सामान्य घुलनशील कार्बोहाइड्रेट ब्लैक सोल्जर फ्लाई लार्वा हर्मेटिया इल्यूसेंस (स्ट्रैटियोमीडे) के विकास, अस्तित्व और फैटी एसिड प्रोफाइल को प्रभावित करते हैं।

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ब्लैक सोल्जर फ्लाई (हर्मेटिया इल्यूसेंस, एल. 1758) एक सर्वाहारी हानिकारक कीट है जिसमें कार्बोहाइड्रेट युक्त कार्बनिक उप-उत्पादों का उपयोग करने की उच्च क्षमता होती है। कार्बोहाइड्रेट के बीच, काली सैनिक मक्खियाँ वृद्धि और लिपिड संश्लेषण के लिए घुलनशील शर्करा पर निर्भर करती हैं। इस अध्ययन का उद्देश्य काले सैनिक मक्खियों के विकास, अस्तित्व और फैटी एसिड प्रोफ़ाइल पर सामान्य घुलनशील शर्करा के प्रभावों का मूल्यांकन करना था। चिकन फ़ीड को मोनोसैकेराइड और डिसैकराइड के साथ अलग से पूरक करें। सेलूलोज़ का उपयोग नियंत्रण के रूप में किया गया था। ग्लूकोज, फ्रुक्टोज, सुक्रोज और माल्टोज खाने वाले लार्वा नियंत्रण लार्वा की तुलना में तेजी से बढ़ते हैं। इसके विपरीत, लैक्टोज का लार्वा पर पोषण विरोधी प्रभाव पड़ा, जिससे विकास धीमा हो गया और अंतिम व्यक्तिगत शरीर का वजन कम हो गया। हालाँकि, सभी घुलनशील शर्कराओं ने लार्वा को नियंत्रण आहार खिलाए गए शर्कराओं की तुलना में अधिक मोटा बना दिया। विशेष रूप से, परीक्षण की गई शर्करा ने फैटी एसिड प्रोफाइल को आकार दिया। सेलूलोज़ की तुलना में माल्टोज़ और सुक्रोज़ ने संतृप्त फैटी एसिड सामग्री को बढ़ा दिया। इसके विपरीत, लैक्टोज़ ने आहार संबंधी असंतृप्त वसीय अम्लों के जैवसंचय को बढ़ा दिया। यह अध्ययन ब्लैक सोल्जर फ्लाई लार्वा की फैटी एसिड संरचना पर घुलनशील चीनी के प्रभाव को प्रदर्शित करने वाला पहला अध्ययन है। हमारे परिणाम दर्शाते हैं कि परीक्षण किए गए कार्बोहाइड्रेट का ब्लैक सोल्जर फ्लाई लार्वा की फैटी एसिड संरचना पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है और इसलिए यह उनके अंतिम अनुप्रयोग को निर्धारित कर सकता है।
ऊर्जा और पशु प्रोटीन की वैश्विक मांग लगातार बढ़ रही है1। ग्लोबल वार्मिंग के संदर्भ में, उत्पादन में वृद्धि करते हुए जीवाश्म ऊर्जा और पारंपरिक खाद्य उत्पादन विधियों के हरित विकल्प खोजना अनिवार्य है। पारंपरिक पशुधन खेती की तुलना में कम रासायनिक संरचना और पर्यावरणीय प्रभाव के कारण कीड़े इन मुद्दों को संबोधित करने के लिए आशाजनक उम्मीदवार हैं। कीड़ों के बीच, इन मुद्दों को संबोधित करने के लिए एक उत्कृष्ट उम्मीदवार ब्लैक सोल्जर फ्लाई (बीएसएफ), हर्मेटिया इल्यूसेंस (एल. 1758) है, जो विभिन्न प्रकार के कार्बनिक सब्सट्रेट्स पर भोजन करने में सक्षम एक हानिकारक प्रजाति है। इसलिए, बीएसएफ प्रजनन के माध्यम से इन सबस्ट्रेट्स का मूल्यांकन विभिन्न उद्योगों की जरूरतों को पूरा करने के लिए कच्चे माल का एक नया स्रोत तैयार कर सकता है।
बीएसएफ लार्वा (बीएसएफएल) कृषि और कृषि-औद्योगिक उप-उत्पादों जैसे शराब बनाने वालों के अनाज, सब्जी के अवशेष, फलों के गूदे और बासी रोटी को खा सकते हैं, जो अपने उच्च कार्बोहाइड्रेट (सीएच)4,5 के कारण बीएसएफएल के विकास के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैं। 6 सामग्री. बीएसएफएल के बड़े पैमाने पर उत्पादन से दो उत्पादों का निर्माण होता है: मल, सब्सट्रेट अवशेषों और मल का मिश्रण जिसे पौधों की खेती के लिए उर्वरक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है7, और लार्वा, जो मुख्य रूप से प्रोटीन, लिपिड और चिटिन से बने होते हैं। प्रोटीन और लिपिड का उपयोग मुख्य रूप से पशुधन खेती, जैव ईंधन और सौंदर्य प्रसाधनों8,9 में किया जाता है। जहां तक ​​काइटिन की बात है, इस बायोपॉलिमर का उपयोग कृषि-खाद्य क्षेत्र, जैव प्रौद्योगिकी और स्वास्थ्य देखभाल10 में किया जाता है।
बीएसएफ एक ऑटोजेनस होलोमेटाबोलस कीट है, जिसका अर्थ है कि इसके कायापलट और प्रजनन, विशेष रूप से कीट के जीवन चक्र के ऊर्जा-खपत चरणों को पूरी तरह से लार्वा वृद्धि के दौरान उत्पन्न पोषक तत्वों के भंडार द्वारा समर्थित किया जा सकता है। अधिक विशेष रूप से, प्रोटीन और लिपिड संश्लेषण से वसा शरीर का विकास होता है, एक महत्वपूर्ण भंडारण अंग जो बीएसएफ के गैर-भक्षण चरणों के दौरान ऊर्जा जारी करता है: प्रीप्यूपा (यानी, अंतिम लार्वा चरण जिसके दौरान बीएसएफ लार्वा भोजन और खोज करते समय काला हो जाता है) कायापलट के लिए उपयुक्त वातावरण के लिए), प्यूपा (यानी, गैर-गतिशील चरण जिसके दौरान कीट कायापलट से गुजरता है), और वयस्क12,13। बीएसएफ14 के आहार में सीएच मुख्य ऊर्जा स्रोत है। इन पोषक तत्वों में, रेशेदार सीएच जैसे हेमिकेलुलोज, सेल्युलोज और लिग्निन, डिसैकराइड और पॉलीसेकेराइड (जैसे स्टार्च) के विपरीत, बीएसएफएल15,16 द्वारा पच नहीं सकते हैं। सीएच का पाचन कार्बोहाइड्रेट के अवशोषण के लिए एक महत्वपूर्ण प्रारंभिक चरण है, जो अंततः आंत में सरल शर्करा में हाइड्रोलाइज्ड हो जाता है। फिर सरल शर्करा को अवशोषित किया जा सकता है (यानी, आंतों की पेरिट्रोफिक झिल्ली के माध्यम से) और ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए चयापचय किया जा सकता है17। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, लार्वा वसा शरीर12,18 में लिपिड के रूप में अतिरिक्त ऊर्जा संग्रहीत करता है। भंडारण लिपिड में ट्राइग्लिसराइड्स (एक ग्लिसरॉल अणु और तीन फैटी एसिड से बने तटस्थ लिपिड) होते हैं जो आहार सरल शर्करा से लार्वा द्वारा संश्लेषित होते हैं। ये सीएच फैटी एसिड सिंथेज़ और थायोएस्टरेज़ पाथवे19 के माध्यम से फैटी एसिड (एफए) जैवसंश्लेषण के लिए आवश्यक एसिटाइल-सीओए सब्सट्रेट प्रदान करते हैं। एच. इल्यूसेंस लिपिड के फैटी एसिड प्रोफ़ाइल में स्वाभाविक रूप से संतृप्त फैटी एसिड (एसएफए) का प्रभुत्व होता है जिसमें लॉरिक एसिड (सी12:0)19,20 का उच्च अनुपात होता है। इसलिए, उच्च लिपिड सामग्री और फैटी एसिड संरचना तेजी से पशु आहार में पूरे लार्वा के उपयोग के लिए सीमित कारक बन रही है, खासकर जलीय कृषि में जहां पॉलीअनसैचुरेटेड फैटी एसिड (पीयूएफए) की आवश्यकता होती है21।
जैविक कचरे को कम करने के लिए बीएसएफएल की क्षमता की खोज के बाद से, विभिन्न उप-उत्पादों के मूल्य पर अध्ययन से पता चला है कि बीएसएफएल की संरचना आंशिक रूप से इसके आहार द्वारा नियंत्रित होती है। वर्तमान में, एच. इल्यूसेंस के एफए प्रोफाइल के विनियमन में सुधार जारी है। बीएसएफएल की पीयूएफए को जैव-संचय करने की क्षमता को पीयूएफए-समृद्ध सब्सट्रेट्स जैसे कि शैवाल, मछली अपशिष्ट, या अलसी जैसे भोजन पर प्रदर्शित किया गया है, जो पशु पोषण के लिए उच्च गुणवत्ता वाली एफए प्रोफाइल 19,22,23 प्रदान करता है। इसके विपरीत, उन उप-उत्पादों के लिए जो पीयूएफए से समृद्ध नहीं हैं, हमेशा आहार एफए प्रोफाइल और लार्वा एफए के बीच कोई संबंध नहीं होता है, जो अन्य पोषक तत्वों के प्रभाव को दर्शाता है। वास्तव में, एफए प्रोफाइल पर सुपाच्य सीएच का प्रभाव कम समझा जाता है और इस पर कम शोध किया गया है।
हमारी सर्वोत्तम जानकारी के अनुसार, हालांकि एच. इल्यूसेंस के आहार में कुल मोनोसैकराइड और डिसैकराइड प्रचुर मात्रा में होते हैं, एच. इल्यूसेंस पोषण में उनकी पोषण संबंधी भूमिका को कम समझा जाता है। इस अध्ययन का उद्देश्य बीएसएफएल पोषण और लिपिड संरचना पर उनके प्रभावों को स्पष्ट करना था। हम विभिन्न पोषण संबंधी परिस्थितियों में लार्वा की वृद्धि, अस्तित्व और उत्पादकता का मूल्यांकन करेंगे। फिर, हम बीएसएफएल पोषण गुणवत्ता पर सीएच के प्रभाव को उजागर करने के लिए प्रत्येक आहार की लिपिड सामग्री और फैटी एसिड प्रोफाइल का वर्णन करेंगे।
हमने अनुमान लगाया कि परीक्षण किए गए सीएच की प्रकृति (1) लार्वा वृद्धि, (2) कुल लिपिड स्तर, और (3) एफए प्रोफ़ाइल को नियंत्रित करेगी। मोनोसैकेराइड को सीधे अवशोषित किया जा सकता है, जबकि डिसैकराइड को हाइड्रोलाइज्ड किया जाना चाहिए। इस प्रकार मोनोसैकेराइड्स एफए सिंथेज़ और थायोएस्टरेज़ मार्गों के माध्यम से लिपोजेनेसिस के लिए प्रत्यक्ष ऊर्जा स्रोतों या अग्रदूतों के रूप में अधिक उपलब्ध हैं, जिससे एच. इल्यूसेंस लार्वा वृद्धि में वृद्धि होती है और आरक्षित लिपिड (विशेष रूप से लॉरिक एसिड) के संचय को बढ़ावा मिलता है।
परीक्षण किए गए सीएच ने विकास के दौरान लार्वा के औसत शरीर के वजन को प्रभावित किया (चित्र 1)। एफआरयू, जीएलयू, एसयूसी और एमएएल ने नियंत्रण आहार (सीईएल) के समान ही लार्वा के शरीर का वजन बढ़ाया। इसके विपरीत, एलएसी और जीएएल लार्वा विकास को धीमा करते दिखे। विशेष रूप से, पूरे विकास अवधि में एसयूसी की तुलना में एलएसी का लार्वा वृद्धि पर महत्वपूर्ण नकारात्मक प्रभाव पड़ा: 9.16 ± 1.10 मिलीग्राम बनाम 15.00 ± 1.01 मिलीग्राम 3 दिन पर (एफ6,21 = 12.77, पी <0.001; चित्र 1), 125.11 ± 4.26 मिलीग्राम और 211.79 ± 17वें दिन क्रमशः 14.93 मिलीग्राम (एफ6,21 = 38.57, पी <0.001; चित्र 1)।
नियंत्रण के रूप में विभिन्न मोनोसैकेराइड्स (फ्रुक्टोज (FRU), गैलेक्टोज (GAL), ग्लूकोज (GLU)), डिसैकराइड्स (लैक्टोज (LAC), माल्टोज (MAL), सुक्रोज (SUC)) और सेल्युलोज (CEL) का उपयोग करना। काले सैनिक मक्खी के लार्वा से पोषित लार्वा की वृद्धि। वक्र पर प्रत्येक बिंदु 100 लार्वा (एन = 4) की आबादी से 20 यादृच्छिक रूप से चयनित लार्वा का वजन करके गणना की गई औसत व्यक्तिगत वजन (मिलीग्राम) का प्रतिनिधित्व करता है। त्रुटि पट्टियाँ SD का प्रतिनिधित्व करती हैं।
सीईएल आहार ने 95.5 ± 3.8% की उत्कृष्ट लार्वा उत्तरजीविता प्रदान की। इसके अलावा, घुलनशील सीएच युक्त एच. इल्यूसेन्स खिलाए गए आहार की उत्तरजीविता कम हो गई थी (जीएलएम: χ = 107.13, डीएफ = 21, पी <0.001), जो अध्ययन किए गए सीएच में एमएएल और एसयूसी (डिसैकेराइड्स) के कारण था। मृत्यु दर जीएलयू, एफआरयू, जीएएल (मोनोसैकेराइड), और एलएसी (ईएमएम: पी <0.001, चित्र 2) से कम थी।
नियंत्रण के रूप में विभिन्न मोनोसैकराइड्स (फ्रुक्टोज, गैलेक्टोज, ग्लूकोज), डिसैकराइड्स (लैक्टोज, माल्टोज, सुक्रोज) और सेलूलोज़ के साथ उपचारित ब्लैक सोल्जर फ्लाई लार्वा के जीवित रहने का बॉक्सप्लॉट। एक ही अक्षर वाले उपचार एक-दूसरे से काफी भिन्न नहीं होते हैं (ईएमएम, पी > 0.05)।
परीक्षण किए गए सभी आहारों ने लार्वा को प्रीप्यूपल चरण तक पहुंचने की अनुमति दी। हालाँकि, परीक्षण किए गए सीएच लार्वा विकास को लम्बा खींचते हैं (F6,21=9.60, p<0.001; तालिका 1)। विशेष रूप से, सीईएल (सीईएल-जीएएल: पी <0.001; सीईएल-एलएसी: पी <0.001; तालिका 1) पर पाले गए लार्वा की तुलना में, जीएएल और एलएसी को खिलाए गए लार्वा को प्रीप्यूपल चरण तक पहुंचने में अधिक समय लगा।
परीक्षण किए गए सीएच का लार्वा के शरीर के वजन पर भी अलग-अलग प्रभाव पड़ा, सीईएल आहार प्राप्त लार्वा के शरीर का वजन 180.19 ± 11.35 मिलीग्राम (एफ 6,21 = 16.86, पी <0.001; चित्र 3) तक पहुंच गया। एफआरयू, जीएलयू, एमएएल और एसयूसी के परिणामस्वरूप औसत अंतिम लार्वा शरीर का वजन 200 मिलीग्राम से अधिक था, जो सीईएल (पी <0.05) की तुलना में काफी अधिक था। इसके विपरीत, लार्वा खिलाए गए जीएएल और एलएसी का शरीर का वजन कम था, औसत क्रमशः 177.64 ± 4.23 मिलीग्राम और 156.30 ± 2.59 मिलीग्राम (पी <0.05)। यह प्रभाव एलएसी के साथ अधिक स्पष्ट था, जहां शरीर का अंतिम वजन नियंत्रण आहार की तुलना में कम था (सीईएल-एलएसी: अंतर = 23.89 मिलीग्राम; पी = 0.03; चित्र 3)।
अलग-अलग लार्वा का औसत अंतिम वजन लार्वा स्पॉट (मिलीग्राम) के रूप में व्यक्त किया जाता है और काले सैनिक मक्खियों को हिस्टोग्राम (जी) के रूप में व्यक्त किया जाता है, जिन्हें अलग-अलग मोनोसेकेराइड (फ्रुक्टोज, गैलेक्टोज, ग्लूकोज), डिसैकराइड (लैक्टोज, माल्टोज, सुक्रोज) और सेलूलोज़ (नियंत्रण के रूप में) खिलाया जाता है। स्तंभकार अक्षर कुल लार्वा वजन (पी <0.001) में काफी भिन्न समूहों का प्रतिनिधित्व करते हैं। लार्वा स्पॉट से जुड़े पत्र महत्वपूर्ण रूप से भिन्न व्यक्तिगत लार्वा भार (पी <0.001) वाले समूहों का प्रतिनिधित्व करते हैं। त्रुटि पट्टियाँ SD का प्रतिनिधित्व करती हैं।
अधिकतम व्यक्तिगत वजन अधिकतम अंतिम कुल लार्वा कॉलोनी वजन से स्वतंत्र था। वास्तव में, एफआरयू, जीएलयू, एमएएल और एसयूसी युक्त आहार ने सीईएल (चित्रा 3) की तुलना में टैंक में उत्पादित कुल लार्वा वजन में वृद्धि नहीं की। हालाँकि, LAC ने कुल वजन में उल्लेखनीय रूप से कमी की (CEL-LAC: अंतर = 9.14 ग्राम; p <0.001; चित्र 3)।
तालिका 1 उपज (लार्वा/दिन) दर्शाती है। दिलचस्प बात यह है कि सीईएल, एमएएल और एसयूसी की इष्टतम पैदावार समान थी (तालिका 1)। इसके विपरीत, एफआरयू, जीएएल, जीएलयू और एलएसी ने सीईएल (तालिका 1) की तुलना में उपज कम कर दी। जीएएल और एलएसी ने सबसे खराब प्रदर्शन किया: उपज आधी होकर क्रमशः 0.51 ± 0.09 ग्राम लार्वा/दिन और 0.48 ± 0.06 ग्राम लार्वा/दिन रह गई (तालिका 1)।
मोनोसैकेराइड और डिसैकराइड ने सीएफ लार्वा की लिपिड सामग्री में वृद्धि की (तालिका 1)। सीएलई आहार पर, 23.19 ± 0.70% डीएम सामग्री की लिपिड सामग्री वाले लार्वा प्राप्त किए गए थे। तुलना के लिए, घुलनशील चीनी से पोषित लार्वा में औसत लिपिड सामग्री 30% से अधिक थी (तालिका 1)। हालाँकि, परीक्षण किए गए सीएच ने अपनी वसा सामग्री को उसी सीमा तक बढ़ा दिया।
जैसा कि अपेक्षित था, सीजी विषयों ने लार्वा के एफए प्रोफाइल को अलग-अलग डिग्री तक प्रभावित किया (चित्र 4)। सभी आहारों में एसएफए की मात्रा अधिक थी और 60% से अधिक तक पहुंच गई। एमएएल और एसयूसी ने एफए प्रोफाइल को असंतुलित कर दिया, जिससे एसएफए सामग्री में वृद्धि हुई। एमएएल के मामले में, एक ओर, इस असंतुलन के कारण मुख्य रूप से मोनोअनसैचुरेटेड फैटी एसिड (एमयूएफए) (एफ6,21 = 7.47; पी <0.001; चित्र 4) की सामग्री में कमी आई। दूसरी ओर, एसयूसी के लिए, कमी एमयूएफए और पीयूएफए के बीच अधिक समान थी। LAC और MAL का FA स्पेक्ट्रम पर विपरीत प्रभाव पड़ा (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; चित्र) 4). एलएसी-पोषित लार्वा में एसएफए का कम अनुपात एमयूएफए सामग्री को बढ़ाता प्रतीत होता है। विशेष रूप से, जीएएल (एफ6,21 = 7.47; पी <0.001; चित्र 4) को छोड़कर अन्य घुलनशील शर्करा की तुलना में एलएसी-पोषित लार्वा में एमयूएफए का स्तर अधिक था।
नियंत्रण के रूप में विभिन्न मोनोसेकेराइड (फ्रुक्टोज (FRU), गैलेक्टोज (GAL), ग्लूकोज (GLU)), डिसैकराइड्स (लैक्टोज (LAC), माल्टोज (MAL), सुक्रोज (SUC)) और सेल्युलोज (CEL) का उपयोग करके, फैटी एसिड का बॉक्स प्लॉट काले सैनिक मक्खी के लार्वा को खिलाया गया मिश्रण। परिणाम कुल प्रसिद्धि के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किए जाते हैं। अलग-अलग अक्षरों से चिह्नित उपचार काफी भिन्न होते हैं (पी <0.001)। (ए) संतृप्त फैटी एसिड का अनुपात; (बी) मोनोअनसैचुरेटेड फैटी एसिड; (सी) पॉलीअनसैचुरेटेड फैटी एसिड।
पहचाने गए फैटी एसिड में, लॉरिक एसिड (C12:0) सभी देखे गए स्पेक्ट्रा (40% से अधिक) में प्रमुख था। अन्य मौजूद एसएफए पामिटिक एसिड (सी16:0) (10% से कम), स्टीयरिक एसिड (सी18:0) (2.5% से कम) और कैप्रिक एसिड (सी10:0) (1.5% से कम) थे। एमयूएफए मुख्य रूप से ओलिक एसिड (सी18:1एन9) (9.5% से कम) द्वारा दर्शाए गए थे, जबकि पीयूएफए मुख्य रूप से लिनोलिक एसिड (सी18:2एन6) (13.0% से कम) से बने थे (पूरक तालिका एस1 देखें)। इसके अलावा, यौगिकों के एक छोटे से अनुपात की पहचान नहीं की जा सकी, विशेष रूप से सीईएल लार्वा के स्पेक्ट्रा में, जहां अज्ञात यौगिक संख्या 9 (यूएनडी9) का औसत 2.46 ± 0.52% था (पूरक तालिका एस1 देखें)। जीसी×जीसी-एफआईडी विश्लेषण ने सुझाव दिया कि यह पांच या छह दोहरे बंधन वाला 20-कार्बन फैटी एसिड हो सकता है (पूरक चित्र S5 देखें)।
पेर्मानोवा विश्लेषण ने फैटी एसिड प्रोफाइल (एफ6,21 = 7.79, पी <0.001; चित्र 5) के आधार पर तीन अलग-अलग समूहों का खुलासा किया। टीबीसी स्पेक्ट्रम का प्रमुख घटक विश्लेषण (पीसीए) इसे दर्शाता है और इसे दो घटकों (चित्र 5) द्वारा समझाया गया है। प्रमुख घटकों ने 57.9% विचरण की व्याख्या की और महत्व के क्रम में, लॉरिक एसिड (C12:0), ओलिक एसिड (C18:1n9), पामिटिक एसिड (C16:0), स्टीयरिक एसिड (C18:0), और शामिल हैं। लिनोलेनिक एसिड (C18:3n3) (चित्र S4 देखें)। दूसरे घटक ने 26.3% विचरण की व्याख्या की और महत्व के क्रम में, डिकैनोइक एसिड (सी10:0) और लिनोलिक एसिड (सी18:2एन6 सीआईएस) को शामिल किया (पूरक चित्र एस4 देखें)। सरल शर्करा (एफआरयू, जीएएल और जीएलयू) युक्त आहार के प्रोफाइल में समान विशेषताएं दिखाई गईं। इसके विपरीत, डिसैकराइड्स ने अलग-अलग प्रोफाइल उत्पन्न किए: एक तरफ एमएएल और एसयूसी और दूसरी तरफ एलएसी। विशेष रूप से, MAL एकमात्र ऐसी चीनी थी जिसने CEL की तुलना में FA प्रोफ़ाइल को बदल दिया। इसके अलावा, MAL प्रोफ़ाइल FRU और GLU प्रोफ़ाइल से काफी भिन्न थी। विशेष रूप से, MAL प्रोफ़ाइल ने C12:0 (54.59 ± 2.17%) का उच्चतम अनुपात दिखाया, जिससे यह CEL (43.10 ± 5.01%), LAC (43.35 ± 1.31%), FRU (48.90 ± 1.97%) और के बराबर हो गया। जीएलयू (48.38 ± 2.17%) प्रोफाइल (पूरक तालिका देखें)। एस1). MAL स्पेक्ट्रम ने सबसे कम C18:1n9 सामग्री (9.52 ± 0.50%) भी दिखाई, जिसने इसे LAC (12.86 ± 0.52%) और CEL (12.40 ± 1.31%) स्पेक्ट्रा से अलग कर दिया। C16:0 के लिए भी ऐसी ही प्रवृत्ति देखी गई। दूसरे घटक में, LAC स्पेक्ट्रम ने उच्चतम C18:2n6 सामग्री (17.22 ± 0.46%) दिखाई, जबकि MAL ने सबसे कम (12.58 ± 0.67%) दिखाई। C18:2n6 ने एलएसी को नियंत्रण (सीईएल) से भी अलग किया, जिसने निम्न स्तर (13.41 ± 2.48%) दिखाया (पूरक तालिका एस1 देखें)।
नियंत्रण के रूप में विभिन्न मोनोसैकराइड्स (फ्रुक्टोज, गैलेक्टोज, ग्लूकोज), डिसैकराइड्स (लैक्टोज, माल्टोज, सुक्रोज) और सेल्यूलोज के साथ ब्लैक सोल्जर फ्लाई लार्वा के फैटी एसिड प्रोफाइल का पीसीए प्लॉट।
एच. इल्यूसेंस लार्वा पर घुलनशील शर्करा के पोषण संबंधी प्रभावों का अध्ययन करने के लिए, चिकन फ़ीड में सेल्युलोज (सीईएल) को ग्लूकोज (जीएलयू), फ्रुक्टोज (एफआरयू), गैलेक्टोज (जीएएल), माल्टोज (एमएएल), सुक्रोज (एसयूसी) से बदल दिया गया था। लैक्टोज (एलएसी)। हालाँकि, मोनोसैकेराइड और डिसैकराइड का एचएफ लार्वा के विकास, अस्तित्व और संरचना पर अलग-अलग प्रभाव पड़ा। उदाहरण के लिए, जीएलयू, एफआरयू और उनके डिसैकराइड फॉर्म (एमएएल और एसयूसी) ने लार्वा वृद्धि पर सकारात्मक सहायक प्रभाव डाला, जिससे उन्हें सीईएल की तुलना में अधिक अंतिम शारीरिक वजन प्राप्त करने की अनुमति मिली। अपचनीय सीईएल के विपरीत, जीएलयू, एफआरयू और एसयूसी आंतों की बाधा को दूर कर सकते हैं और तैयार किए गए आहार में महत्वपूर्ण पोषक तत्व स्रोत के रूप में काम कर सकते हैं। एमएएल में विशिष्ट पशु ट्रांसपोर्टरों का अभाव है और माना जाता है कि आत्मसात करने से पहले इसे दो ग्लूकोज अणुओं में हाइड्रोलाइज किया जाता है। ये अणु कीट के शरीर में प्रत्यक्ष ऊर्जा स्रोत या लिपिड18 के रूप में संग्रहीत होते हैं। सबसे पहले, उत्तरार्द्ध के संबंध में, देखे गए कुछ इंट्रामॉडल अंतर लिंग अनुपात में छोटे अंतर के कारण हो सकते हैं। वास्तव में, एच. इल्यूसेन्स में, प्रजनन पूरी तरह से सहज हो सकता है: वयस्क मादाओं में स्वाभाविक रूप से अंडे देने के लिए पर्याप्त भंडार होता है और वे पुरुषों की तुलना में भारी होती हैं29। हालाँकि, बीएसएफएल में लिपिड संचय आहार में घुलनशील CH2 सेवन से संबंधित है, जैसा कि पहले GLU और xylose26,30 के लिए देखा गया था। उदाहरण के लिए, ली एट अल.30 ने देखा कि जब लार्वा आहार में 8% जीएलयू जोड़ा गया, तो नियंत्रण की तुलना में बीएसएफ लार्वा की लिपिड सामग्री 7.78% बढ़ गई। हमारे परिणाम इन अवलोकनों के अनुरूप हैं, जिससे पता चलता है कि घुलनशील चीनी खाने वाले लार्वा में वसा की मात्रा सीईएल आहार खाने वाले लार्वा की तुलना में अधिक थी, जबकि जीएलयू अनुपूरण के साथ 8.57% की वृद्धि हुई थी। आश्चर्यजनक रूप से, लार्वा वृद्धि, अंतिम शरीर के वजन और अस्तित्व पर प्रतिकूल प्रभाव के बावजूद, लार्वा से पोषित जीएएल और एलएसी में समान परिणाम देखे गए। एलएसी खिलाए गए लार्वा सीईएल आहार खिलाए गए लार्वा की तुलना में काफी छोटे थे, लेकिन उनकी वसा सामग्री अन्य घुलनशील शर्करा वाले लार्वा के बराबर थी। ये परिणाम बीएसएफएल पर लैक्टोज के पोषण-विरोधी प्रभावों को उजागर करते हैं। सबसे पहले, आहार में बड़ी मात्रा में सीएच होता है। क्रमशः मोनोसैकेराइड और डिसैकराइड की अवशोषण और हाइड्रोलिसिस प्रणाली संतृप्ति तक पहुंच सकती है, जिससे आत्मसात प्रक्रिया में बाधाएं पैदा हो सकती हैं। जहां तक ​​हाइड्रोलिसिस का सवाल है, यह α- और β-ग्लूकोसिडेस 31 द्वारा किया जाता है। इन एंजाइमों ने अपने आकार और उनके घटक मोनोसेकेराइड 15 के बीच रासायनिक बंधन (α या β लिंकेज) के आधार पर सब्सट्रेट को प्राथमिकता दी है। एलएसी से जीएलयू और जीएएल का हाइड्रोलिसिस β-गैलेक्टोसिडेज़ द्वारा किया जाता है, एक एंजाइम जिसकी गतिविधि बीएसएफ 32 की आंत में प्रदर्शित की गई है। हालाँकि, इसकी अभिव्यक्ति लार्वा द्वारा उपभोग की गई एलएसी की मात्रा की तुलना में अपर्याप्त हो सकती है। इसके विपरीत, α-ग्लूकोसिडेज़ माल्टेज़ और सुक्रेज़ 15, जिन्हें कीड़ों में प्रचुर मात्रा में व्यक्त किया जाता है, बड़ी मात्रा में एमएएल और सुक्रोज़ एसयूसी को तोड़ने में सक्षम हैं, जिससे इस तृप्ति प्रभाव को सीमित किया जा सकता है। दूसरे, पोषण-विरोधी प्रभाव अन्य उपचारों की तुलना में कीट आंतों की एमाइलेज गतिविधि की कम उत्तेजना और भोजन व्यवहार की धीमी गति के कारण हो सकते हैं। वास्तव में, घुलनशील शर्करा की पहचान कीड़ों के पाचन के लिए महत्वपूर्ण एंजाइम गतिविधि के उत्तेजक के रूप में की गई है, जैसे कि एमाइलेज, और भोजन प्रतिक्रिया के ट्रिगर के रूप में। उत्तेजना की डिग्री चीनी की आणविक संरचना के आधार पर भिन्न होती है। वास्तव में, डिसैकराइड को अवशोषण से पहले हाइड्रोलिसिस की आवश्यकता होती है और उनके घटक मोनोसैकेराइड34 की तुलना में एमाइलेज को अधिक उत्तेजित करते हैं। इसके विपरीत, एलएसी का प्रभाव हल्का होता है और विभिन्न प्रजातियों33,35 में कीट वृद्धि का समर्थन करने में असमर्थ पाया गया है। उदाहरण के लिए, कीट स्पोडोप्टेरा एक्सिगुआ (बॉडी 1850) में, कैटरपिलर मिडगट एंजाइम 36 के अर्क में एलएसी की कोई हाइड्रोलाइटिक गतिविधि नहीं पाई गई।
एफए स्पेक्ट्रम के संबंध में, हमारे परिणाम परीक्षण किए गए सीएच के महत्वपूर्ण नियामक प्रभावों को दर्शाते हैं। विशेष रूप से, हालांकि लॉरिक एसिड (सी12:0) आहार में कुल एफए का 1% से भी कम था, यह सभी प्रोफाइलों में हावी था (पूरक तालिका एस1 देखें)। यह पिछले डेटा के अनुरूप है कि लॉरिक एसिड को एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज और एफए सिंथेज़19,27,37 से जुड़े मार्ग के माध्यम से एच. इल्यूसेंस में आहार सीएच से संश्लेषित किया जाता है। हमारे परिणाम पुष्टि करते हैं कि सीईएल काफी हद तक अपचनीय है और बीएसएफ नियंत्रण आहार में "बल्किंग एजेंट" के रूप में कार्य करता है, जैसा कि कई बीएसएफएल अध्ययन38,39,40 में चर्चा की गई है। सीईएल को एलएसी के अलावा अन्य मोनोसैकेराइड और डिसैकराइड के साथ बदलने से सी12:0 अनुपात में वृद्धि हुई, जो लार्वा द्वारा सीएच ग्रहण में वृद्धि का संकेत देता है। दिलचस्प बात यह है कि डिसैकराइड एमएएल और एसयूसी अपने घटक मोनोसैकराइड की तुलना में लॉरिक एसिड संश्लेषण को अधिक कुशलता से बढ़ावा देते हैं, जिससे पता चलता है कि जीएलयू और एफआरयू के पोलीमराइजेशन की उच्च डिग्री के बावजूद, और चूंकि ड्रोसोफिला एकमात्र सुक्रोज ट्रांसपोर्टर है जिसे पशु प्रोटीन प्रजातियों में पहचाना गया है, डिसैकराइड ट्रांसपोर्टर एच. इल्यूसेंस लार्वा15 की आंत में मौजूद नहीं हो सकता है, जीएलयू और एफआरयू का उपयोग बढ़ जाता है। हालाँकि, हालांकि जीएलयू और एफआरयू को सैद्धांतिक रूप से बीएसएफ द्वारा अधिक आसानी से चयापचय किया जाता है, वे सब्सट्रेट और आंत सूक्ष्मजीवों द्वारा भी अधिक आसानी से चयापचय करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप डिसैकराइड की तुलना में लार्वा द्वारा उनका अधिक तेजी से क्षरण और कम उपयोग हो सकता है।
पहली नज़र में, लार्वा द्वारा पोषित एलएसी और एमएएल की लिपिड सामग्री तुलनीय थी, जो इन शर्कराओं की समान जैवउपलब्धता का संकेत देती है। हालाँकि, आश्चर्यजनक रूप से, LAC का FA प्रोफ़ाइल SFA में अधिक समृद्ध था, विशेषकर MAL की तुलना में कम C12:0 सामग्री के साथ। इस अंतर को समझाने के लिए एक परिकल्पना यह है कि एलएसी एसिटाइल-सीओए एफए सिंथेज़ के माध्यम से आहार एफए के जैवसंचय को उत्तेजित कर सकता है। इस परिकल्पना का समर्थन करते हुए, एलएसी लार्वा में सीईएल आहार (1.27 ± 0.16%) की तुलना में सबसे कम डिकैनोएट (सी10:0) अनुपात (0.77 ± 0.13%) था, जो कम एफए सिंथेज़ और थायोएस्टरेज़ गतिविधियों 19 को दर्शाता है। दूसरा, आहारीय फैटी एसिड को एच. इल्यूसेन्स27 की एसएफए संरचना को प्रभावित करने वाला मुख्य कारक माना जाता है। हमारे प्रयोगों में, लिनोलिक एसिड (C18:2n6) आहारीय फैटी एसिड का 54.81% था, LAC लार्वा में अनुपात 17.22 ± 0.46% और MAL में 12.58 ± 0.67% था। ओलिक एसिड (सीआईएस + ट्रांस सी18:1एन9) (आहार में 23.22%) ने एक समान प्रवृत्ति दिखाई। α-लिनोलेनिक एसिड (C18:3n3) का अनुपात भी जैव संचय परिकल्पना का समर्थन करता है। यह फैटी एसिड सब्सट्रेट संवर्धन पर बीएसएफएल में जमा होने के लिए जाना जाता है, जैसे कि अलसी केक के अलावा, लार्वा 19 में कुल फैटी एसिड का 6-9% तक। समृद्ध आहार में, C18:3n3 कुल आहार फैटी एसिड का 35% तक हो सकता है। हालाँकि, हमारे अध्ययन में, C18:3n3 फैटी एसिड प्रोफाइल का केवल 2.51% था। हालाँकि प्रकृति में पाया जाने वाला अनुपात हमारे लार्वा में कम था, यह अनुपात MAL (0.49 ± 0.04%) की तुलना में LAC लार्वा (0.87 ± 0.02%) में अधिक था (p <0.001; पूरक तालिका S1 देखें)। सीईएल आहार का मध्यवर्ती अनुपात 0.72 ± 0.18% था। अंत में, सीएफ लार्वा में पामिटिक एसिड (सी16:0) अनुपात सिंथेटिक मार्गों और आहार एफए19 के योगदान को दर्शाता है। हॉक एट अल. 19 में देखा गया कि जब आहार को अलसी के भोजन से समृद्ध किया गया तो C16:0 संश्लेषण कम हो गया था, जिसे सीएच अनुपात में कमी के कारण एसिटाइल-सीओए सब्सट्रेट की उपलब्धता में कमी के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था। आश्चर्य की बात है, हालांकि दोनों आहारों में समान सीएच सामग्री थी और एमएएल ने उच्च जैवउपलब्धता दिखाई, एमएएल लार्वा ने सबसे कम सी 16: 0 अनुपात (10.46 ± 0.77%) दिखाया, जबकि एलएसी ने उच्च अनुपात दिखाया, 12.85 ± 0.27% (पी <0.05; देखें) अनुपूरक तालिका S1). ये परिणाम बीएसएफएल पाचन और चयापचय पर पोषक तत्वों के जटिल प्रभाव को उजागर करते हैं। वर्तमान में, इस विषय पर शोध डिप्टेरा की तुलना में लेपिडोप्टेरा में अधिक गहन है। कैटरपिलर में, SUC और FRU34,35 जैसे अन्य घुलनशील शर्करा की तुलना में LAC को भोजन व्यवहार के एक कमजोर उत्तेजक के रूप में पहचाना गया था। विशेष रूप से, स्पोडोप्टेरालिटोरालिस (बोइसडुवल 1833) में, एमएएल के सेवन ने आंत में एमाइलोलिटिक गतिविधि को एलएसी34 की तुलना में अधिक हद तक उत्तेजित किया। बीएसएफएल में इसी तरह के प्रभाव एमएएल लार्वा में सी12:0 सिंथेटिक मार्ग की बढ़ी हुई उत्तेजना को समझा सकते हैं, जो आंतों द्वारा अवशोषित सीएच में वृद्धि, लंबे समय तक भोजन और आंतों के एमाइलेज क्रिया से जुड़ा हुआ है। एलएसी की उपस्थिति में भोजन लय की कम उत्तेजना भी एलएसी लार्वा की धीमी वृद्धि को समझा सकती है। इसके अलावा, लियू यान्क्सिया एट अल। 27 ने नोट किया कि एच. इल्यूसेंस सब्सट्रेट्स में लिपिड का शेल्फ जीवन सीएच की तुलना में अधिक लंबा था। इसलिए, एलएसी लार्वा अपने विकास को पूरा करने के लिए आहार लिपिड पर अधिक भरोसा कर सकते हैं, जो उनकी अंतिम लिपिड सामग्री को बढ़ा सकता है और उनके फैटी एसिड प्रोफाइल को नियंत्रित कर सकता है।
हमारी सर्वोत्तम जानकारी के अनुसार, केवल कुछ अध्ययनों ने उनके एफए प्रोफाइल पर बीएसएफ आहार में शामिल मोनोसैकेराइड और डिसैकराइड के प्रभावों का परीक्षण किया है। सबसे पहले, ली एट अल। 30 ने जीएलयू और ज़ाइलोज़ के प्रभावों का आकलन किया और 8% अतिरिक्त दर पर हमारे समान लिपिड स्तर देखा। एफए प्रोफाइल विस्तृत नहीं था और इसमें मुख्य रूप से एसएफए शामिल था, लेकिन दोनों शर्कराओं के बीच या जब उन्हें एक साथ प्रस्तुत किया गया तो कोई अंतर नहीं पाया गया। इसके अलावा, कोहन एट अल। 41 ने संबंधित एफए प्रोफाइल पर चिकन फ़ीड में 20% जीएलयू, एसयूसी, एफआरयू और जीएएल जोड़ने का कोई प्रभाव नहीं दिखाया। ये स्पेक्ट्रा जैविक प्रतिकृति के बजाय तकनीकी से प्राप्त किए गए थे, जो, जैसा कि लेखकों द्वारा समझाया गया है, सांख्यिकीय विश्लेषण को सीमित कर सकता है। इसके अलावा, आइसो-शुगर नियंत्रण की कमी (सीईएल का उपयोग करके) परिणामों की व्याख्या को सीमित करती है। हाल ही में, नुगरोहो आरए एट अल द्वारा दो अध्ययन। एफए स्पेक्ट्रा42,43 में प्रदर्शित विसंगतियाँ। पहले अध्ययन में, नुगरोहो आरए एट अल। 43 ने किण्वित पाम कर्नेल भोजन में एफआरयू जोड़ने के प्रभाव का परीक्षण किया। परिणामी लार्वा के एफए प्रोफाइल में पीयूएफए का असामान्य रूप से उच्च स्तर दिखाया गया, जिनमें से 90% से अधिक 10% एफआरयू (हमारे अध्ययन के समान) वाले आहार से प्राप्त हुए थे। हालाँकि इस आहार में पीयूएफए-समृद्ध मछली के छर्रे शामिल थे, 100% किण्वित पीसीएम से युक्त नियंत्रण आहार पर लार्वा के रिपोर्ट किए गए एफए प्रोफ़ाइल मान पहले रिपोर्ट किए गए किसी भी प्रोफ़ाइल के अनुरूप नहीं थे, विशेष रूप से 17.77 के C18:3n3 का असामान्य स्तर संयुग्मित लिनोलिक एसिड (C18:2n6t) के लिए ± 1.67% और 26.08 ± 0.20%, a लिनोलिक एसिड का दुर्लभ आइसोमर। दूसरे अध्ययन में किण्वित पाम कर्नेल भोजन में FRU, GLU, MAL और SUC42 सहित समान परिणाम दिखाए गए। ये अध्ययन, हमारे जैसे, बीएसएफ लार्वा आहार परीक्षणों के परिणामों की तुलना करने में गंभीर कठिनाइयों को उजागर करते हैं, जैसे नियंत्रण विकल्प, अन्य पोषक स्रोतों के साथ बातचीत और एफए विश्लेषण विधियां।
प्रयोगों के दौरान, हमने देखा कि सब्सट्रेट का रंग और गंध इस्तेमाल किए गए आहार के आधार पर भिन्न होता है। इससे पता चलता है कि लार्वा के सब्सट्रेट और पाचन तंत्र में देखे गए परिणामों में सूक्ष्मजीव भूमिका निभा सकते हैं। वास्तव में, मोनोसैकेराइड और डिसैकराइड को उपनिवेशित सूक्ष्मजीवों द्वारा आसानी से चयापचय किया जाता है। सूक्ष्मजीवों द्वारा घुलनशील शर्करा की तीव्र खपत के परिणामस्वरूप इथेनॉल, लैक्टिक एसिड, शॉर्ट-चेन फैटी एसिड (जैसे एसिटिक एसिड, प्रोपियोनिक एसिड, ब्यूटिरिक एसिड) और कार्बन डाइऑक्साइड44 जैसे माइक्रोबियल चयापचय उत्पादों की बड़ी मात्रा में रिहाई हो सकती है। इनमें से कुछ यौगिक लार्वा पर घातक विषाक्त प्रभावों के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं, जो समान विकासात्मक परिस्थितियों में कोहन एट अल.41 द्वारा भी देखे गए हैं। उदाहरण के लिए, इथेनॉल कीड़ों के लिए हानिकारक है45। बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन के परिणामस्वरूप टैंक के तल पर इसका संचय हो सकता है, जो वायु परिसंचरण को इसकी रिहाई की अनुमति नहीं देने पर वातावरण को ऑक्सीजन से वंचित कर सकता है। एससीएफए के संबंध में, कीड़ों पर उनके प्रभाव, विशेष रूप से एच. इल्यूसेन्स, को कम समझा जाता है, हालांकि लैक्टिक एसिड, प्रोपियोनिक एसिड और ब्यूटिरिक एसिड को कैलोसोब्रुचस मैक्यूलैटस (फैब्रिकियस 1775)46 में घातक दिखाया गया है। ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर मेगेन 1830 में, ये एससीएफए घ्राण मार्कर हैं जो मादाओं को डिंबोत्सर्जन स्थलों पर मार्गदर्शन करते हैं, जो लार्वा विकास47 में लाभकारी भूमिका का सुझाव देते हैं। हालाँकि, एसिटिक एसिड को एक खतरनाक पदार्थ के रूप में वर्गीकृत किया गया है और यह लार्वा विकास47 को महत्वपूर्ण रूप से बाधित कर सकता है। इसके विपरीत, माइक्रोबियल रूप से व्युत्पन्न लैक्टेट को हाल ही में ड्रोसोफिला48 में आक्रामक आंत रोगाणुओं के खिलाफ सुरक्षात्मक प्रभाव पाया गया है। इसके अलावा, पाचन तंत्र में सूक्ष्मजीव भी कीड़ों में सीएच पाचन में भूमिका निभाते हैं। आंत माइक्रोबायोटा पर एससीएफए के शारीरिक प्रभाव, जैसे भोजन दर और जीन अभिव्यक्ति, कशेरुक 50 में वर्णित किए गए हैं। उनका एच. इल्यूसेंस लार्वा पर ट्रॉफिक प्रभाव भी हो सकता है और एफए प्रोफाइल के नियमन में आंशिक योगदान हो सकता है। इन माइक्रोबियल किण्वन उत्पादों के पोषण संबंधी प्रभावों पर अध्ययन एच. इल्यूसेंस पोषण पर उनके प्रभावों को स्पष्ट करेगा और उनके विकास और एफए-समृद्ध सब्सट्रेट्स के मूल्य के संदर्भ में लाभकारी या हानिकारक सूक्ष्मजीवों पर भविष्य के अध्ययन के लिए एक आधार प्रदान करेगा। इस संबंध में, बड़े पैमाने पर खेती किए जाने वाले कीड़ों की पाचन प्रक्रियाओं में सूक्ष्मजीवों की भूमिका का तेजी से अध्ययन किया जा रहा है। कीड़ों को बायोरिएक्टर के रूप में देखा जाने लगा है, जो पीएच और ऑक्सीजनेशन की स्थिति प्रदान करते हैं जो पोषक तत्वों के क्षरण या विषहरण में विशेषज्ञता वाले सूक्ष्मजीवों के विकास को सुविधाजनक बनाते हैं जिन्हें पचाना कीड़ों के लिए मुश्किल होता है। हाल ही में, जियांग एट अल.52 ने प्रदर्शित किया कि, उदाहरण के लिए, जीवाणु मिश्रण के साथ कार्बनिक अपशिष्ट का टीकाकरण सीएफ को लिग्नोसेल्यूलोज गिरावट में विशेष बैक्टीरिया को आकर्षित करने की अनुमति देता है, जिससे लार्वा के बिना सब्सट्रेट की तुलना में सब्सट्रेट में इसकी गिरावट में सुधार होता है।
अंत में, एच. इल्यूसेंस द्वारा जैविक कचरे के लाभकारी उपयोग के संबंध में, सीईएल और एसयूसी आहार ने प्रति दिन सबसे अधिक संख्या में लार्वा का उत्पादन किया। इसका मतलब यह है कि अलग-अलग व्यक्तियों के कम अंतिम वजन के बावजूद, अपाच्य सीएच से युक्त सब्सट्रेट पर उत्पन्न कुल लार्वा वजन, मोनोसैकेराइड और डिसैकराइड युक्त होमोसैकेराइड आहार पर प्राप्त वजन के बराबर है। हमारे अध्ययन में, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि अन्य पोषक तत्वों का स्तर लार्वा आबादी की वृद्धि का समर्थन करने के लिए पर्याप्त है और सीईएल की वृद्धि सीमित होनी चाहिए। हालाँकि, लार्वा की अंतिम संरचना भिन्न होती है, जो कीड़ों को महत्व देने के लिए सही रणनीति चुनने के महत्व पर प्रकाश डालती है। संपूर्ण आहार के साथ खिलाए गए सीईएल लार्वा कम वसा सामग्री और कम लॉरिक एसिड के स्तर के कारण पशु आहार के रूप में उपयोग के लिए अधिक उपयुक्त हैं, जबकि एसयूसी या एमएएल आहार के साथ खिलाए गए लार्वा को तेल के मूल्य को बढ़ाने के लिए, विशेष रूप से जैव ईंधन में, दबाव द्वारा डीफ़ैटिंग की आवश्यकता होती है। क्षेत्र. एलएसी डेयरी उद्योग के उप-उत्पादों जैसे पनीर उत्पादन से मट्ठा में पाया जाता है। हाल ही में, इसके उपयोग (3.5% लैक्टोज) से अंतिम लार्वा शरीर के वजन में सुधार हुआ53। हालाँकि, इस अध्ययन में नियंत्रण आहार में लिपिड की मात्रा आधी थी। इसलिए, आहार लिपिड के लार्वा जैवसंचय द्वारा एलएसी के पोषण-विरोधी प्रभावों का प्रतिकार किया जा सकता है।
जैसा कि पिछले अध्ययनों से पता चला है, मोनोसैकेराइड और डिसैकराइड के गुण बीएसएफएल के विकास को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं और इसके एफए प्रोफाइल को नियंत्रित करते हैं। विशेष रूप से, एलएसी आहार लिपिड अवशोषण के लिए सीएच की उपलब्धता को सीमित करके लार्वा विकास के दौरान एक पोषण-विरोधी भूमिका निभाता प्रतीत होता है, जिससे यूएफए जैवसंचय को बढ़ावा मिलता है। इस संदर्भ में, पीयूएफए और एलएसी के संयोजन वाले आहार का उपयोग करके जैव परीक्षण करना दिलचस्प होगा। इसके अलावा, सूक्ष्मजीवों की भूमिका, विशेष रूप से चीनी किण्वन प्रक्रियाओं से प्राप्त माइक्रोबियल मेटाबोलाइट्स (जैसे एससीएफए) की भूमिका, जांच के योग्य शोध विषय बनी हुई है।
कीड़े 2017 में एग्रो-बायो टेक, गेम्ब्लौक्स, बेल्जियम में स्थापित कार्यात्मक और विकासवादी कीटविज्ञान प्रयोगशाला की बीएसएफ कॉलोनी से प्राप्त किए गए थे (पालन विधियों पर अधिक जानकारी के लिए, हॉक एट अल 19 देखें)। प्रायोगिक परीक्षणों के लिए, 2.0 ग्राम बीएसएफ अंडे को प्रजनन पिंजरों से प्रतिदिन यादृच्छिक रूप से एकत्र किया गया और 2.0 किलोग्राम 70% गीले चिकन फ़ीड (एवेव, ल्यूवेन, बेल्जियम) में डाला गया। अंडे सेने के पांच दिन बाद, लार्वा को सब्सट्रेट से अलग किया गया और प्रायोगिक उद्देश्यों के लिए मैन्युअल रूप से गिना गया। प्रत्येक बैच का प्रारंभिक वजन मापा गया। औसत व्यक्तिगत वजन 7.125 ± 0.41 मिलीग्राम था, और प्रत्येक उपचार का औसत पूरक तालिका एस2 में दिखाया गया है।
आहार सूत्रीकरण को बैरागन-फोंसेका एट अल के अध्ययन से अनुकूलित किया गया था। 38 . संक्षेप में, लार्वा मुर्गियों के लिए समान फ़ीड गुणवत्ता, समान शुष्क पदार्थ (डीएम) सामग्री, उच्च सीएच (ताजा आहार के आधार पर 10%) और बनावट के बीच एक समझौता पाया गया, क्योंकि सरल शर्करा और डिसैकराइड में कोई बनावटी गुण नहीं होते हैं। निर्माता की जानकारी (चिकन फ़ीड, एवीईवीई, ल्यूवेन, बेल्जियम) के अनुसार, परीक्षण किए गए सीएच (यानी घुलनशील चीनी) को 16.0% प्रोटीन, 5.0% कुल लिपिड वाले आहार में एक ऑटोक्लेव्ड जलीय घोल (15.9%) के रूप में अलग से जोड़ा गया था। 11.9% पिसा हुआ चिकन चारा जिसमें राख और 4.8% फाइबर होता है। प्रत्येक 750 मिलीलीटर जार (17.20 × 11.50 × 6.00 सेमी, एवीए, टेम्पसी, बेल्जियम) में, 101.9 ग्राम ऑटोक्लेव्ड सीएच समाधान 37.8 ग्राम चिकन फ़ीड के साथ मिलाया गया था। प्रत्येक आहार के लिए, शुष्क पदार्थ की मात्रा 37.0% थी, जिसमें सजातीय प्रोटीन (11.7%), सजातीय लिपिड (3.7%) और सजातीय शर्करा (अतिरिक्त सीएच का 26.9%) शामिल थे। सीएच का परीक्षण ग्लूकोज (जीएलयू), फ्रुक्टोज (एफआरयू), गैलेक्टोज (जीएएल), माल्टोज (एमएएल), सुक्रोज (एसयूसी) और लैक्टोज (एलएसी) थे। नियंत्रण आहार में सेलूलोज़ (सीईएल) शामिल था, जिसे एच. इल्यूसेंस लार्वा 38 के लिए अपचनीय माना जाता है। एक सौ 5 दिन पुराने लार्वा को बीच में 1 सेमी व्यास वाले छेद वाले ढक्कन वाली ट्रे में रखा गया और प्लास्टिक मच्छरदानी से ढक दिया गया। प्रत्येक आहार को चार बार दोहराया गया।
प्रयोग शुरू होने के तीन दिन बाद लार्वा का वजन मापा गया। प्रत्येक माप के लिए, 20 लार्वा को बाँझ गर्म पानी और संदंश का उपयोग करके सब्सट्रेट से हटा दिया गया, सुखाया गया और तौला गया (STX223, ओहौस स्काउट, पार्सिपनी, यूएसए)। वजन करने के बाद, लार्वा को सब्सट्रेट के केंद्र में लौटा दिया गया। पहला प्रीप्यूपा उभरने तक नियमित रूप से सप्ताह में तीन बार माप लिया जाता था। इस बिंदु पर, पहले बताए अनुसार सभी लार्वा को इकट्ठा करें, गिनें और तौलें। चरण 6 लार्वा (यानी, प्रीप्यूपल चरण से पहले के लार्वा चरण के अनुरूप सफेद लार्वा) और प्रीप्यूपे (यानी, अंतिम लार्वा चरण जिसके दौरान बीएसएफ लार्वा काला हो जाता है, भोजन करना बंद कर देता है, और कायापलट के लिए उपयुक्त वातावरण की तलाश करता है) को अलग करें और स्टोर करें - संरचनागत विश्लेषण के लिए 18°C. उपज की गणना प्रति डिश (जी) से प्राप्त कीड़ों के कुल द्रव्यमान (चरण 6 के लार्वा और प्रीप्यूपे) और विकास समय (डी) के अनुपात के रूप में की गई थी। पाठ में सभी माध्य मान इस प्रकार व्यक्त किए गए हैं: माध्य ± एसडी।
सॉल्वैंट्स (हेक्सेन (हेक्स), क्लोरोफॉर्म (CHCl3), मेथनॉल (MeOH)) का उपयोग करने वाले सभी बाद के चरण धूआं हुड के नीचे किए गए और नाइट्राइल दस्ताने, एप्रन और सुरक्षा चश्मा पहनने की आवश्यकता थी।
सफेद लार्वा को फ्रीज़ोन 6 फ्रीज ड्रायर (लैबकोन्को कॉर्प, कैनसस सिटी, एमओ, यूएसए) में 72 घंटे तक सुखाया गया और फिर जमीन (आईकेए ए 10, स्टॉफेन, जर्मनी) में सुखाया गया। फोल्च विधि 54 का उपयोग करके ±1 ग्राम पाउडर से कुल लिपिड निकाले गए। कुल लिपिड को सही करने के लिए प्रत्येक लियोफिलाइज्ड नमूने की अवशिष्ट नमी सामग्री को नमी विश्लेषक (एमए 150, सार्टोरियस, गोटिगेन, जर्मनी) का उपयोग करके दो प्रतियों में निर्धारित किया गया था।
फैटी एसिड मिथाइल एस्टर प्राप्त करने के लिए अम्लीय परिस्थितियों में कुल लिपिड को ट्रांसएस्टरीकृत किया गया। संक्षेप में, लगभग 10 मिलीग्राम लिपिड/100 μl CHCl3 समाधान (100 μl) को 8 मिलीलीटर पाइरेक्स© ट्यूब (SciLabware - DWK लाइफ साइंसेज, लंदन, यूके) में नाइट्रोजन के साथ वाष्पित किया गया था। ट्यूब को हेक्स (0.5 मिली) (पेस्टिनॉर्म®सुप्राट्रेस एन-हेक्सेन > 95% ऑर्गेनिक ट्रेस विश्लेषण के लिए, वीडब्ल्यूआर केमिकल्स, रेडनर, पीए, यूएसए) और हेक्स/मीओएच/बीएफ3 (20/25/55) घोल (0.5) में रखा गया था। एमएल) पानी के स्नान में 70 डिग्री सेल्सियस पर 90 मिनट के लिए। ठंडा करने के बाद, 10% जलीय H2SO4 घोल (0.2 मिली) और संतृप्त NaCl घोल (0.5 मिली) मिलाया गया। ट्यूब को मिलाएं और मिश्रण को साफ हेक्स (8.0 एमएल) से भरें। ऊपरी चरण के एक हिस्से को एक शीशी में स्थानांतरित किया गया और एक लौ आयनीकरण डिटेक्टर (जीसी-एफआईडी) के साथ गैस क्रोमैटोग्राफी द्वारा विश्लेषण किया गया। नमूनों का विश्लेषण ट्रेस जीसी अल्ट्रा (थर्मो साइंटिफिक, वाल्थम, एमए, यूएसए) का उपयोग करके किया गया जो स्प्लिट मोड (स्प्लिट फ्लो: 10 एमएल/मिनट), एक स्टैबिलवैक्स®-डीए कॉलम (स्प्लिट फ्लो: 10 एमएल/मिनट) में स्प्लिट/स्प्लिटलेस इंजेक्टर (240 डिग्री सेल्सियस) से सुसज्जित है। 30 मीटर, 0.25 मिमी आईडी, 0.25 माइक्रोन, रेस्टेक कार्पोरेशन, बेलेफोनेट, पीए, यूएसए) और एक एफआईडी (250 डिग्री सेल्सियस). तापमान कार्यक्रम इस प्रकार निर्धारित किया गया था: 1 मिनट के लिए 50 डिग्री सेल्सियस, 30 डिग्री सेल्सियस/मिनट पर 150 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ना, 4 डिग्री सेल्सियस/मिनट पर 240 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ना और 5 मिनट के लिए 240 डिग्री सेल्सियस पर जारी रहना। हेक्स का उपयोग रिक्त के रूप में किया गया था और पहचान के लिए 37 फैटी एसिड मिथाइल एस्टर (सुपेल्को 37-घटक FAMEmix, सिग्मा-एल्ड्रिच, ओवरिजसे, बेल्जियम) युक्त एक संदर्भ मानक का उपयोग किया गया था। असंतृप्त फैटी एसिड (यूएफए) की पहचान की पुष्टि व्यापक द्वि-आयामी जीसी (जीसी × जीसी-एफआईडी) द्वारा की गई थी और आइसोमर्स की उपस्थिति को फेरारा एट अल की विधि के मामूली अनुकूलन द्वारा सटीक रूप से निर्धारित किया गया था। 55. उपकरण विवरण अनुपूरक तालिका S3 में और परिणाम अनुपूरक चित्र S5 में पाए जा सकते हैं।
डेटा एक्सेल स्प्रेडशीट प्रारूप (Microsoft Corporation, Redmond, WA, USA) में प्रस्तुत किया गया है। आर स्टूडियो (संस्करण 2023.12.1+402, बोस्टन, यूएसए) 56 का उपयोग करके सांख्यिकीय विश्लेषण किया गया था। लार्वा के वजन, विकास के समय और उत्पादकता पर डेटा का अनुमान रैखिक मॉडल (एलएम) (कमांड "एलएम", आर पैकेज "आंकड़े" 56) का उपयोग करके लगाया गया था क्योंकि वे गाऊसी वितरण में फिट होते हैं। द्विपद मॉडल विश्लेषण का उपयोग करके जीवित रहने की दर का अनुमान सामान्य रैखिक मॉडल (जीएलएम) (कमांड "जीएलएम", आर पैकेज "एलएमई4" 57) का उपयोग करके लगाया गया था। सामान्यता और समरूपता की पुष्टि शापिरो परीक्षण (कमांड "शापिरो.टेस्ट", आर पैकेज "आँकड़े" 56) और डेटा भिन्नता के विश्लेषण (कमांड बीटाडिस्पर, आर पैकेज "वेगन" 58) का उपयोग करके की गई थी। एलएम या जीएलएम परीक्षण से महत्वपूर्ण पी-मानों (पी <0.05) के जोड़ीवार विश्लेषण के बाद, ईएमएम परीक्षण (कमांड "एमीमेंस", आर पैकेज "एमीमेंस" 59) का उपयोग करके समूहों के बीच महत्वपूर्ण अंतर का पता लगाया गया।
संपूर्ण एफए स्पेक्ट्रा की तुलना यूक्लिडियन दूरी मैट्रिक्स और 999 क्रमपरिवर्तन का उपयोग करके विचरण के बहुभिन्नरूपी क्रमपरिवर्तन विश्लेषण (यानी पर्ममैनोवा; कमांड "एडोनिस2", आर पैकेज "वेगन" 58) का उपयोग करके की गई थी। इससे फैटी एसिड की पहचान करने में मदद मिलती है जो आहार कार्बोहाइड्रेट की प्रकृति से प्रभावित होते हैं। एफए प्रोफाइल में महत्वपूर्ण अंतरों का जोड़ीवार तुलनाओं का उपयोग करके आगे विश्लेषण किया गया। फिर डेटा को प्रमुख घटक विश्लेषण (पीसीए) (कमांड "पीसीए", आर पैकेज "फैक्टोमाइनआर" 60) का उपयोग करके विज़ुअलाइज़ किया गया। इन अंतरों के लिए जिम्मेदार एफए की पहचान सहसंबंध मंडलियों की व्याख्या करके की गई थी। इन उम्मीदवारों की पुष्टि विचरण (एनोवा) (कमांड "एओवी", आर पैकेज "आँकड़े" 56) के एक-तरफ़ा विश्लेषण का उपयोग करके की गई, जिसके बाद तुकी के पोस्ट हॉक टेस्ट (कमांड तुकीएचएसडी, आर पैकेज "आँकड़े" 56) का उपयोग किया गया। विश्लेषण से पहले, शापिरो-विल्क परीक्षण का उपयोग करके सामान्यता का आकलन किया गया था, बार्टलेट परीक्षण (कमांड "बार्टलेट.टेस्ट", आर पैकेज "आँकड़े" 56) का उपयोग करके समरूपता की जाँच की गई थी, और यदि दोनों में से कोई भी धारणा पूरी नहीं हुई तो एक गैर-पैरामीट्रिक विधि का उपयोग किया गया था। . विश्लेषणों की तुलना की गई (कमांड "kruskal.test", R पैकेज "stats" 56 ), और फिर डन के पोस्ट हॉक परीक्षण लागू किए गए (कमांड Dunn.test, R पैकेज "dunn.test" 56 )।
पांडुलिपि के अंतिम संस्करण की जाँच अंग्रेजी प्रूफरीडर के रूप में ग्रामरली एडिटर (ग्रामरली इंक., सैन फ्रांसिस्को, कैलिफ़ोर्निया, यूएसए) 61 का उपयोग करके की गई थी।
वर्तमान अध्ययन के दौरान उत्पन्न और विश्लेषण किए गए डेटासेट उचित अनुरोध पर संबंधित लेखक से उपलब्ध हैं।
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