Շնորհակալություն Nature.com այցելելու համար: Ձեր օգտագործած բրաուզերի տարբերակը ունի սահմանափակ CSS աջակցություն: Լավագույն արդյունքների համար խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել ավելի նոր բրաուզեր (կամ անջատել համատեղելիության ռեժիմը Internet Explorer-ում): Միևնույն ժամանակ, շարունակական աջակցություն ապահովելու համար մենք կցուցադրենք կայքը առանց ոճերի և JavaScript-ի:
Սև զինվորական ճանճը (Hermetia illucens, L. 1758) ամենակեր թերակեր միջատ է, որն ունի ածխաջրերով հարուստ օրգանական ենթամթերք օգտագործելու մեծ ներուժ: Ածխաջրերի շարքում սև զինվոր ճանճերը աճի և լիպիդների սինթեզի համար հիմնվում են լուծվող շաքարների վրա: Այս հետազոտության նպատակն էր գնահատել սովորական լուծվող շաքարների ազդեցությունը սև զինվոր ճանճերի զարգացման, գոյատևման և ճարպաթթուների պրոֆիլի վրա: Հավի կերը լրացրեք առանձին մոնոսաքարիդներով և դիսաքարիդներով: Ցելյուլոզը օգտագործվել է որպես հսկիչ: Գլյուկոզայով, ֆրուկտոզայով, սախարոզով և մալթոզով սնվող թրթուրներն ավելի արագ են աճել, քան հսկողության թրթուրները: Ի հակադրություն, կաթնաշաքարն ուներ հակասնուցային ազդեցություն թրթուրների վրա՝ դանդաղեցնելով աճը և նվազեցնելով անհատական մարմնի վերջնական քաշը: Այնուամենայնիվ, բոլոր լուծվող շաքարները թրթուրներին ավելի գեր են դարձնում, քան նրանք, ովքեր սնվում էին հսկիչ սննդակարգով: Հատկանշական է, որ փորձարկված շաքարները ձևավորել են ճարպաթթուների պրոֆիլը: Մալտոզան և սախարոզը ցելյուլոզայի համեմատ ավելացրել են հագեցած ճարպաթթուների պարունակությունը: Ի հակադրություն, կաթնաշաքարն ավելացրել է սննդային չհագեցած ճարպաթթուների կենսակուտակումը: Այս ուսումնասիրությունն առաջինն է, որը ցույց է տալիս լուծվող շաքարի ազդեցությունը սև զինվոր ճանճերի թրթուրների ճարպաթթուների բաղադրության վրա: Մեր արդյունքները ցույց են տալիս, որ փորձարկված ածխաջրերը զգալի ազդեցություն ունեն սև զինվոր ճանճերի թրթուրների ճարպաթթուների կազմի վրա և, հետևաբար, կարող են որոշել դրանց վերջնական կիրառումը:
Էներգիայի և կենդանական սպիտակուցի համաշխարհային պահանջարկը շարունակում է աճել1։ Գլոբալ տաքացման համատեքստում հրամայական է գտնել հանածո էներգիայի և սննդի արտադրության ավանդական մեթոդների ավելի կանաչ այլընտրանքներ՝ միաժամանակ ավելացնելով արտադրությունը: Թրթուրները խոստումնալից թեկնածուներ են՝ լուծելու այս խնդիրները՝ շնորհիվ ավանդական անասնաբուծության համեմատ իրենց ավելի ցածր քիմիական կազմի և շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության2: Միջատներից այս խնդիրները լուծելու հիանալի թեկնածու է սև զինվորական ճանճը (BSF), Hermetia illucens (L. 1758), ախտակեր տեսակ, որն ընդունակ է սնվել մի շարք օրգանական սուբստրատներով3: Հետևաբար, BSF-ի բուծման միջոցով այս ենթաշերտերի արժեքավորումը կարող է ստեղծել հումքի նոր աղբյուր՝ տարբեր ոլորտների կարիքները բավարարելու համար:
BSF թրթուրները (BSFL) կարող են սնվել գյուղատնտեսական և ագրոարդյունաբերական ենթամթերքներով, ինչպիսիք են գարեջրագործների հացահատիկը, բանջարեղենի մնացորդները, մրգի միջուկը և հնացած հացը, որոնք հատկապես հարմար են BSFL աճի համար՝ իրենց բարձր ածխաջրածիններով (CH)4,5, 6 բովանդակություն. BSFL-ի լայնածավալ արտադրությունը հանգեցնում է երկու արտադրանքի ձևավորմանը՝ կղանք, սուբստրատի մնացորդների և կղանքի խառնուրդ, որը կարող է օգտագործվել որպես պարարտանյութ բույսերի մշակման համար7, և թրթուրներ, որոնք հիմնականում կազմված են սպիտակուցներից, լիպիդներից և քիտինից: Սպիտակուցներն ու լիպիդները հիմնականում օգտագործվում են անասնաբուծության, կենսավառելիքի և կոսմետիկայի մեջ8,9: Ինչ վերաբերում է քիտինին, ապա այս կենսապոլիմերը կիրառություն է գտնում ագրոպարենային ոլորտում, կենսատեխնոլոգիայի և առողջապահության ոլորտում10:
BSF-ը ինքնածին հոլոմետաբոլային միջատ է, ինչը նշանակում է, որ նրա կերպարանափոխությունն ու վերարտադրությունը, հատկապես միջատի կյանքի ցիկլի էներգիան սպառող փուլերը, կարող են ամբողջությամբ ապահովվել թրթուրների աճի ընթացքում առաջացած սննդանյութերի պաշարներով11: Ավելի կոնկրետ, սպիտակուցների և լիպիդների սինթեզը հանգեցնում է ճարպային մարմնի զարգացմանը՝ կարևոր պահեստային օրգան, որը էներգիա է թողարկում BSF-ի ոչ կերակրման փուլերում՝ prepupa (այսինքն՝ վերջնական թրթուրային փուլը, որի ընթացքում BSF թրթուրները սևանում են կերակրման և որոնումների ժամանակ։ փոխակերպման համար հարմար միջավայրի համար, ձագուկները (այսինքն՝ ոչ շարժուն փուլը, որի ընթացքում միջատը փոխակերպվում է), և մեծահասակներ 12,13. CH-ը BSF14-ի սննդակարգում էներգիայի հիմնական աղբյուրն է: Այս սննդանյութերի թվում մանրաթելային CH-ն, ինչպիսին է հեմիցելյուլոզը, բջջանյութը և լիգնինը, ի տարբերություն դիսաքարիդների և պոլիսաքարիդների (օրինակ՝ օսլա), չեն կարող մարսվել BSFL15,16-ով: CH-ի մարսումը կարևոր նախնական քայլ է ածխաջրերի կլանման համար, որոնք, ի վերջո, հիդրոլիզացվում են աղիքներում պարզ շաքարների16: Պարզ շաքարներն այնուհետև կարող են կլանվել (այսինքն՝ աղիքային պերիտրոֆիկ թաղանթով) և նյութափոխանակվել՝ էներգիա արտադրելու համար17: Ինչպես նշվեց վերևում, թրթուրները ճարպային մարմնում կուտակում են ավելորդ էներգիա՝ որպես լիպիդներ12,18: Պահպանման լիպիդները բաղկացած են տրիգլիցերիդներից (չեզոք լիպիդներ, որոնք ձևավորվում են մեկ գլիցերինի մոլեկուլից և երեք ճարպաթթուներից), որոնք սինթեզվում են թրթուրների կողմից սննդային պարզ շաքարներից: Այս CH-ն ապահովում է ացետիլ-CoA սուբստրատները, որոնք անհրաժեշտ են ճարպաթթուների (FA) կենսասինթեզի համար՝ ճարպաթթուների սինթազի և թիոէսթերազային ուղիների միջոցով19: H. illucens լիպիդների ճարպաթթուների պրոֆիլում բնականաբար գերակշռում են հագեցած ճարպաթթուները (SFA)՝ լաուրինաթթվի բարձր համամասնությամբ (C12:0)19,20: Հետևաբար, լիպիդների բարձր պարունակությունը և ճարպաթթուների կազմը արագորեն դառնում են սահմանափակող գործոններ կենդանիների կերերում ամբողջական թրթուրների օգտագործման համար, հատկապես ջրային կուլտուրաներում, որտեղ անհրաժեշտ են պոլիչհագեցած ճարպաթթուներ (PUFA)21:
Օրգանական թափոնները նվազեցնելու համար BSFL-ի ներուժի հայտնաբերումից ի վեր, տարբեր ենթամթերքների արժեքի վերաբերյալ ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ BSFL-ի բաղադրությունը մասամբ կարգավորվում է նրա սննդակարգով: Ներկայումս H. illucens-ի ՖԱ պրոֆիլի կարգավորումը շարունակում է բարելավվել: BSFL-ի կարողությունը կենսակուտակելու PUFA-ն ցուցադրվել է PUFA-ով հարուստ ենթաշերտերի վրա, ինչպիսիք են ջրիմուռները, ձկան թափոնները կամ կերակուրները, ինչպիսիք են կտավատի սերմը, որն ապահովում է կենդանիների սնուցման ավելի բարձր որակի ՖԱ պրոֆիլ19,22,23: Ի հակադրություն, ենթամթերքների համար, որոնք հարստացված չեն PUFA-ով, միշտ չէ, որ կա հարաբերակցություն սննդային ՖԱ պրոֆիլների և թրթուրների ՖԱ-ի միջև, ինչը ցույց է տալիս այլ սննդանյութերի ազդեցությունը24,25: Իրականում, մարսվող CH-ի ազդեցությունը ՖԱ պրոֆիլների վրա մնում է վատ հասկացված և թերահետազոտված24,25,26,27:
Մեր գիտելիքներով, թեև ընդհանուր մոնոսաքարիդները և դիսաքարիդները շատ են H. illucens-ի սննդակարգում, սակայն նրանց սննդային դերը դեռևս վատ է ճանաչված H. illucens-ի սննդակարգում: Այս հետազոտության նպատակն էր պարզաբանել դրանց ազդեցությունը BSFL սննդի և լիպիդային կազմի վրա: Մենք կգնահատենք թրթուրների աճը, գոյատևումը և արտադրողականությունը տարբեր սննդային պայմաններում: Այնուհետև մենք կնկարագրենք յուրաքանչյուր դիետայի լիպիդային պարունակությունը և ճարպաթթուների պրոֆիլը՝ ընդգծելու CH-ի ազդեցությունը BSFL սննդային որակի վրա:
Մենք ենթադրեցինք, որ փորձարկված CH-ի բնույթը կազդի (1) թրթուրների աճի, (2) լիպիդների ընդհանուր մակարդակի վրա և (3) մոդուլացնելու FA պրոֆիլը: Մոնոսաքարիդները կարող են ուղղակիորեն ներծծվել, մինչդեռ դիսաքարիդները պետք է հիդրոլիզացվեն: Այսպիսով, մոնոսաքարիդներն ավելի մատչելի են որպես էներգիայի ուղղակի աղբյուրներ կամ պրեկուրսորներ լիպոգենեզի համար FA սինթազի և թիոէսթերազային ուղիների միջոցով՝ դրանով իսկ ուժեղացնելով H. illucens-ի թրթուրների աճը և նպաստելով պահուստային լիպիդների (հատկապես լաուրինաթթվի) կուտակմանը:
Փորձարկված CH-ն ազդել է աճի ընթացքում թրթուրների մարմնի միջին քաշի վրա (նկ. 1): FRU, GLU, SUC և MAL ավելացրել են թրթուրների մարմնի քաշը, ինչպես հսկիչ դիետան (CEL): Ի հակադրություն, LAC-ը և GAL-ը, ըստ երևույթին, դանդաղեցնում են թրթուրների զարգացումը: Հատկանշական է, որ LAC-ը զգալի բացասական ազդեցություն է ունեցել թրթուրների աճի վրա՝ համեմատած SUC-ի հետ աճի ողջ ժամանակահատվածում. 9,16 ± 1,10 մգ՝ 3-րդ օրվա 15,00 ± 1,01 մգ դիմաց (F6,21 = 12,77, p <0,001; Նկար 1), 125,12 ± 125,16 ± 15,00 ± 1,01 մգ։ մգ և 211,79 ± 14,93 մգ, համապատասխանաբար, 17-րդ օրը (F6,21 = 38,57, p <0,001; նկ. 1):
Օգտագործելով տարբեր մոնոսաքարիդներ (ֆրուկտոզա (FRU), գալակտոզա (GAL), գլյուկոզա (GLU)), դիսաքարիդներ (լակտոզա (LAC), մալտոզա (MAL), սախարոզա (SUC)) և ցելյուլոզա (CEL): Սև զինվորական ճանճերի թրթուրներով սնվող թրթուրների աճ: Կորի յուրաքանչյուր կետը ներկայացնում է անհատական միջին քաշը (մգ), որը հաշվարկվում է 100 թրթուրներից (n = 4) պոպուլյացիայից պատահականորեն ընտրված 20 թրթուրների կշռման միջոցով: Սխալների գծերը ներկայացնում են SD:
CEL դիետան ապահովում էր թրթուրների գերազանց գոյատևումը 95,5 ± 3,8%: Ավելին, լուծվող CH պարունակող սննդակարգով H. illucens-ի գոյատևումը կրճատվել է (GLM: χ = 107,13, df = 21, p <0,001), ինչը պայմանավորված է MAL-ով և SUC-ով (դիսախարիդներով) ուսումնասիրված CH-ում: Մահացությունը ցածր էր, քան GLU, FRU, GAL (մոնոսաքարիդ) և LAC (EMM: p <0,001, Նկար 2):
Տարբեր մոնոսաքարիդներով (ֆրուկտոզա, գալակտոզա, գլյուկոզա), դիսաքարիդներով (լակտոզա, մալթոզա, սախարոզա) և ցելյուլոզով մշակված սև զինվորի ճանճերի թրթուրների գոյատևման սյուժեն: Նույն տառով բուժումները էապես չեն տարբերվում միմյանցից (EMM, p > 0.05):
Փորձարկված բոլոր դիետաները թույլ են տվել թրթուրներին հասնել նախածննդյան փուլ: Այնուամենայնիվ, փորձարկված CH-ները հակված էին երկարացնելու թրթուրների զարգացումը (F6,21=9.60, p<0.001, Աղյուսակ 1): Մասնավորապես, GAL-ով և LAC-ով սնվող թրթուրներին ավելի երկար ժամանակ պահանջվեց՝ հասնելու համար նախածննդյան փուլ՝ համեմատած CEL-ով աճեցված թրթուրների հետ (CEL-GAL՝ p<0,001; CEL-LAC՝ p<0,001, Աղյուսակ 1):
Փորձարկված CH-ը նաև տարբեր ազդեցություններ ունեցավ թրթուրների մարմնի քաշի վրա, ընդ որում CEL սննդակարգով սնվող թրթուրների մարմնի քաշը հասնում էր 180,19 ± 11,35 մգ-ի (F6,21 = 16,86, p <0,001; Նկար 3): FRU, GLU, MAL և SUC-ը հանգեցրին 200 մգ-ից ավելի թրթուրի միջին վերջնական մարմնի քաշին, որը զգալիորեն ավելի բարձր էր, քան CEL-ը (p <0,05): Ի հակադրություն, GAL և LAC սնվող թրթուրներն ունեին մարմնի ավելի ցածր քաշ՝ համապատասխանաբար միջինը 177,64 ± 4,23 մգ և 156,30 ± 2,59 մգ (p <0,05): Այս էֆեկտն ավելի ցայտուն էր LAC-ի դեպքում, որտեղ մարմնի վերջնական քաշն ավելի ցածր էր, քան հսկիչ սննդակարգում (CEL-LAC. տարբերություն = 23,89 մգ; p = 0,03; Նկար 3):
Առանձին թրթուրների միջին վերջնական քաշը՝ արտահայտված որպես թրթուրային բծեր (մգ) և սև զինվոր ճանճեր՝ արտահայտված հիստոգրամով (գ), սնվում են տարբեր մոնոսաքարիդներով (ֆրուկտոզա, գալակտոզա, գլյուկոզա), դիսաքարիդներով (լակտոզա, մալտոզա, սախարոզա) և բջջանյութ (որպես հսկողություն): Սյունակային տառերը ներկայացնում են թրթուրների ընդհանուր քաշով զգալիորեն տարբերվող խմբեր (p <0,001): Թրթուրների բծերի հետ կապված տառերը ներկայացնում են խմբեր, որոնք զգալիորեն տարբերվում են առանձին թրթուրների կշիռներով (p <0,001): Սխալների գծերը ներկայացնում են SD:
Առավելագույն անհատական քաշը անկախ էր թրթուրների գաղութի վերջնական ընդհանուր քաշից: Իրականում, FRU, GLU, MAL և SUC պարունակող սննդակարգերը չեն ավելացրել տանկում արտադրված թրթուրների ընդհանուր քաշը CEL-ի համեմատ (Նկար 3): Այնուամենայնիվ, LAC-ը զգալիորեն նվազեցրեց ընդհանուր քաշը (CEL-LAC. տարբերություն = 9.14 գ; p <0.001; Նկար 3):
Աղյուսակ 1-ում ներկայացված է բերքատվությունը (թրթուր/օր): Հետաքրքիր է, որ CEL, MAL և SUC-ի օպտիմալ եկամտաբերությունները նման էին (Աղյուսակ 1): Ի հակադրություն, FRU-ն, GAL-ը, GLU-ն և LAC-ը նվազեցրել են եկամտաբերությունը CEL-ի համեմատ (Աղյուսակ 1): GAL-ը և LAC-ն ամենավատն են գործել. բերքատվությունը կրկնակի կրճատվել է մինչև ընդամենը 0,51 ± 0,09 գ թրթուր/օր և համապատասխանաբար 0,48 ± 0,06 գ թրթուր/օր (Աղյուսակ 1):
Մոնոսախարիդները և դիսաքարիդները մեծացրել են CF թրթուրների լիպիդային պարունակությունը (Աղյուսակ 1): CLE դիետայի վրա ստացվել են թրթուրներ, որոնց լիպիդային պարունակությունը կազմում է 23,19 ± 0,70% DM պարունակության: Համեմատության համար նշենք, որ լուծվող շաքարով սնվող թրթուրներում լիպիդների միջին պարունակությունը կազմել է ավելի քան 30% (Աղյուսակ 1): Այնուամենայնիվ, փորձարկված CH-ները նույն չափով ավելացրել են իրենց ճարպային պարունակությունը:
Ինչպես և սպասվում էր, CG առարկաները տարբեր աստիճաններով ազդել են թրթուրների FA պրոֆիլի վրա (նկ. 4): SFA-ի պարունակությունը բարձր է եղել բոլոր դիետաներում և հասել է ավելի քան 60%-ի: MAL-ը և SUC-ը անհավասարակշռեցին FA-ի պրոֆիլը, ինչը հանգեցրեց SFA-ի բովանդակության աճին: MAL-ի դեպքում, մի կողմից, այս անհավասարակշռությունը հանգեցրեց հիմնականում միանհագեցած ճարպաթթուների (MUFA) պարունակության նվազմանը (F6,21 = 7,47; p <0,001; Նկար 4): Մյուս կողմից, SUC-ի համար նվազումն ավելի միատեսակ է եղել MUFA-ի և PUFA-ի միջև: LAC-ը և MAL-ը հակառակ ազդեցություն են ունեցել FA սպեկտրի վրա (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; նկար 4). LAC-ով կերակրվող թրթուրներում SFA-ի ավելի ցածր մասնաբաժինը, ըստ երևույթին, մեծացնում է MUFA-ի պարունակությունը: Մասնավորապես, MUFA-ի մակարդակն ավելի բարձր է եղել LAC-ով սնվող թրթուրներում՝ համեմատած այլ լուծվող շաքարերի հետ, բացառությամբ GAL-ի (F6,21 = 7,47; p <0,001; Նկար 4):
Օգտագործելով տարբեր մոնոսաքարիդներ (ֆրուկտոզա (FRU), գալակտոզա (GAL), գլյուկոզա (GLU)), դիսաքարիդներ (լակտոզա (LAC), մալտոզա (MAL), սախարոզա (SUC)) և ցելյուլոզա (CEL) որպես հսկիչներ, ճարպաթթվի տուփ կոմպոզիցիա, որը սնվում է սև զինվոր ճանճերի թրթուրներին: Արդյունքներն արտահայտվում են որպես ընդհանուր FAME-ի տոկոս: Տարբեր տառերով նշված բուժումները զգալիորեն տարբերվում են (p <0,001): ա) հագեցած ճարպաթթուների համամասնությունը. բ) միանհագեցած ճարպաթթուներ. գ) պոլիչհագեցած ճարպաթթուներ.
Հայտնաբերված ճարպաթթուների շարքում լաուրինաթթուն (C12:0) գերիշխող էր բոլոր դիտարկված սպեկտրներում (ավելի քան 40%): Ներկա այլ SFA-ներն են՝ պալմիթին (C16:0) (10%-ից պակաս), ստեարաթթուն (C18:0) (2.5%-ից պակաս) և կապրաթթուն (C10:0) (1.5%-ից պակաս): MUFA-ները հիմնականում ներկայացված էին օլեինաթթվով (C18:1n9) (9,5%-ից պակաս), մինչդեռ PUFA-ները հիմնականում կազմված էին լինոլաթթվից (C18:2n6) (13,0%-ից պակաս) (տես Լրացուցիչ Աղյուսակ S1): Բացի այդ, միացությունների փոքր մասնաբաժինը չի հաջողվել հայտնաբերել, հատկապես CEL թրթուրների սպեկտրում, որտեղ չբացահայտված թիվ 9 միացությունը (UND9) կազմում է միջինը 2,46 ± 0,52% (տես Լրացուցիչ Աղյուսակ S1): GC×GC-FID վերլուծությունը ցույց տվեց, որ դա կարող է լինել 20-ածխածնային ճարպաթթու հինգ կամ վեց կրկնակի կապերով (տես լրացուցիչ նկար S5):
PERMANOVA վերլուծությունը բացահայտեց երեք տարբեր խմբեր՝ հիմնված ճարպաթթուների պրոֆիլների վրա (F6,21 = 7,79, p <0,001; Նկար 5): TBC սպեկտրի հիմնական բաղադրիչի վերլուծությունը (PCA) ցույց է տալիս դա և բացատրվում է երկու բաղադրիչով (Նկար 5): Հիմնական բաղադրիչները բացատրում էին շեղումների 57,9%-ը և ըստ կարևորության ներառում էին լաուրինաթթու (C12:0), օլեինաթթու (C18:1n9), պալմիթին (C16:0), ստեարաթթու (C18:0) և լինոլենաթթու (C18:3n3) (տես Նկար S4): Երկրորդ բաղադրիչը բացատրում էր շեղումների 26.3%-ը և ըստ կարևորության ներառում էր դեկանաթթու (C10:0) և լինոլաթթու (C18:2n6 cis) (տես լրացուցիչ նկար S4): Պարզ շաքարներ (FRU, GAL և GLU) պարունակող դիետաների պրոֆիլները ցույց են տվել նմանատիպ բնութագրեր: Ի հակադրություն, դիսաքարիդները տվել են տարբեր պրոֆիլներ՝ MAL և SUC մի կողմից և LAC՝ մյուս կողմից: Մասնավորապես, MAL-ը միակ շաքարն էր, որը փոխեց FA-ի պրոֆիլը CEL-ի համեմատ: Բացի այդ, MAL պրոֆիլը զգալիորեն տարբերվում էր FRU և GLU պրոֆիլներից: Մասնավորապես, MAL պրոֆիլը ցույց է տվել C12:0-ի ամենաբարձր համամասնությունը (54,59 ± 2,17%), ինչը այն համեմատելի է դարձնում CEL (43,10 ± 5,01%), LAC (43,35 ± 1,31%), FRU (48,90 ± 1,97%) և GLU (48,38 ± 2,17%) պրոֆիլներ (տես Լրացուցիչ Աղյուսակ S1): MAL սպեկտրը ցույց է տվել նաև C18:1n9 ամենացածր պարունակությունը (9,52 ± 0,50%), որն էլ ավելի է տարբերակել այն LAC (12,86 ± 0,52%) և CEL (12,40 ± 1,31%) սպեկտրներից: Նման միտում է նկատվել C16:0-ի դեպքում: Երկրորդ բաղադրիչում LAC սպեկտրը ցույց է տվել C18:2n6 ամենաբարձր պարունակությունը (17,22 ± 0,46%), մինչդեռ MAL-ը ցույց է տվել ամենացածրը (12,58 ± 0,67%): C18:2n6-ը նաև տարբերակեց LAC-ը հսկիչից (CEL), որը ցույց տվեց ավելի ցածր մակարդակներ (13,41 ± 2,48%) (տես Լրացուցիչ Աղյուսակ S1):
Սև զինվոր ճանճերի թրթուրների ճարպաթթուների պրոֆիլի PCA սյուժեն տարբեր մոնոսաքարիդներով (ֆրուկտոզա, գալակտոզա, գլյուկոզա), դիսաքարիդներով (լակտոզա, մալթոզա, սախարոզա) և բջջանյութ՝ որպես հսկողություն:
H. illucens larvae-ի վրա լուծվող շաքարների սննդային ազդեցությունն ուսումնասիրելու համար հավի կերերում ցելյուլոզը (CEL) փոխարինվել է գլյուկոզայով (GLU), ֆրուկտոզայով (FRU), գալակտոզայով (GAL), մալտոզայով (MAL), սախարոզայով (SUC) և կաթնաշաքար (LAC): Այնուամենայնիվ, մոնոսաքարիդները և դիսաքարիդները տարբեր ազդեցություն են ունեցել HF թրթուրների զարգացման, գոյատևման և կազմի վրա: Օրինակ, GLU, FRU և նրանց դիսաքարիդ ձևերը (MAL և SUC) դրական աջակցող ազդեցություն են թողել թրթուրների աճի վրա՝ թույլ տալով նրանց հասնել ավելի բարձր վերջնական մարմնի քաշի, քան CEL-ը: Ի տարբերություն անմարսելի CEL-ի, GLU-ն, FRU-ն և SUC-ը կարող են շրջանցել աղիքային պատնեշը և ծառայել որպես սննդանյութերի կարևոր աղբյուրներ՝ ձևավորված դիետաներում16,28: MAL-ը չունի կենդանիների հատուկ փոխադրիչներ և ենթադրվում է, որ այն հիդրոլիզվում է մինչև գլյուկոզայի երկու մոլեկուլ մինչև յուրացումը15: Այս մոլեկուլները պահվում են միջատի մարմնում՝ որպես էներգիայի ուղղակի աղբյուր կամ որպես լիպիդներ18։ Նախ, վերջինիս հետ կապված, նկատվող ներմոդալ տարբերություններից մի քանիսը կարող են պայմանավորված լինել սեռերի հարաբերակցության փոքր տարբերություններով: Իրոք, H. illucens-ում վերարտադրությունը կարող է ամբողջովին ինքնաբուխ լինել. չափահաս էգերը բնականաբար ունեն ձվադրման բավարար պաշարներ և ավելի ծանր են, քան արուները29: Այնուամենայնիվ, BSFL-ում լիպիդների կուտակումը փոխկապակցված է սննդակարգում լուծվող CH2 ընդունման հետ, ինչպես նախկինում նկատվել է GLU-ի և քսիլոզայի համար26,30: Օրինակ, Li et al.30-ը նկատեց, որ երբ 8% GLU ավելացվեց թրթուրների սննդակարգին, BSF թրթուրների լիպիդային պարունակությունը 7,78%-ով ավելացավ՝ համեմատած հսկիչների հետ: Մեր արդյունքները համահունչ են այս դիտարկումներին՝ ցույց տալով, որ լուծվող շաքարով սնվող թրթուրներում ճարպի պարունակությունն ավելի բարձր է եղել, քան CEL սննդակարգով սնվող թրթուրներում՝ համեմատած 8,57% աճի հետ GLU հավելումների հետ: Զարմանալիորեն, նմանատիպ արդյունքներ են նկատվել GAL-ով և LAC-ով սնված թրթուրներում՝ չնայած թրթուրների աճի, մարմնի վերջնական քաշի և գոյատևման վրա բացասական ազդեցությանը: LAC-ով սնվող թրթուրները զգալիորեն ավելի փոքր էին, քան նրանք, ովքեր սնվում էին CEL սննդակարգով, սակայն դրանց ճարպային պարունակությունը համեմատելի էր թրթուրների հետ, որոնք սնվում էին այլ լուծելի շաքարներով: Այս արդյունքները ընդգծում են կաթնաշաքարի հակասնուցման ազդեցությունը BSFL-ի վրա: Նախ, դիետան պարունակում է մեծ քանակությամբ CH: Մոնոսախարիդների և դիսաքարիդների կլանման և հիդրոլիզի համակարգերը, համապատասխանաբար, կարող են հասնել հագեցվածության՝ առաջացնելով ձուլման գործընթացում խոչընդոտներ: Ինչ վերաբերում է հիդրոլիզին, ապա այն իրականացվում է α- և β-գլյուկոզիդազներով 31: Այս ֆերմենտներն ունեն նախընտրելի ենթաշերտեր՝ կախված դրանց չափից և քիմիական կապերից (α կամ β կապեր) իրենց բաղկացուցիչ մոնոսաքարիդների միջև 15: LAC-ի հիդրոլիզը դեպի GLU և GAL իրականացվում է β-գալակտոզիդազով, ֆերմենտ, որի ակտիվությունը ցուցադրվել է BSF 32-ի աղիքներում: Այնուամենայնիվ, դրա արտահայտությունը կարող է անբավարար լինել՝ համեմատած թրթուրների կողմից սպառված LAC-ի քանակի հետ: Ի հակադրություն, α-գլյուկոզիդազ մալթազը և սախարազ 15-ը, որոնք, ինչպես հայտնի է, առատորեն արտահայտված են միջատների մեջ, կարողանում են քայքայել մեծ քանակությամբ MAL և սախարոզա SUC՝ դրանով իսկ սահմանափակելով այս հագեցնող ազդեցությունը: Երկրորդ, հակասննդային ազդեցությունները կարող են պայմանավորված լինել միջատների աղիքային ամիլազի ակտիվության նվազեցմամբ և կերակրման վարքագծի դանդաղեցմամբ՝ համեմատած այլ բուժման հետ: Իրոք, լուծվող շաքարները ճանաչվել են որպես միջատների մարսողության համար կարևոր ֆերմենտային ակտիվության խթանիչներ, ինչպիսիք են ամիլազը և որպես սնուցման պատասխանի խթանիչներ33,34,35: Խթանման աստիճանը տատանվում է՝ կախված շաքարի մոլեկուլային կառուցվածքից։ Փաստորեն, դիսաքարիդները պահանջում են հիդրոլիզ մինչև կլանումը և հակված են ավելի շատ խթանել ամիլազը, քան իրենց բաղկացուցիչ մոնոսաքարիդները34: Ի հակադրություն, LAC-ն ավելի մեղմ ազդեցություն ունի և պարզվել է, որ ի վիճակի չէ աջակցել տարբեր տեսակների միջատների աճին33,35: Օրինակ, Spodoptera exigua (Boddie 1850) վնասատուի մոտ LAC-ի հիդրոլիտիկ ակտիվություն չի հայտնաբերվել թրթուրի միջանկյալ աղիքային ֆերմենտների քաղվածքներում36:
Ինչ վերաբերում է FA սպեկտրին, մեր արդյունքները ցույց են տալիս փորձարկված CH-ի զգալի մոդուլացնող ազդեցությունները: Հատկանշական է, որ թեև լաուրինաթթուն (C12:0) կազմում էր սննդակարգի ընդհանուր FA-ի 1%-ից պակասը, այն գերակշռում էր բոլոր պրոֆիլներում (տես Լրացուցիչ Աղյուսակ S1): Սա համահունչ է նախորդ տվյալներին, որ լաուրինաթթուն սինթեզվում է սննդային CH-ից H. illucens-ում ացետիլ-CoA կարբոքսիլազի և FA սինթազայի 19,27,37 ընդգրկող ճանապարհի միջոցով: Մեր արդյունքները հաստատում են, որ CEL-ը հիմնականում անմարսելի է և հանդես է գալիս որպես «բավարարող նյութ» BSF-ի վերահսկման դիետաներում, ինչպես քննարկվել է BSFL-ի մի քանի ուսումնասիրություններում38,39,40: CEL-ի փոխարինումը մոնոսաքարիդներով և դիսաքարիդներով, բացի LAC-ից, ավելացրեց C12:0 հարաբերակցությունը, ինչը ցույց է տալիս թրթուրների կողմից CH կլանման ավելացումը: Հետաքրքիր է, որ MAL և SUC դիսաքարիդները նպաստում են լաուրինաթթվի սինթեզին ավելի արդյունավետ, քան իրենց բաղկացուցիչ մոնոսաքարիդները՝ ենթադրելով, որ չնայած GLU-ի և FRU-ի պոլիմերացման ավելի բարձր աստիճանին, և քանի որ Drosophila-ն սախարոզայի միակ փոխադրողն է, որը հայտնաբերվել է կենդանական սպիտակուցի տեսակների մեջ, դիսաքարիդների փոխադրողները: կարող է ներկա չլինել H. illucens larvae15-ի աղիքներում, ուտիլիզացիան GLU-ն և FRU-ն ավելացել են: Այնուամենայնիվ, թեև GLU-ն և FRU-ն տեսականորեն ավելի հեշտ են մետաբոլիզացվում BSF-ով, դրանք նաև ավելի հեշտ են մետաբոլիզացվում ենթաշերտերի և աղիքային միկրոօրգանիզմների կողմից, ինչը կարող է հանգեցնել դրանց ավելի արագ քայքայման և թրթուրների կողմից օգտագործման նվազեցմանը` համեմատած դիսաքարիդների հետ:
Առաջին հայացքից LAC-ով և MAL-ով սնվող թրթուրների լիպիդային պարունակությունը համադրելի էր, ինչը ցույց է տալիս այս շաքարների նմանատիպ կենսամատչելիությունը: Այնուամենայնիվ, զարմանալիորեն, LAC-ի FA պրոֆիլն ավելի հարուստ էր SFA-ում, հատկապես ցածր C12:0 պարունակությամբ, համեմատած MAL-ի հետ: Այս տարբերությունը բացատրող վարկածներից մեկն այն է, որ LAC-ը կարող է խթանել սննդային FA-ի կենսակուտակումը ացետիլ-CoA FA սինթազի միջոցով: Այս վարկածը հիմնավորող LAC թրթուրներն ունեին ամենացածր դեկանոատ (C10:0) հարաբերակցությունը (0,77 ± 0,13%), քան CEL սննդակարգը (1,27 ± 0,16%), ինչը ցույց է տալիս FA սինթազի և թիոէսթերազի գործունեությունը19: Երկրորդ, սննդային ճարպաթթուները համարվում են H. illucens-ի SFA կազմի վրա ազդող հիմնական գործոնը27: Մեր փորձարկումներում լինոլաթթուն (C18:2n6) կազմում էր սննդային ճարպաթթուների 54,81%-ը, ընդ որում LAC թրթուրների համամասնությունը կազմում է 17,22 ± 0,46%, իսկ MAL-ում՝ 12,58 ± 0,67%: Նման միտում է ցույց տվել օլեինաթթուն (cis + trans C18:1n9) (23,22% սննդակարգում): α-լինոլենաթթվի հարաբերակցությունը (C18:3n3) նույնպես հաստատում է կենսակուտակման վարկածը: Հայտնի է, որ այս ճարպաթթուն BSFL-ում կուտակվում է ենթաշերտի հարստացման ժամանակ, ինչպիսին է կտավատի սերմերի ավելացումը, մինչև թրթուրների ընդհանուր ճարպաթթուների մինչև 6-9%-ը19: Հարստացված սննդակարգում C18:3n3-ը կարող է կազմել սննդի ընդհանուր ճարպաթթուների մինչև 35%-ը: Այնուամենայնիվ, մեր ուսումնասիրության մեջ C18:3n3-ը կազմում էր ճարպաթթուների պրոֆիլի միայն 2,51%-ը: Թեև բնության մեջ հայտնաբերված համամասնությունն ավելի ցածր էր մեր թրթուրների մեջ, այս համամասնությունն ավելի բարձր էր LAC թրթուրների մոտ (0,87 ± 0,02%), քան MAL-ում (0,49 ± 0,04%) (p <0,001, տես Լրացուցիչ Աղյուսակ S1): CEL դիետան ուներ 0,72 ± 0,18% միջանկյալ համամասնություն: Վերջապես, Պալմիթաթթվի (C16:0) հարաբերակցությունը CF թրթուրներում արտացոլում է սինթետիկ ուղիների և սննդային FA19-ի ներդրումը: Hoc et al. 19-ը նկատել է, որ C16:0 սինթեզը կրճատվել է, երբ սննդակարգը հարստացել է կտավատի սերմի ալյուրով, ինչը վերագրվել է ացետիլ-CoA սուբստրատի հասանելիության նվազմանը` CH հարաբերակցության նվազման պատճառով: Զարմանալիորեն, չնայած երկու սննդակարգերն էլ ունեին նմանատիպ CH պարունակություն, իսկ MAL-ը ցույց տվեց ավելի բարձր կենսահասանելիություն, MAL թրթուրները ցույց տվեցին ամենացածր C16:0 հարաբերակցությունը (10,46 ± 0,77%), մինչդեռ LAC-ը ցույց տվեց ավելի մեծ համամասնություն՝ կազմելով 12,85 ± 0,27% (p <0,05 տե՛ս; Լրացուցիչ աղյուսակ S1): Այս արդյունքները ընդգծում են սննդանյութերի բարդ ազդեցությունը BSFL մարսողության և նյութափոխանակության վրա: Ներկայումս այս թեմայի վերաբերյալ հետազոտություններն ավելի մանրակրկիտ են կատարվում Lepidoptera-ում, քան Diptera-ում: Թրթուրներում LAC-ը ճանաչվել է որպես կերակրման վարքագծի թույլ խթանիչ՝ համեմատած այլ լուծվող շաքարների, ինչպիսիք են SUC-ը և FRU34,35-ը: Մասնավորապես, Spodopteralittoralis-ում (Boisduval 1833) MAL-ի օգտագործումը խթանում է ամիլոլիտիկ ակտիվությունը աղիքներում ավելի մեծ չափով, քան LAC34-ը: Նմանատիպ ազդեցությունները BSFL-ում կարող են բացատրել C12:0 սինթետիկ ուղու ուժեղացված խթանումը MAL թրթուրներում, որը կապված է աղիքային ներծծվող CH-ի, երկարատև կերակրման և աղիքային ամիլազի գործողության հետ: Սնուցման ռիթմի ավելի քիչ խթանումը LAC-ի առկայության դեպքում կարող է նաև բացատրել LAC թրթուրների ավելի դանդաղ աճը: Ավելին, Liu Yanxia et al. 27-ը նշեց, որ H. illucens-ի սուբստրատներում լիպիդների պահպանման ժամկետն ավելի երկար է, քան CH-ի: Հետևաբար, LAC թրթուրները կարող են ավելի շատ ապավինել սննդային լիպիդներին իրենց զարգացումն ավարտելու համար, ինչը կարող է մեծացնել դրանց վերջնական լիպիդային պարունակությունը և փոփոխել ճարպաթթուների պրոֆիլը:
Մեր գիտելիքներով միայն մի քանի ուսումնասիրություններ են ստուգել BSF դիետաներին մոնոսաքարիդների և դիսաքարիդների ավելացման ազդեցությունը իրենց ՖԱ պրոֆիլների վրա: Նախ, Li et al. 30-ը գնահատել է GLU-ի և քսիլոզայի ազդեցությունը և դիտարկել լիպիդների մակարդակները, որոնք նման են մերին, 8% ավելացման արագությամբ: FA-ի պրոֆիլը մանրամասն չէր և բաղկացած էր հիմնականում SFA-ից, սակայն տարբերություններ չեն հայտնաբերվել երկու շաքարների միջև կամ երբ դրանք ներկայացվել են միաժամանակ30: Ավելին, Կոնը և այլք. 41-ը հավի կերերին 20% GLU, SUC, FRU և GAL հավելումների ազդեցություն չի ունեցել համապատասխան ՖԱ պրոֆիլների վրա: Այս սպեկտրները ստացվել են ոչ թե կենսաբանական, այլ տեխնիկական կրկնօրինակներից, ինչը, ինչպես բացատրում են հեղինակները, կարող է սահմանափակել վիճակագրական վերլուծությունը: Ավելին, իզո-շաքարի հսկողության բացակայությունը (օգտագործելով CEL) սահմանափակում է արդյունքների մեկնաբանությունը: Վերջերս Նուգրոհո Ռ.Ա.-ի և այլոց երկու ուսումնասիրություններ. ցույց են տվել անոմալիաներ FA սպեկտրում42,43: Առաջին ուսումնասիրության մեջ Nugroho RA et al. 43-ը փորձարկել է ֆերմենտացված արմավենու միջուկի կերակուրին FRU ավելացնելու ազդեցությունը: Ստացված թրթուրների FA պրոֆիլը ցույց է տվել PUFA-ի աննորմալ բարձր մակարդակ, որի ավելի քան 90%-ը ստացվել է 10% FRU պարունակող սննդակարգից (նման է մեր ուսումնասիրությանը): Չնայած այս սննդակարգը պարունակում էր PUFA-ով հարուստ ձկան կարկուտ, 100% ֆերմենտացված PCM-ից բաղկացած թրթուրների FA պրոֆիլի արժեքները համահունչ չէին նախկինում հաղորդված որևէ պրոֆիլի հետ, մասնավորապես, C18:3n3-ի աննորմալ մակարդակին՝ 17,77: ± 1,67% և 26,08 ± 0,20% կոնյուգացված լինոլիկ թթվի համար (C18:2n6t), լինոլաթթվի հազվագյուտ իզոմեր։ Երկրորդ ուսումնասիրությունը ցույց տվեց նմանատիպ արդյունքներ, ներառյալ FRU, GLU, MAL և SUC42 ֆերմենտացված արմավենու միջուկի ալյուրում: Այս ուսումնասիրությունները, ինչպես և մերը, ընդգծում են լուրջ դժվարություններ BSF թրթուրների դիետայի փորձարկումների արդյունքները համեմատելու համար, ինչպիսիք են հսկողության ընտրությունը, սննդանյութերի այլ աղբյուրների հետ փոխազդեցությունը և FA վերլուծության մեթոդները:
Փորձերի ընթացքում մենք նկատեցինք, որ սուբստրատի գույնը և հոտը տարբերվում էին կախված օգտագործվող սննդակարգից: Սա հուշում է, որ միկրոօրգանիզմները կարող են դեր խաղալ թրթուրների ենթաշերտում և մարսողական համակարգում նկատված արդյունքներում: Փաստորեն, մոնոսաքարիդները և դիսաքարիդները հեշտությամբ մետաբոլիզացվում են գաղութացնող միկրոօրգանիզմների միջոցով: Միկրոօրգանիզմների կողմից լուծվող շաքարների արագ օգտագործումը կարող է հանգեցնել մեծ քանակությամբ մանրէաբանական նյութափոխանակության արտադրանքի, ինչպիսիք են էթանոլը, կաթնաթթուն, կարճ շղթայով ճարպաթթուները (օրինակ՝ քացախաթթու, պրոպիոնաթթու, յուղաթթու) և ածխածնի երկօքսիդ44: Այս միացություններից որոշները կարող են պատասխանատու լինել թրթուրների վրա մահացու թունավոր ազդեցությունների համար, որոնք նույնպես դիտարկվել են Կոնը և այլոք.41-ի կողմից զարգացման նմանատիպ պայմաններում: Օրինակ՝ էթանոլը վնասակար է միջատների համար45: Ածխածնի երկօքսիդի մեծ քանակությամբ արտանետումները կարող են հանգեցնել դրա կուտակմանը բաքի հատակին, ինչը կարող է թթվածնից զրկել մթնոլորտը, եթե օդի շրջանառությունը թույլ չի տալիս դրա արտանետումը: Ինչ վերաբերում է SCFAs-ին, ապա դրանց ազդեցությունը միջատների վրա, հատկապես H. illucens-ի վրա, մնում է վատ բացահայտված, թեև կաթնաթթուն, պրոպիոնաթթուն և բուտիրաթթուն ցույց են տվել, որ մահացու են Callosobruchus maculatus-ում (Fabricius 1775)46: Drosophila melanogaster Meigen 1830-ում այս SCFA-ները հոտառության մարկերներ են, որոնք էգերին ուղղորդում են դեպի ձվաբջիջների տեղակայման վայրեր՝ առաջարկելով օգտակար դեր թրթուրների զարգացման մեջ47: Այնուամենայնիվ, քացախաթթուն դասակարգվում է որպես վտանգավոր նյութ և կարող է զգալիորեն արգելակել թրթուրների զարգացումը47: Ի հակադրություն, վերջերս պարզվել է, որ մանրէներից ստացված լակտատը պաշտպանիչ ազդեցություն ունի Drosophila-ում աղիքային ինվազիվ մանրէների դեմ48: Ավելին, մարսողական համակարգի միկրոօրգանիզմները նույնպես դեր են խաղում միջատների CH-ի մարսողության մեջ49: SCFA-ների ֆիզիոլոգիական ազդեցությունները աղիքային միկրոբիոտայի վրա, ինչպիսիք են կերակրման արագությունը և գեների արտահայտումը, նկարագրված են ողնաշարավորների մոտ 50: Նրանք կարող են նաև տրոֆիկ ազդեցություն ունենալ H. illucens larvae-ի վրա և կարող են մասամբ նպաստել ՖԱ պրոֆիլների կարգավորմանը: Այս մանրէաբանական ֆերմենտացման արտադրանքի սննդային ազդեցությունների վերաբերյալ ուսումնասիրությունները կպարզաբանեն դրանց ազդեցությունը H. illucens-ի սնուցման վրա և հիմք կստեղծեն ապագա ուսումնասիրությունների համար օգտակար կամ վնասակար միկրոօրգանիզմների՝ դրանց զարգացման և ՖԱ-ով հարուստ սուբստրատների արժեքի տեսանկյունից: Այս առումով ավելի ու ավելի է ուսումնասիրվում միկրոօրգանիզմների դերը զանգվածային աճեցված միջատների մարսողության գործընթացներում: Թրթուրները սկսում են դիտվել որպես կենսառեակտորներ՝ ապահովելով pH և թթվածնացման պայմաններ, որոնք նպաստում են միկրոօրգանիզմների զարգացմանը, որոնք մասնագիտացած են սնուցիչների քայքայման կամ դետոքսիկացման մեջ, որոնք միջատների համար դժվար է մարսել 51: Վերջերս Xiang-ը և այլոք.52-ը ցույց տվեցին, որ, օրինակ, օրգանական թափոնների պատվաստումը բակտերիալ խառնուրդով թույլ է տալիս CF-ին ներգրավել բակտերիաներ, որոնք մասնագիտացած են լիգնոցելյուլոզայի քայքայման մեջ՝ բարելավելով դրա դեգրադացիան սուբստրատում՝ համեմատած առանց թրթուրների սուբստրատների:
Վերջապես, ինչ վերաբերում է H. illucens-ի կողմից օրգանական թափոնների շահավետ օգտագործմանը, CEL և SUC դիետաները արտադրում էին օրական ամենաշատ թվով թրթուրներ: Սա նշանակում է, որ չնայած առանձին անհատների ավելի ցածր վերջնական քաշին, թրթուրների ընդհանուր քաշը, որն արտադրվում է անմարսելի CH-ից բաղկացած սուբստրատի վրա, համեմատելի է մոնոսախարիդներ և դիսաքարիդներ պարունակող հոմոսաքարիդային սննդակարգում ստացվածի հետ: Մեր ուսումնասիրության մեջ կարևոր է նշել, որ այլ սննդանյութերի մակարդակները բավարար են թրթուրների պոպուլյացիայի աճին աջակցելու համար, և որ CEL-ի ավելացումը պետք է սահմանափակվի: Այնուամենայնիվ, թրթուրների վերջնական կազմը տարբերվում է, ինչը ընդգծում է միջատներին արժեքավորելու ճիշտ ռազմավարության ընտրության կարևորությունը: CEL թրթուրները, որոնք սնվում են ամբողջական կերերով, ավելի հարմար են որպես կենդանիների կեր օգտագործելու համար՝ իրենց ցածր ճարպային պարունակության և լաուրաթթվի ավելի ցածր մակարդակի պատճառով, մինչդեռ SUC կամ MAL դիետաներով սնվող թրթուրները պահանջում են ճարպազերծում՝ սեղմելով՝ նավթի արժեքը բարձրացնելու համար, հատկապես կենսավառելիքի մեջ: հատվածը։ LAC-ը հայտնաբերվել է կաթնամթերքի արդյունաբերության ենթամթերքներում, ինչպիսիք են պանրի արտադրության շիճուկը: Վերջերս դրա օգտագործումը (3,5% կաթնաշաքար) բարելավեց վերջնական թրթուրի մարմնի քաշը53: Այնուամենայնիվ, այս հետազոտության հսկիչ դիետան պարունակում էր լիպիդների պարունակության կեսը: Հետևաբար, LAC-ի հակասնուցման ազդեցությունը կարող է հակազդվել սննդային լիպիդների թրթուրների կենսակուտակման միջոցով:
Ինչպես ցույց են տվել նախորդ ուսումնասիրությունները, մոնոսաքարիդների և դիսաքարիդների հատկությունները զգալիորեն ազդում են BSFL-ի աճի վրա և փոփոխում են նրա FA պրոֆիլը: Մասնավորապես, LAC-ը, կարծես, հակասնուցիչ դեր է խաղում թրթուրների զարգացման ընթացքում՝ սահմանափակելով CH-ի հասանելիությունը սննդակարգում լիպիդների կլանման համար՝ դրանով իսկ նպաստելով UFA-ի կենսակուտակմանը: Այս համատեքստում հետաքրքիր կլիներ կենսափորձարկումներ անցկացնել՝ օգտագործելով PUFA-ն և LAC-ը համակցող դիետաները: Ավելին, միկրոօրգանիզմների դերը, հատկապես մանրէաբանական մետաբոլիտների (օրինակ՝ SCFAs) դերը, որոնք ստացվում են շաքարի խմորման գործընթացներից, մնում է հետազոտության արժանի թեմա:
Թրթուրները ստացվել են 2017 թվականին Բելգիա, Գեմբլուքս, Ագրո-Բիո Տեխում հիմնադրված Ֆունկցիոնալ և էվոլյուցիոն միջատաբանության լաբորատորիայի BSF գաղութից (բուծման մեթոդների մասին լրացուցիչ մանրամասների համար տե՛ս Hoc et al. 19): Փորձարարական փորձարկումների համար օրական 2,0 գ BSF ձու պատահականորեն հավաքվել է բազմացման վանդակներից և ինկուբացվել 2,0 կգ 70% թաց հավի կերում (Aveve, Leuven, Բելգիա): Ձվից հինգ օր անց թրթուրներն առանձնացվել են ենթաշերտից և ձեռքով հաշվվել փորձնական նպատակներով: Չափվել է յուրաքանչյուր խմբաքանակի սկզբնական քաշը: Միջին անհատական քաշը եղել է 7,125 ± 0,41 մգ, և յուրաքանչյուր բուժման համար միջինը ներկայացված է Լրացուցիչ Աղյուսակ S2-ում:
Դիետայի ձևակերպումը հարմարեցվել է Barragan-Fonseca-ի և այլքների ուսումնասիրությունից: 38 . Համառոտ, փոխզիջում է գտնվել թրթուրների հավի միևնույն կերերի որակի, չոր նյութի (DM) պարունակության, բարձր CH (10% հիման վրա թարմ սննդի հիման վրա) և հյուսվածքի միջև, քանի որ պարզ շաքարներն ու դիսաքարիդները չունեն հյուսվածքային հատկություններ: Ըստ արտադրողի տեղեկատվության (Chicken Feed, AVEVE, Leuven, Belgium), փորձարկված CH-ը (այսինքն՝ լուծվող շաքարը) ավելացվել է առանձին՝ որպես ավտոկլավացված ջրային լուծույթ (15.9%) սննդակարգին, որը բաղկացած է 16.0% սպիտակուցից, 5.0% ընդհանուր լիպիդներից, 11,9% աղացած հավի կեր, որը բաղկացած է մոխիրից և 4,8% մանրաթելից: Յուրաքանչյուր 750 մլ տարայի մեջ (17,20 × 11,50 × 6,00 սմ, AVA, Tempsee, Բելգիա) 101,9 գ ավտոկլավացված CH լուծույթը խառնվել է 37,8 գ հավի կերի հետ: Յուրաքանչյուր դիետայի համար չոր նյութի պարունակությունը կազմում էր 37,0%, ներառյալ միատարր սպիտակուցը (11,7%), միատարր լիպիդները (3,7%) և միատարր շաքարները (ավելացված CH-ի 26,9%): Փորձարկված CH-ն էին գլյուկոզա (GLU), ֆրուկտոզա (FRU), գալակտոզա (GAL), մալտոզա (MAL), սախարոզա (SUC) և լակտոզա (LAC): Վերահսկիչ սննդակարգը բաղկացած էր ցելյուլոզից (CEL), որը համարվում է անմարսելի H. illucens larvae-ի համար 38: 5 օրական հարյուր թրթուր տեղադրեցին սկուտեղի մեջ, որը կափարիչով կափարիչով մեջտեղում 1 սմ տրամագծով անցք կար, և ծածկված էր մոծակների դեմ պլաստիկ ցանցով: Յուրաքանչյուր դիետա կրկնվել է չորս անգամ:
Թրթուրների քաշը չափվել է փորձի մեկնարկից երեք օր անց: Յուրաքանչյուր չափման համար 20 թրթուր հանվել է ենթաշերտից՝ օգտագործելով ստերիլ տաք ջուր և աքցան, չորացրել և կշռել (STX223, Ohaus Scout, Parsippany, ԱՄՆ): Կշռելուց հետո թրթուրները վերադարձվել են ենթաշերտի կենտրոն: Չափումները կանոնավոր կերպով անցկացվել են շաբաթական երեք անգամ, մինչև ի հայտ եկան առաջին նախուտեստը: Այս պահին հավաքեք, հաշվեք և կշռեք բոլոր թրթուրները, ինչպես նկարագրված է նախկինում: Առանձնացրեք 6-րդ փուլի թրթուրները (այսինքն՝ սպիտակ թրթուրները, որոնք համապատասխանում են թրթուրների փուլին, որը նախորդում է նախածննդյան փուլին) և նախաթթուները (այսինքն՝ վերջին թրթուրային փուլը, որի ընթացքում BSF-ի թրթուրները սևանում են, դադարում են կերակրվել և փնտրում են փոխակերպման համար հարմար միջավայր) և պահեք՝ 18°C՝ կոմպոզիցիայի վերլուծության համար: Եկամտաբերությունը հաշվարկվել է որպես միջատների ընդհանուր զանգվածի (6-րդ փուլի թրթուրներ և նախասկերներ) ստացված մեկ ճաշատեսակի հարաբերակցությունը (գ) զարգացման ժամանակին (դ): Տեքստում բոլոր միջին արժեքներն արտահայտվում են հետևյալ կերպ՝ միջին ± SD:
Բոլոր հետագա քայլերը, օգտագործելով լուծիչներ (հեքսան (Hex), քլորոֆորմ (CHCl3), մեթանոլ (MeOH)) իրականացվել են ծխախոտի տակ և պահանջվում է կրել նիտրիլային ձեռնոցներ, գոգնոցներ և անվտանգության ակնոցներ:
Սպիտակ թրթուրները չորացվել են FreeZone6 սառցե չորանոցում (Labconco Corp., Kansas City, MO, ԱՄՆ) 72 ժամ, այնուհետև աղացել (IKA A10, Staufen, Գերմանիա): Ընդհանուր լիպիդներն արդյունահանվել են ±1 գ փոշիից՝ օգտագործելով Folch մեթոդը 54: Յուրաքանչյուր լիոֆիլացված նմուշի մնացորդային խոնավության պարունակությունը որոշվել է կրկնակի՝ օգտագործելով խոնավության անալիզատոր (MA 150, Sartorius, Göttiggen, Գերմանիա)՝ ընդհանուր լիպիդները շտկելու համար:
Ընդհանուր լիպիդները տրանսեսթերֆիկացվել են թթվային պայմաններում՝ ճարպաթթուների մեթիլ եթերներ ստանալու համար: Համառոտ, մոտավորապես 10 մգ լիպիդներ/100 մկլ CHCl3 լուծույթ (100 մկլ) գոլորշիացվել է ազոտով 8 մլ Pyrex© խողովակում (SciLabware – DWK Life Sciences, Լոնդոն, Մեծ Բրիտանիա): Խողովակը տեղադրվել է Hex (0.5 մլ) (PESTINORM®SUPRATRACE n-Հեքսան > 95% օրգանական հետքի վերլուծության համար, VWR Chemicals, Radnor, PA, ԱՄՆ) և Hex/MeOH/BF3 (20/25/55) լուծույթում (0.5): մլ) ջրային բաղնիքում 70 °C ջերմաստիճանում 90 րոպե: Սառչելուց հետո ավելացվել է H2SO4 10% ջրային լուծույթ (0,2 մլ) և հագեցած NaCl լուծույթ (0,5 մլ)։ Խառնեք խողովակը և խառնուրդը լցրեք մաքուր Hex-ով (8,0 մլ): Վերին փուլի մի մասը տեղափոխվեց սրվակ և վերլուծվեց գազային քրոմատագրման միջոցով բոցի իոնացման դետեկտորով (GC-FID): Նմուշները վերլուծվել են՝ օգտագործելով Trace GC Ultra (Thermo Scientific, Waltham, MA, ԱՄՆ), որը հագեցած է ճեղքված/անբաժան ներարկիչով (240 °C) բաժանված ռեժիմով (բաժանման հոսք՝ 10 մլ/րոպե), Stabilwax®-DA սյունակ ( 30 մ, 0,25 մմ id, 0,25 մկմ, Restek Corp., Bellefonte, PA, ԱՄՆ) և FID (250 °C): Ջերմաստիճանի ծրագիրը սահմանվել է հետևյալ կերպ՝ 1 րոպեի ընթացքում 50 °C, 30 °C/min-ում հասնելով մինչև 150 °C, 4 °C/min-ում՝ մինչև 240 °C և 5 րոպե շարունակելով 240 °C ջերմաստիճանում։ Hex-ը օգտագործվել է որպես դատարկ և նույնականացման համար օգտագործվել է տեղեկատու ստանդարտ, որը պարունակում է 37 ճարպաթթուների մեթիլ էսթեր (Supelco 37 բաղադրիչ FAMEmix, Sigma-Aldrich, Overijse, Բելգիա): Չհագեցած ճարպաթթուների (UFAs) նույնականացումը հաստատվել է համապարփակ երկչափ GC-ով (GC×GC-FID) և իզոմերների առկայությունը ճշգրիտ որոշվել է Ferrara et al-ի մեթոդի աննշան հարմարեցմամբ: 55. Գործիքի մանրամասները կարելի է գտնել Լրացուցիչ Աղյուսակ S3-ում, իսկ արդյունքները՝ Լրացուցիչ Նկար S5-ում:
Տվյալները ներկայացված են Excel աղյուսակի ձևաչափով (Microsoft Corporation, Redmond, WA, ԱՄՆ): Վիճակագրական վերլուծությունը կատարվել է R Studio-ի միջոցով (տարբերակ 2023.12.1+402, Բոստոն, ԱՄՆ) 56: Թրթուրների քաշի, զարգացման ժամանակի և արտադրողականության վերաբերյալ տվյալները գնահատվել են՝ օգտագործելով գծային մոդելը (LM) (հրաման «lm», R փաթեթ «վիճակագրություն» 56), քանի որ դրանք համապատասխանում են Գաուսի բաշխմանը: Գոյատևման գործակիցները՝ օգտագործելով երկանդամ մոդելի վերլուծությունը, գնահատվել են՝ օգտագործելով ընդհանուր գծային մոդելը (GLM) (հրաման «glm», R փաթեթ «lme4» 57): Նորմալությունն ու հոմոսկեդաստիկությունը հաստատվել են Shapiro թեստի միջոցով (հրաման «shapiro.test», R փաթեթ «stats» 56 ) և տվյալների շեղումների վերլուծություն (հրամանի betadisper, R փաթեթ «vegan» 58): LM կամ GLM թեստից նշանակալի p արժեքների զույգ վերլուծությունից հետո (p <0,05), խմբերի միջև զգալի տարբերություններ են հայտնաբերվել EMM թեստի միջոցով (հրաման «emmeans», R փաթեթ «emmeans» 59):
Ամբողջական FA սպեկտրները համեմատվել են՝ օգտագործելով շեղումների բազմաչափ փոխակերպման վերլուծություն (այսինքն՝ permMANOVA; հրաման «adonis2», R փաթեթ «vegan» 58)՝ օգտագործելով Էվկլիդյան հեռավորության մատրիցը և 999 փոխակերպումները: Սա օգնում է բացահայտել ճարպաթթուները, որոնց վրա ազդում է սննդային ածխաջրերի բնույթը: ՖԱ պրոֆիլների զգալի տարբերությունները հետագայում վերլուծվել են՝ օգտագործելով զույգ-զույգ համեմատությունները: Այնուհետև տվյալները տեսողականացվել են՝ օգտագործելով հիմնական բաղադրիչի վերլուծությունը (PCA) (հրաման «PCA», R փաթեթ «FactoMineR» 60): Այս տարբերությունների համար պատասխանատու ՖԱ-ն որոշվել է փոխկապակցման շրջանակների մեկնաբանմամբ: Այս թեկնածուները հաստատվել են՝ օգտագործելով միակողմանի շեղումների վերլուծություն (ANOVA) (հրաման «aov», R փաթեթ «վիճակագրություն» 56), որին հաջորդում է Tukey-ի հետհոկ թեստը (հրաման TukeyHSD, R փաթեթ «վիճակագրություն» 56): Վերլուծությունից առաջ նորմալությունը գնահատվել է Shapiro-Wilk թեստի միջոցով, հոմոսկեդաստիկությունը ստուգվել է Bartlett թեստի միջոցով (հրաման «bartlett.test», R փաթեթ «stats» 56), և օգտագործվել է ոչ պարամետրիկ մեթոդ, եթե երկու ենթադրություններից ոչ մեկը չի բավարարվել: . Վերլուծությունները համեմատվել են (հրաման «kruskal.test», R փաթեթ «stats» 56 ), այնուհետև կիրառվել են Dunn-ի հետհոկ թեստերը (command dunn.test, R փաթեթ «dunn.test» 56):
Ձեռագրի վերջնական տարբերակը ստուգվել է Grammarly Editor-ի միջոցով որպես անգլերեն սրբագրիչ (Grammarly Inc., Սան Ֆրանցիսկո, Կալիֆորնիա, ԱՄՆ) 61:
Ընթացիկ ուսումնասիրության ընթացքում ստեղծված և վերլուծված տվյալների հավաքածուները հասանելի են համապատասխան հեղինակի կողմից ողջամիտ պահանջով:
Kim, SW, et al. Կերի սպիտակուցի համաշխարհային պահանջարկի բավարարում. մարտահրավերներ, հնարավորություններ և ռազմավարություններ. Annals of Animal Biosciences 7, 221–243 (2019):
Caparros Megido, R., et al. Ուտելի միջատների համաշխարհային արտադրության կարգավիճակի և հեռանկարների վերանայում. Էնտոմոլ. Ծն. 44, (2024).
Rehman, K. ur, et al. Սև զինվորական ճանճը (Hermetia illucens) որպես օրգանական թափոնների կառավարման պոտենցիալ նորարարական և էկոլոգիապես մաքուր գործիք. Համառոտ ակնարկ: Թափոնների կառավարման հետազոտություն 41, 81–97 (2023):
Skala, A., et al. Աճող սուբստրատը ազդում է արդյունաբերական եղանակով արտադրված սև զինվոր ճանճերի թրթուրների աճի և մակրոսնուցիչների կարգավիճակի վրա: Գիտ. Rep. 10, 19448 (2020):
Shu, MK, et al. Սև զինվորի ճանճերի թրթուրների յուղի քաղվածքների հակամանրէային հատկությունները, որոնք աճում են հացի փշրանքների վրա: Animal Food Science, 64, (2024):
Schmitt, E. and de Vries, W. (2020): Սև զինվորի ճանճերի գոմաղբի օգտագործման հնարավոր օգուտները որպես հողի լրացում սննդի արտադրության և շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության նվազեցման համար: Ընթացիկ կարծիք. Կանաչ կայունություն. 25, 100335 (2020):
Franco A. et al. Սև զինվորի ճանճերի լիպիդները՝ նորարարական և կայուն աղբյուր: Կայուն զարգացում, հատ. 13, (2021):
Van Huis, A. Միջատները որպես սնունդ և կեր, գյուղատնտեսության մեջ զարգացող ոլորտ. J. Insect Feed 6, 27–44 (2020):
Kachor, M., Bulak, P., Prots-Petrikha, K., Kirichenko-Babko, M., and Beganovsky, A. Արդյունաբերության և գյուղատնտեսության մեջ սև զինվորի թռչելու տարբեր կիրառումներ – ակնարկ. Կենսաբանություն 12, (2023).
Hock, B., Noel, G., Carpentier, J., Francis, F., and Caparros Megido, R. Hermetia illucens-ի արհեստական տարածման օպտիմալացում: PLOS ONE 14, (2019).
Հրապարակման ժամանակը՝ Դեկտեմբեր-25-2024