلة للذوبان الأخرى مثل SUC وFRU34,35. على وجه الخصوص، في Spodopteralittoralis (Boisduval 1833)، حفز استهلاك MAL نشاط تحليل النشويات في الأمعاء إلى حد أكبر من LAC34. قد تفسر التأثيرات المماثلة في BSFL التحفيز المعزز للمسار الاصطناعي C12:0 في يرقات MAL، والذي يرتبط بزيادة امتصاص CH المعوي، والتغذية لفترة طويلة، وعمل الأميليز المعوي. التحفيز الأقل لإيقاع التغذية في وجود LAC قد يفسر أيضًا تباطؤ نمو يرقات LAC. وعلاوة على ذلك، ليو يانكسيا وآخرون. 27 أشار إلى أن العمر الافتراضي للدهون في ركائز H. كان أطول من عمر CH . لذلك، قد تعتمد يرقات LAC بشكل أكبر على الدهون الغذائية لإكمال تطورها، مما قد يزيد من محتواها النهائي من الدهون ويعدل صورة الأحماض الدهنية الخاصة بها.
على حد علمنا، فقط عدد قليل من الدراسات اختبرت آثار إضافة السكريات الأحادية والسكاريد إلى الأنظمة الغذائية BSF على ملفات تعريف FA الخاصة بهم. أولا، لي وآخرون. قام 30 بتقييم تأثيرات GLU والزيلوز ومستويات الدهون المرصودة المشابهة لمستوياتنا بمعدل إضافة 8٪. لم يكن ملف تعريف FA مفصلاً ويتكون بشكل أساسي من SFA، ولكن لم يتم العثور على اختلافات بين السكريات أو عند تقديمهما في وقت واحد. وعلاوة على ذلك، كوهن وآخرون. لم يُظهر الشكل 41 أي تأثير لإضافة 20% من GLU وSUC وFRU وGAL إلى علف الدجاج في ملفات تعريف FA المعنية. تم الحصول على هذه الأطياف من التكرارات التقنية وليس البيولوجية، والتي، كما أوضح المؤلفون، قد تحد من التحليل الإحصائي. علاوة على ذلك، فإن الافتقار إلى التحكم في السكر الأيزو (باستخدام CEL) يحد من تفسير النتائج. في الآونة الأخيرة، دراستان أجراهما Nugroho RA et al. أظهرت الشذوذات في أطياف اتحاد كرة القدم . في الدراسة الأولى، نوجروهو RA وآخرون. 43 اختبرت تأثير إضافة FRU إلى وجبة نواة النخيل المخمرة. أظهر ملف تعريف FA لليرقات الناتجة مستويات عالية بشكل غير طبيعي من PUFA، أكثر من 90٪ منها مشتقة من النظام الغذائي الذي يحتوي على 10٪ FRU (على غرار دراستنا). على الرغم من أن هذا النظام الغذائي يحتوي على كريات سمكية غنية بـ PUFA، إلا أن قيم ملف تعريف FA المبلغ عنها لليرقات في النظام الغذائي المتحكم الذي يتكون من 100٪ من PCM المتخمر لم تكن متسقة مع أي ملف تعريف تم الإبلاغ عنه مسبقًا، ولا سيما المستوى غير الطبيعي لـ C18: 3n3 البالغ 17.77 ± 1.67% و26.08 ± 0.20% لحمض اللينوليك المترافق (C18:2n6t)، وهو نادر ايزومر حمض اللينوليك. وأظهرت الدراسة الثانية نتائج مماثلة بما في ذلك FRU وGLU وMAL وSUC42 في وجبة نواة النخيل المخمرة. هذه الدراسات، مثل دراساتنا، تسلط الضوء على صعوبات خطيرة في مقارنة نتائج تجارب النظام الغذائي لليرقات BSF، مثل خيارات التحكم، والتفاعلات مع مصادر المغذيات الأخرى، وطرق تحليل FA.
خلال التجارب، لاحظنا أن لون ورائحة الركيزة تختلف تبعا للنظام الغذائي المستخدم. يشير هذا إلى أن الكائنات الحية الدقيقة قد تلعب دورًا في النتائج التي لوحظت في الركيزة والجهاز الهضمي لليرقات. في الواقع، يتم استقلاب السكريات الأحادية والثنائية بسهولة عن طريق استعمار الكائنات الحية الدقيقة. قد يؤدي الاستهلاك السريع للسكريات القابلة للذوبان بواسطة الكائنات الحية الدقيقة إلى إطلاق كميات كبيرة من المنتجات الأيضية الميكروبية مثل الإيثانول وحمض اللاكتيك والأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (مثل حمض الأسيتيك وحمض البروبيونيك وحمض البيوتريك) وثاني أكسيد الكربون. قد تكون بعض هذه المركبات مسؤولة عن التأثيرات السامة المميتة على اليرقات التي لاحظها أيضًا كوهن وآخرون.41 في ظل ظروف نمو مماثلة. على سبيل المثال، الإيثانول ضار بالحشرات45. قد تؤدي الكميات الكبيرة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إلى تراكمها في قاع الخزان، مما قد يحرم الجو من الأكسجين إذا لم يسمح دوران الهواء بإطلاقه. فيما يتعلق بـ SCFAs، فإن آثارها على الحشرات، وخاصة H. illucens، لا تزال غير مفهومة بشكل جيد، على الرغم من أن حمض اللاكتيك وحمض البروبيونيك وحمض البيوتريك قد ثبت أنهم مميتون في Callosobruchus maculatus (Fabricius 1775) 46. في Drosophila melanogaster Meigen 1830، تعد SCFAs هذه علامات شمية توجه الإناث إلى مواقع وضع البيض، مما يشير إلى دور مفيد في تطور اليرقات . ومع ذلك، يتم تصنيف حمض الخليك على أنه مادة خطرة ويمكن أن يمنع بشكل كبير نمو اليرقات. في المقابل، وجد مؤخرًا أن اللاكتات المشتقة ميكروبيًا لها تأثير وقائي ضد ميكروبات الأمعاء الغازية في ذبابة الفاكهة. علاوة على ذلك، تلعب الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الجهاز الهضمي أيضًا دورًا في هضم الميثان في الحشرات. وقد تم وصف التأثيرات الفسيولوجية للأحماض الدهنية قصيرة السلسلة على الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء، مثل معدل التغذية والتعبير الجيني، في الفقاريات 50. قد يكون لها أيضًا تأثير غذائي على H. يضيء اليرقات وقد يساهم جزئيًا في تنظيم ملفات تعريف FA. سوف توضح الدراسات حول التأثيرات الغذائية لمنتجات التخمير الميكروبية هذه آثارها على H. يضيء التغذية وتوفر أساسًا للدراسات المستقبلية حول الكائنات الحية الدقيقة المفيدة أو الضارة من حيث تطورها وقيمة الركائز الغنية بـ FA. وفي هذا الصدد، تتم دراسة دور الكائنات الحية الدقيقة في العمليات الهضمية للحشرات المستزرعة على نطاق واسع بشكل متزايد. بدأ يُنظر إلى الحشرات على أنها مفاعلات حيوية، توفر ظروف درجة الحموضة والأكسجين التي تسهل تطور الكائنات الحية الدقيقة المتخصصة في تحلل أو إزالة السموم من العناصر الغذائية التي يصعب على الحشرات هضمها 51 . في الآونة الأخيرة، أظهر Xiang et al.52، على سبيل المثال، أن تلقيح النفايات العضوية بخليط بكتيري يسمح للتليف الكيسي بجذب البكتيريا المتخصصة في تحلل الليجنوسليلوز، مما يحسن تدهورها في الركيزة مقارنة بالركائز التي لا تحتوي على يرقات.
أخيرًا، فيما يتعلق بالاستخدام المفيد للنفايات العضوية بواسطة H. illucens، أنتجت الأنظمة الغذائية CEL وSUC أكبر عدد من اليرقات يوميًا. وهذا يعني أنه على الرغم من انخفاض الوزن النهائي للأفراد، فإن إجمالي وزن اليرقات المنتج على ركيزة تتكون من CH غير قابل للهضم يشبه الوزن الذي تم الحصول عليه في نظام غذائي يحتوي على السكريات المتجانسة التي تحتوي على السكريات الأحادية والسكريات الثنائية. في دراستنا، من المهم أن نلاحظ أن مستويات العناصر الغذائية الأخرى كافية لدعم نمو أعداد اليرقات وأن إضافة CEL يجب أن تكون محدودة. ومع ذلك، فإن التكوين النهائي لليرقات يختلف، مما يسلط الضوء على أهمية اختيار الاستراتيجية الصحيحة لتثمين الحشرات. تعد يرقات CEL التي يتم تغذيتها بالعلف الكامل أكثر ملاءمة للاستخدام كعلف للحيوانات نظرًا لانخفاض محتواها من الدهون وانخفاض مستويات حمض اللوريك، في حين تتطلب اليرقات التي يتم تغذيتها بأنظمة غذائية SUC أو MAL إزالة الدهن عن طريق الضغط لزيادة قيمة الزيت، خاصة في الوقود الحيوي. قطاع. يوجد LAC في المنتجات الثانوية لصناعة الألبان مثل مصل اللبن الناتج عن إنتاج الجبن. في الآونة الأخيرة، أدى استخدامه (3.5٪ اللاكتوز) إلى تحسين وزن الجسم النهائي لليرقات. ومع ذلك، فإن النظام الغذائي الضابط في هذه الدراسة يحتوي على نصف محتوى الدهون. لذلك، ربما تم التصدي للتأثيرات المضادة للتغذية لـ LAC عن طريق التراكم الحيوي لليرقات للدهون الغذائية.
كما هو موضح في الدراسات السابقة، فإن خصائص السكريات الأحادية والسكريات الثنائية تؤثر بشكل كبير على نمو BSFL وتعدل ملف تعريف FA الخاص بها. على وجه الخصوص، يبدو أن LAC يلعب دورًا مضادًا للتغذية أثناء نمو اليرقات عن طريق الحد من توافر CH لامتصاص الدهون الغذائية، وبالتالي تعزيز التراكم الحيوي لـ UFA. في هذا السياق، سيكون من المثير للاهتمام إجراء الاختبارات الحيوية باستخدام الأنظمة الغذائية التي تجمع بين PUFA وLAC. علاوة على ذلك، فإن دور الكائنات الحية الدقيقة، وخاصة دور المستقلبات الميكروبية (مثل SCFAs) المستمدة من عمليات تخمير السكر، يظل موضوعًا بحثيًا يستحق التحقيق.
تم الحصول على الحشرات من مستعمرة BSF التابعة لمختبر علم الحشرات الوظيفي والتطوري الذي تم إنشاؤه في عام 2017 في Agro-Bio Tech، Gembloux، بلجيكا (لمزيد من التفاصيل حول طرق التربية، انظر Hoc et al. 19). بالنسبة للتجارب التجريبية، تم جمع 2.0 جرام من بيض BSF بشكل عشوائي يوميًا من أقفاص التكاثر واحتضانها في 2.0 كجم من علف الدجاج الرطب بنسبة 70٪ (Aveve، Leuven، Belgium). بعد خمسة أيام من الفقس، تم فصل اليرقات عن الركيزة وإحصاءها يدويا لأغراض تجريبية. تم قياس الوزن الأولي لكل دفعة. كان متوسط الوزن الفردي 7.125 ± 0.41 مجم، ويظهر المتوسط لكل علاج في الجدول التكميلي S2.
تم تعديل تركيبة النظام الغذائي من الدراسة التي أجراها Barragan-Fonseca et al. 38 . باختصار، تم العثور على حل وسط بين نفس جودة العلف ليرقات الدجاج، ومحتوى مماثل من المادة الجافة (DM)، وارتفاع CH (10٪ على أساس النظام الغذائي الطازج) والملمس، حيث أن السكريات البسيطة والسكريات الثنائية ليس لها خصائص تركيبية. وفقًا لمعلومات الشركة المصنعة (Chicken Feed، AVEVE، Leuven، Belgium)، تمت إضافة CH (أي السكر القابل للذوبان) الذي تم اختباره بشكل منفصل كمحلول مائي معقم (15.9٪) إلى نظام غذائي يتكون من 16.0٪ بروتين، و5.0٪ إجمالي الدهون، 11.9% علف دجاج مطحون يتكون من الرماد و4.8% ألياف. في كل جرة سعة 750 مل (17.20 × 11.50 × 6.00 سم، AVA، Tempsee، بلجيكا)، تم خلط 101.9 جم من محلول CH المعقم مع 37.8 جم من علف الدجاج. لكل نظام غذائي، كان محتوى المادة الجافة 37.0٪، بما في ذلك البروتين المتجانس (11.7٪)، والدهون المتجانسة (3.7٪) والسكريات المتجانسة (26.9٪ من CH المضافة). كانت CH التي تم اختبارها هي الجلوكوز (GLU)، والفركتوز (FRU)، والجلاكتوز (GAL)، والمالتوز (MAL)، والسكروز (SUC) واللاكتوز (LAC). يتكون النظام الغذائي للتحكم من السليلوز (CEL)، والذي يعتبر غير قابل للهضم بالنسبة لليرقات H. يضيء 38 . تم وضع مائة يرقة عمرها 5 أيام في صينية مزودة بغطاء بفتحة قطرها 1 سم في المنتصف ومغطاة بناموسية بلاستيكية. تم تكرار كل نظام غذائي أربع مرات.
تم قياس أوزان اليرقات بعد ثلاثة أيام من بدء التجربة. لكل قياس، تمت إزالة 20 يرقة من الركيزة باستخدام الماء الدافئ المعقم والملقط، وتجفيفها، ووزنها (STX223، Ohaus Scout، Parsippany، USA). بعد وزنها، تم إرجاع اليرقات إلى مركز الركيزة. تم أخذ القياسات بانتظام ثلاث مرات في الأسبوع حتى ظهور أول ما قبل الخادرة. عند هذه النقطة، جمع وحساب ووزن جميع اليرقات كما هو موضح سابقا. مرحلة منفصلة 6 يرقات (أي يرقات بيضاء تتوافق مع مرحلة اليرقات التي تسبق مرحلة ما قبل العذراء) وما قبل العذراء (أي مرحلة اليرقات الأخيرة التي تتحول خلالها يرقات BSF إلى اللون الأسود، وتتوقف عن التغذية، وتبحث عن بيئة مناسبة للتحول) وتخزينها في - 18 درجة مئوية للتحليل التركيبي. تم حساب العائد كنسبة من الكتلة الإجمالية للحشرات (اليرقات و prepupae من المرحلة 6) التي تم الحصول عليها لكل طبق (ز) إلى وقت التطوير (د). يتم التعبير عن جميع القيم المتوسطة في النص على النحو التالي: mean ± SD.
تم تنفيذ جميع الخطوات اللاحقة باستخدام المذيبات (الهكسان (Hex)، والكلوروفورم (CHCl3)، والميثانول (MeOH)) تحت غطاء الدخان وتطلبت ارتداء قفازات النتريل ومآزر ونظارات السلامة.
تم تجفيف اليرقات البيضاء في مجفف تجميد FreeZone6 (Labconco Corp.، Kansas City، MO، USA) لمدة 72 ساعة ثم طحنها (IKA A10، Staufen، ألمانيا). تم استخراج إجمالي الدهون من ± 1 جم من المسحوق باستخدام طريقة Folch 54. تم تحديد محتوى الرطوبة المتبقي لكل عينة مجففة بالتجميد في نسختين باستخدام محلل الرطوبة (MA 150، Sartorius، Göttiggen، Germany) لتصحيح إجمالي الدهون.
تم تحويل إجمالي الدهون في ظل الظروف الحمضية للحصول على استرات ميثيل الأحماض الدهنية. باختصار، تم تبخير ما يقرب من 10 ملغ من الدهون / 100 ميكرولتر من محلول CHCl3 (100 ميكرولتر) مع النيتروجين في أنبوب Pyrex© سعة 8 مل (SciLabware - DWK Life Sciences، لندن، المملكة المتحدة). تم وضع الأنبوب في Hex (0.5 مل) (PESTINORM®SUPRATRACE n-Hexane> 95٪ لتحليل التتبع العضوي، VWR Chemicals، Radnor، PA، USA) ومحلول Hex/MeOH/BF3 (20/25/55) (0.5) مل) في حمام مائي عند 70 درجة مئوية لمدة 90 دقيقة. بعد التبريد، تمت إضافة 10% محلول مائي من H2SO4 (0.2 مل) ومحلول NaCl مشبع (0.5 مل). امزج الأنبوب واملأ الخليط بالسداسي النظيف (8.0 مل). تم نقل جزء من الطور العلوي إلى قارورة وتحليله بواسطة تحليل كروماتوجرافي للغاز باستخدام كاشف تأين اللهب (GC-FID). تم تحليل العينات باستخدام Trace GC Ultra (Thermo Scientific، Waltham، MA، USA) المجهز بحاقن منقسم / بدون انقسام (240 درجة مئوية) في وضع الانقسام (تدفق مقسم: 10 مل / دقيقة) وعمود Stabilwax®-DA ( 30 م، معرف 0.25 مم، 0.25 ميكرومتر، شركة Restek، Bellefonte، PA، USA) وFID (250 درجة مئوية). تم ضبط برنامج درجة الحرارة على النحو التالي: 50 درجة مئوية لمدة دقيقة واحدة، وزيادة إلى 150 درجة مئوية عند 30 درجة مئوية / دقيقة، وزيادة إلى 240 درجة مئوية عند 4 درجات مئوية / دقيقة، والاستمرار عند 240 درجة مئوية لمدة 5 دقائق. تم استخدام Hex كمعيار فارغ ومرجعي يحتوي على 37 استرات ميثيل للأحماض الدهنية (Supelco 37-component FAMEmix، Sigma-Aldrich، Overijse، Belgium) تم استخدامه لتحديد الهوية. تم تأكيد تحديد الأحماض الدهنية غير المشبعة (UFAs) بواسطة GC ثنائي الأبعاد الشامل (GC × GC-FID) وتم تحديد وجود الأيزومرات بدقة من خلال تعديل بسيط لطريقة Ferrara et al. 55. يمكن العثور على تفاصيل الأداة في الجدول التكميلي S3 والنتائج في الشكل التكميلي S5.
يتم تقديم البيانات في تنسيق جدول بيانات Excel (Microsoft Corporation، Redmond، WA، USA). تم إجراء التحليل الإحصائي باستخدام R Studio (الإصدار 2023.12.1+402، بوسطن، الولايات المتحدة الأمريكية) 56 . تم تقدير البيانات المتعلقة بوزن اليرقات ووقت التطوير والإنتاجية باستخدام النموذج الخطي (LM) (الأمر "lm"، حزمة R "الإحصائيات" 56) لأنها تناسب التوزيع الغوسي. تم تقدير معدلات البقاء على قيد الحياة باستخدام تحليل النموذج ذي الحدين باستخدام النموذج الخطي العام (GLM) (الأمر "glm"، حزمة R "lme4" 57). تم تأكيد الحالة الطبيعية والمثلية باستخدام اختبار شابيرو (الأمر "shapiro.test"، حزمة R "الإحصائيات" 56) وتحليل تباين البيانات (الأمر betadisper، حزمة R "نباتي" 58). بعد التحليل الزوجي للقيم p المهمة (p <0.05) من اختبار LM أو GLM، تم اكتشاف فروق ذات دلالة إحصائية بين المجموعات باستخدام اختبار EMM (الأمر "emmeans"، حزمة R "emmeans" 59).
تمت مقارنة أطياف FA الكاملة باستخدام تحليل التقليب متعدد المتغيرات للتباين (أي permMANOVA؛ الأمر "adonis2"، حزمة R "vegan" 58) باستخدام مصفوفة المسافة الإقليدية و999 التباديل. ويساعد ذلك على التعرف على الأحماض الدهنية التي تتأثر بطبيعة الكربوهيدرات الغذائية. تم تحليل الاختلافات الكبيرة في ملفات تعريف FA بشكل أكبر باستخدام المقارنات الزوجية. ثم تم تصور البيانات باستخدام تحليل المكون الرئيسي (PCA) (الأمر "PCA"، حزمة R "FactoMineR" 60). تم تحديد اتحاد كرة القدم المسؤول عن هذه الاختلافات من خلال تفسير دوائر الارتباط. تم تأكيد هؤلاء المرشحين باستخدام تحليل التباين أحادي الاتجاه (ANOVA) (الأمر "aov"، حزمة R "stats" 56) متبوعًا باختبار Tukey اللاحق (الأمر TukeyHSD، حزمة R "stats" 56). قبل التحليل، تم تقييم الحالة الطبيعية باستخدام اختبار شابيرو ويلك، وتم التحقق من التجانس باستخدام اختبار بارتليت (الأمر "bartlett.test"، حزمة R "الإحصائيات" 56)، وتم استخدام طريقة غير معلمية إذا لم يتم استيفاء أي من الافتراضين . تمت مقارنة التحليلات (الأمر "kruskal.test"، حزمة R "إحصائيات" 56)، ثم تم تطبيق اختبارات Dunn اللاحقة (الأمر dunn.test، حزمة R "dunn.test" 56).
تم فحص النسخة النهائية من المخطوطة باستخدام Grammarly Editor كمدقق لغوي إنجليزي (Grammarly Inc.، سان فرانسيسكو، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية) 61 .
مجموعات البيانات التي تم إنشاؤها وتحليلها خلال الدراسة الحالية متاحة من المؤلف المقابل بناء على طلب معقول.
كيم، SW، وآخرون. تلبية الطلب العالمي على بروتين الأعلاف: التحديات والفرص والاستراتيجيات. حوليات العلوم البيولوجية الحيوانية 7، 221-243 (2019).
كاباروس مجيدو، ر.، وآخرون. استعراض وضع وآفاق الإنتاج العالمي من الحشرات الصالحة للأكل. انتومول. الجنرال 44، (2024).
رحمن، ك. أور، وآخرون. ذبابة الجندي الأسود (Hermetia illucens) كأداة مبتكرة وصديقة للبيئة لإدارة النفايات العضوية: مراجعة موجزة. بحوث إدارة النفايات 41، 81-97 (2023).
سكالا، A.، وآخرون. تؤثر تربية الركيزة على النمو وحالة المغذيات الكبيرة ليرقات ذبابة الجندي الأسود المنتجة صناعيًا. الخيال العلمي. النائب 10، 19448 (2020).
شو، عضو الكنيست، وآخرون. الخصائص المضادة للميكروبات لمستخلصات الزيت من يرقات ذبابة الجندي الأسود المرباة على فتات الخبز. علوم الأغذية الحيوانية، 64، (2024).
شميت، إي. ودي فريس، دبليو. (2020). الفوائد المحتملة لاستخدام روث ذبابة الجندي الأسود كتعديل للتربة لإنتاج الغذاء وتقليل التأثير البيئي. الرأي الحالي. الاستدامة الخضراء. 25, 100335 (2020).
فرانكو أ. وآخرون. دهون ذبابة الجندي الأسود - مصدر مبتكر ومستدام. التنمية المستدامة، المجلد. 13، (2021).
فان هويس، أ. الحشرات كغذاء وعلف، مجال ناشئ في الزراعة: مراجعة. ي. تغذية الحشرات 6، 27-44 (2020).
Kachor، M.، Bulak، P.، Prots-Petrikha، K.، Kirichenko-Babko، M.، and Beganovsky، A. الاستخدامات المختلفة لجندي أسود يطير في الصناعة والزراعة - مراجعة. علم الأحياء 12، (2023).
Hock، B.، Noel، G.، Carpentier، J.، Francis، F.، and Caparros Megido، R. تحسين الانتشار الاصطناعي لـ Hermetia illucens. بلوس وان 14، (2019).
وقت النشر: 25 ديسمبر 2024