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金银花尺蠖幼虫粪便营养成分分析

向玉勇 ,  陶琴 ,  于士军 ,  张元昶

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文章导航 > 浙江农林大学学报  > 2020 >  37(5): 971-977
周佳君, 胡恒康, 龚丽, 等. 农杆菌介导的香榧幼胚遗传转化体系[J]. 浙江农林大学学报, 2022, 39(1): 13-21. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210196
引用本文: 向玉勇, 陶琴, 于士军, 等. 金银花尺蠖幼虫粪便营养成分分析[J]. 浙江农林大学学报, 2020, 37(5): 971-977. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190624
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ZHOU Jiajun, HU Hengkang, GONG Li, et al. Agrobacterium tumefaciens-mediated genetic transformation system of Torreya grandis ‘Merrillii’ immature embryos[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2022, 39(1): 13-21. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210196
Citation: XIANG Yuyong, TAO Qin, YU Shijun, et al. Analysis of nutrients in larva feces of Heterolocha jinyinhuaphaga[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2020, 37(5): 971-977. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190624
shu

金银花尺蠖幼虫粪便营养成分分析

DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190624

  • 滁州学院 生物与食品工程学院，安徽 滁州 239000

基金项目: 安徽省高校优秀中青年骨干人才国内外访学研修重点项目(gxfxZD2016249)；滁州学院科研启动基金项目(2019qd02)
详细信息
    作者简介: 向玉勇，教授，博士，从事资源昆虫学研究。E-mail: 2116764223@qq.com

  • 中图分类号: Q964

Analysis of nutrients in larva feces of Heterolocha jinyinhuaphaga

  • School of Biology and Food Engineering, Chuzhou University, Chuzhou 239000, Anhui, China

摘要

  • 摘要:   目的  了解金银花尺蠖Heterolocha jinyinhuaphaga幼虫粪便的主要营养成分，评价其营养价值。  方法  采用国家标准检测方法，测定金银花尺蠖幼虫粪便主要营养成分质量分数，分析金银花尺蠖幼虫粪便的氨基酸分、必需氨基酸指数(IEAA)、必需氨基酸与非必需氨基酸的比值、不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值，并与常见虫茶进行比较分析。  结果  金银花尺蠖幼虫粪便的水分、总糖、粗脂肪及蛋白质质量分数分别为10.08%、2.40%、2.73%和11.89%；总氨基酸为 4.326 9 mg·g–1，必需氨基酸总量为 1.666 2 mg·g–1，必需氨基酸占总氨基酸的比例为38.51%，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值为62.62%，IEAA为1.20，不饱和脂肪酸质量分数为64.05%，其不饱和脂肪酸(P)与饱和脂肪酸(S)的比值(P/S)为1.78，必需脂肪酸质量分数为30.49%；矿物元素钙、钾、镁的质量分数较高，分别为8.126 7、4.955 6和3.257 3 mg·g–1，铜质量分数最低，为0.053 8 mg·g–1；维生素C和维生素E的质量分数分别为0.387 5和0.158 3 mg·g– 1。  结论  金银花尺蠖幼虫粪便营养丰富，适宜作为一种新的虫茶进行开发利用。表5参22
    Abstract:   Objective  This study aims to understand the nutritional content in larva feces of Heterolocha jinyinhuaphaga, and evaluate its nutritional value.  Method  By using national standard test method, the nutritional content in larva feces of H. jinyinhuaphaga were determined, and the amino acid content, index of essential amino acid (IEAA), ratio of essential amino acid to nonessential amino acid, and ratio of unsaturated fatty acid to saturated fatty acid(P/S) in larva feces of H. jinyinhuaphaga were analyzed and compared with those of common insect tea.  Result  The contents of water, total sugar, crude fat, and protein in larva feces were 10.08%, 2.40%, 2.73%, and 11.89%, respectively. Total amino acid content was 4.326 9 mg·g–1, and total content of essential amino acid was 1.666 2 mg·g–1. The proportion of essential amino acid to total amino acid was 38.51%, and the ratio of essential amino acid to nonessential amino acid was 62.62%. IEAA was 1.20. The mass fraction of unsaturated fatty acid was 64.05% and the ratio of unsaturated fatty acid to saturated fatty acid was 1.78. The essential fatty content was 30.49%. The contents of Ca, K, and Mg were higher, 8.126 7, 4.955 6, and 3.257 3 mg·g–1 respectively, while the content of Cu was the lowest, 0.053 8 mg·g–1. The contents of Vitamin C and Vitamin E were 0.387 5 and 0.158 3 mg·g–1.  Conclusion  The larva feces of H. jinyinhuaphaga are rich in nutrients and suitable for development and utilization as a new resource for insect tea. [Ch, 5 tab. 22 ref.]

  • 香榧Torreya grandis ‘Merrillii’ 隶属于红豆杉科Taxaceae榧树属Torreya常绿乔木，是中国特有的珍稀坚果植物，具有重要的经济、社会和生态价值[1]。由于香榧生物学周期长，性状易受环境等因子影响，限制了其育种工作的开展。目前，有关香榧体胚诱导、增殖和离体器官培养再生植株的研究已有一定进展，但关于利用基因工程改良香榧育种的研究尚未见报道[2]。基因工程是生物技术的核心，利用基因工程进行林木遗传改良，以提高作物产量、改善品质、增强抗性是林木分子育种的最有效途径之一[3]。1986年，研究人员通过农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导法在杨树Populus trichocarpa×deltoides中成功开展遗传转化，开创了林木遗传转化研究的先河[4]。目前，林木基因转化方法已达10余种，其中，农杆菌介导法因具有操作简单、拷贝数低、转化效率高、重复性好、发生基因沉默率低等优点而被广泛应用[5]。随着木本植物遗传转化研究的不断发展，苹果Malus pumila等重要果树农杆菌介导的遗传转化体系也相继建立，为经济林果树种定向育种提供了高效的方法和手段。1989年，率先成功实现苹果转基因[6]，包括早花、矮化、抗病等基因的转化，且有多个品种已成功获得转基因植株。1996年，梨Pyrus communis的遗传转化首见报道[7]。目前，在豆梨P. calleryanana和砂梨P. pyrifolia等均有报道。此外，樱桃Prunus cerasus、李P. salicina等其他水果也实现了遗传转化。然而，果树的遗传转化研究大多数集中于水果，对于坚果树种遗传转化的研究尚处于起步阶段[8]。坚果为包裹着坚硬外壳的植物种子统称[9]。坚果类食品富含不饱和脂肪酸，具有较好的抗氧化和抗衰老活性，对心脑血管等疾病具有良好的预防作用[10]。坚果分为树坚果和籽坚果。树坚果是指具有坚硬外壳的木本植物的籽粒，包括核桃Juglans regia、巴旦木Amygdalus communis、榛子Corylus heteropylla、山核桃Carya cathayensis、香榧等。坚果树种多数为多年生木本植物，组织细胞中含有大量的酚类化合物和单宁等物质，导致采用基因工程技术进行种质资源创新难度较大[11]。目前，树坚果中核桃的基因工程技术研究进展最为深入。自从MCGRANAHAN等[12]1988年成功开展了农杆菌介导的核桃遗传转化以来，科学家已对多个核桃树种进行了基因组测序[13-14]，构建了良好的遗传转化体系[15]，并对多个重要基因开展了功能验证，获得了多份创新种质资源，开创了果树基因工程的新局面[16]。香榧作为一种重要的树坚果，基因工程研究进展缓慢，遗传转化体系尚不成熟，限制了香榧种质创新和产业发展。本研究以香榧幼胚为转基因受体材料，从幼胚胚龄的选择、农杆菌侵染浓度和时间、羧苄青霉素质量浓度以及阳性筛选时潮霉素质量浓度对香榧遗传转化条件进行探索和优化，利用绿色荧光蛋白(GFP)信号检测分析转化效率，并通过聚合酶链式反应(PCR)检测进行阳性鉴定，以期初步建立农杆菌介导的香榧遗传转化体系，为香榧重要基因功能验证及种质创新提供重要技术体系。

    1.   材料与方法

    1.1   材料

    1.1.1   植物材料

    于2018年7月5—26日(种子突破种鳞后第8~11周，以下简称第8~11周)采集生长健壮的香榧种子，经消毒后，用无菌修枝剪从种子榧眼端(珠孔端)纵向剪开，剥取完整幼胚(图1A~D)待用。具体消毒步骤参照龚丽等[17]的方法。

    图 1  香榧种子及幼胚发育表型动态
    Figure 1  Characters of seeds and immature embryos of T. grandis ‘Merrillii’
    下载: 全尺寸图片 幻灯片
    1.1.2   载体及农杆菌菌株

    采用携带GFP报告基因的pCAMBIA1300-GFP载体，内含卡那霉素抗性基因和潮霉素抗性基因[18]；农杆菌菌株GV3101。

    1.2   方法

    1.2.1   农杆菌介导香榧幼胚遗传转化

    ①农杆菌的活化与培养。将−80 ℃冰箱中保存的携带pCAMBIA1300-GFP载体的GV3101农杆菌菌株接种至含有50 mg·L−1卡那霉素的LB固体培养基中划线培养，28 ℃恒温培养箱活化培养2 d。挑取若干单菌落分别放置于盛有附加50 mg·L−1卡那霉素和50 mg·L−1利福平的LB液体培养基的无菌离心管中，28 ℃恒温振荡培养箱继续培养，至菌液混浊。②侵染液的制备。取上述适量菌液稀释10倍，分光光度计下测定吸光度[D(600)]。侵染液制备所需菌液体积按照如下公式计算：所需菌液量(mL)=[所需侵染量(mL)×所需菌液D(600)]/[实测D(600)×10]。计算得出所需菌液体积后，在超净工作台上用移液枪吸取所需菌液至无菌带盖离心管中6 000 r·min−1转速下离心10 min，弃上清液，加入2 mL含有 0.1 mg·L−1萘乙酸和40.0 mg·L−1乙酰丁香酮的1/2 SH液体共培养基，吸打混匀成悬浮液后，再加液体共培养基至所需菌液侵染量，将离心管放回至28 ℃恒温振荡培养箱继续培养1~2 h，待用。

    1.2.2   香榧幼胚遗传转化条件优化

    ①香榧幼胚最佳胚龄筛选。采用第8~11周的香榧幼胚，用农杆菌侵染[D(600)为0.5]，并添加乙酰丁香酮共培养后接种至农杆菌脱菌培养基(1/2 SH+0.1 mg·L−1萘乙酸+2.0 g·L−1活性炭+30.0 g·L−1蔗糖+200.0 mg·L−1羧苄青霉素+12.0 g·L−1琼脂)培养4周，分别统计筛选过程中香榧幼胚的污染率、成活率、愈伤组织诱导率以及体细胞胚(简称体胚)发生率。每个处理重复3次，每次处理30个幼胚。②最佳农杆菌侵染吸光度筛选。将农杆菌菌液吸光度设置为4个水平[D(600)为0.3、0.5、0.8、1.0]，对香榧幼胚侵染15 min，乙酰丁香酮共培养3 d后接种至脱菌培养基(同①)培养4周，统计幼胚污染率、成活率、愈伤组织诱导率和体胚发生率，确定适宜转化用的菌液浓度。每个处理重复3次，每次处理30个幼胚。③最佳农杆菌侵染时间筛选。采用 D(600)为0.5的农杆菌菌液对幼胚分别侵染5、10、15、20、30 min，共培养3 d后转接至脱菌培养基(同①)培养4周，统计污染率、成活率、愈伤组织诱导率以及体胚发生率，以确定适宜转化用的菌液浓度。每个处理重复3次，每次处理30个幼胚。④最佳羧卞青霉素质量浓度筛选。将共培养后的香榧幼胚接种在含有 0.1 mg·L−1萘乙酸和不同质量浓度羧卞青霉素(100、200、300、400 mg·L−1)的1/2 SH固体培养基中进行抗生素质量浓度筛选。每个处理重复3次，3 d继代培养1次，4周后统计污染率、成活率、愈伤组织诱导率以及体胚发生率，以确定适宜的羧苄青霉素质量浓度。

    1.2.3   农杆菌介导香榧幼胚遗传转化和抗性筛选

    选取生长良好的香榧幼胚在最佳浓度农杆菌侵染液中，悬浮培养最佳侵染时间后，将幼胚转接至附加萘乙酸(0.1 mg·L−1)和乙酰丁香酮(40 mg·L−1)的1/2 SH固体培养基中共培养3 d后，再转接至脱菌培养基(1.2.2节④筛选出的最佳培养基)中培养至无菌。具体步骤参照ZHANG等[8]的方法。将脱菌后的香榧幼胚接种至附加0.1 mg·L−1萘乙酸和质量浓度分别为50、80、100、200 mg·L−1潮霉素的1/2 SH固体培养基中进行筛选培养，2周后转接至附加0.1 mg·L−1萘乙酸和100 mg·L−1潮霉素的1/2 SH固体培养基中进行筛选培养，隔2 d转接1次至完全脱菌并获得潮霉素抗性幼胚。

    1.2.4   绿色荧光蛋白基因GFP 荧光信号阳性检测和PCR鉴定

    将经潮霉素筛选的抗性幼胚置于体式显微镜(SteREO Discovery V1)下进行450~490 nm蓝光激发，表面能观察到明亮绿色荧光的幼胚为GFP荧光信号阳性幼胚。选取潮霉素基因和GFP绿色荧光鉴定均为阳性的幼胚培养材料，利用TPS法提取DNA。利用GFP基因引物(GFP-F: 5′-GACGCACAATCCCACTATCCTT-3′, GFP-R: 5′-AACCGATGATACGAACGAAAGC-3′)，以上述提取的DNA为模板进行GFP基因的PCR扩增[PCR程序为：94 ℃ 2 min；98 ℃ 10 s；68 ℃ 45 s (32个循环)；72 ℃ 10 min；4 ℃保存]，目的片段大小为750 bp。PCR程序结束后，10 g·kg−1琼脂糖凝胶电泳检测，条带符合预期大小的确定为转化成功的香榧幼胚培养物。

    1.3   数据统计与图像处理

    受体材料污染率、成活率及GFP阳性率等数据采用SPSS 20.0软件进行统计分析，其中包括平均值和方差分析。计算公式如下：污染率=污染幼胚数/侵染总体胚数×100%；成活率=成活幼胚数/侵染总体胚数×100%； GFP阳性率=GFP阳性幼胚数/成活幼胚数×100%。

    2.   结果与分析

    2.1   香榧幼胚遗传转化条件的优化

    2.1.1   香榧幼胚胚龄对遗传转化的影响

    本研究采用处于第8~11周的香榧幼胚为材料进行农杆菌介导的遗传转化(图1E~H)。第8~11周分别为胚胎选择初期、胚胎选择中期、胚胎选择晚期和优势胚完全发育期。结果表明(表1)：4个胚龄的幼胚转化过程中污染率和成活率均存在显著差异(P＜0.05)。随着香榧幼胚龄的增加，抗逆性增强，污染率降低，成活率提高。第10周和第11周成活率分别为52.1%和52.3%。香榧幼胚胚性感受态具有较大差异，第10周时愈伤组织诱导率下降为17.9%，但体胚发生率最高，达17.3%；第11周时愈伤组织诱导率和体胚发生率均下降，分别为10.7%和5.6%。尽管香榧第8~11周幼胚均可用于农杆菌介导的遗传转化，但综合污染率、成活率、愈伤组织诱导率和体胚发生率均表明采用第10周香榧幼胚进行农杆菌介导的遗传转化效果最佳。

    表 1  香榧幼胚胚龄对遗传转化的影响
    Table 1  Different growth stages of embryos on the transformation efficiency in T. grandis ‘Merrillii’
    采样时
    间/周    		污染率/
    %    		成活率/
    %    		愈伤组织
    诱导率/%    		体胚发生
    率/%
    822.3±0.3 a35.6±1.3 b18.1±0.6 a0.0±0.0 c
    921.5±0.5 a40.9±2.3 b20.1±1.6 a0.0±0.0 c
    1018.8±0.3 b52.1±2.0 a17.9±0.3 b17.3±1.2 a
    1118.7±0.6 b52.3±1.3 a10.7±0.7 b5.6±0.5 b
    　　说明：同列不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)
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    2.1.2   农杆菌菌液吸光度对香榧幼胚遗传转化的影响

    表2表明：随着菌液D(600)的升高，污染率逐渐上升，成活率逐渐下降。过高的污染率会增加大量的前期采样、灭菌、侵染、共培养及后期脱菌培养的工作量。当菌液D(600)=0.3时，污染率最低，成活率最高，但愈伤组织诱导率和体胚发生率都比D(600)=0.5时低。随着D(600)的升高，愈伤组织诱导率和体胚发生率先上升后下降。当D(600)=0.5时，愈伤组织诱导率和体胚发生率最高，分别为17.9%和17.3%。因此，综合考虑，D(600)=0.5时是最佳侵染浓度(表2)。

    表 2  农杆菌菌液浓度对香榧幼胚遗传转化的影响
    Table 2  Different concentrations of bacteria on the impact of transformation in T. grandis ‘Merrillii’
    D(600)污染率/
    %    		成活率/
    %    		愈伤组织
    诱导率/%    		体胚发生
    率/%
    0.342.0±0.8 d62.1±1.4 a15.2±1.0 a6.9±0.9 b
    0.548.2±0.6 c58.7±3.8 a17.9±1.5 a17.3±0.3 a
    0.863.1±3.3 b36.6±0.8 b8.9±0.5 b4.9±0.3 c
    1.071.5±1.4 a14.1±0.2 c0.0±0.0 c0.0±0.0 d
    　　说明：同列不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)
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    2.1.3   农杆菌菌液侵染时间对香榧幼胚转化的影响

    表3表明：随着侵染时间的延长，污染率逐渐升高，成活率逐渐下降，侵染5 min时，污染率最低，成活率最高；当侵染30 min时，污染率最高，达100%。不同侵染时间下，各处理间愈伤组织诱导率和体胚发生率均存在显著差异(P＜0.05)，侵染10 min时，愈伤组织诱导率和体胚发生率均为最高，分别达17.5%和17.1%；侵染20~30 min时，愈伤组织诱导率和体胚发生率均下降至0。综合以上指标，选择10 min为最佳侵染时间。

    表 3  农杆菌菌液不同侵染时间对香榧幼胚遗传转化的影响
    Table 3  Effect of different infection times on transformation in T. grandis ‘Merrillii’
    侵染时间/
    min    		污染率/
    %    		成活率/
    %    		愈伤组织
    诱导率/%    		体胚发生
    率/%
    5 35.2±0.4 e 72.1±2.3 a 16.2±0.6 b 15.3±0.3 b
    10 45.1±0.7 d 65.3±0.6 b 17.5±0.3 a 17.1±1.0 a
    15 49.3±1.4 c 60.5±1.4 c 10.8±0.3 c 3.5±0.4 c
    20 72.5±0.5 b 42.8±1.1 d 0.0±0.0 d 0.0±0.0 d
    30 100.0±3.7 a 0.0±0.0 e 0.0±0.0 d 0.0±0.0 d
    　　说明：同列不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)
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    2.1.4   羧苄青霉素质量浓度对香榧幼胚携带农杆菌抑制的影响

    本研究选用的农杆菌种类为碱型GV3101菌株，因此，在前期研究的基础上，选用羧苄青霉素为农杆菌脱菌抗生素。表4表明：香榧幼胚成活率随着羧苄青霉素质量浓度的升高先上升后下降，当羧苄青霉素质量浓度为300 mg·L−1时成活率最高，为60.5%。随着羧苄青霉素质量浓度的升高，愈伤组织诱导率和体胚发生率均呈先上升后下降的趋势，当质量浓度为300 mg·L−1时，愈伤组织诱导率和体胚发生率最高，分别为15.8%和17.5%。因此，最佳羧苄青霉素质量浓度为300 mg·L−1。

    表 4  羧苄青霉素质量浓度对香榧幼胚农杆菌脱除的影响
    Table 4  Effects of carboxypenicillin concentration on the removal of Agrobacterium tumebii from T. grandis ‘Merrillii’ embryos
    羧苄青霉素/
    (mg·L−1)    		污染率/
    %    		成活率/
    %    		愈伤组织
    诱导率/%    		体胚发生
    率/%
    100 82.2±1.0 a 22.1±0.8 c 6.7±0.2 c 00.0±0.0 c
    200 64.9±1.9 b 45.3±2.3 b 7.3±0.1 b 7.1±0.4 b
    300 17.3±2.0 c 60.5±1.4 a 15.8±0.3 a 17.5±1.5 a
    400 12.1±0.3 d 42.8±1.2 b 0.0±0.0 d 0.0±0.0 c
    500 0.0±0.0 e 10.1±0.4 d 0.0±0.0 d 0.0±0.0 c
    　　说明：同列不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)
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    2.2   香榧阳性幼胚鉴定

    2.2.1   香榧阳性幼胚培养物潮霉素鉴定

    表5表明：随着潮霉素质量浓度的升高，幼胚成活率逐渐下降，当潮霉素质量浓度为50 mg·L−1时，成活率最高，为62.1%；当潮霉素质量浓度升高至100 mg·L−1时，成活率下降至30.5%，但当潮霉素质量浓度继续升高至200 mg·L−1，香榧幼胚培养物的成活率基本不变。当潮霉素质量浓度为50~100 mg·L−1时，各处理间愈伤组织诱导率和体胚发生率无显著性差异；当潮霉素质量浓度升高至200 mg·L-1时，愈伤组织诱导率和体胚发生率均显著下降(P＜0.05)。因此， 100 mg·L−1为筛选抗性幼胚培养物的潮霉素最佳质量浓度。

    表 5  潮霉素质量浓度对香榧幼胚培养物潮霉素阳性筛选的影响
    Table 5  Effect of hygromycin concentration on positive screening of T. grandis ‘Merrillii’ embryo culture
    潮霉素/
    (mg·L−1)    		成活率/
    %    		愈伤组织
    诱导率/%    		体胚发生
    率/%
    5062.1±0.7 a14.7±0.5 a12.8±0.3 a
    8045.3±1.7 b14.3±0.7 a13.1±0.1 a
    10030.5±1.2 c15.2±1.6 a12.5±0.5 a
    20030.8±0.9 c8.2±0.3 b7.6±0.2 b
    　　说明：同列不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)
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    2.2.2   香榧遗传转化幼胚GFP荧光表达

    将通过筛选的潮霉素抗性幼胚置于体式显微镜下进行蓝光激发(490 nm)。结果发现：潮霉素抗性幼胚培养物中，白光视野下，胚胎选择期(第8~10周)幼胚培养物呈现乳白色至淡黄色，蓝光视野下呈现明亮的绿色荧光，各胚龄间GFP荧光阳性率无显著性差异，为75.5%~78.3%；优势胚完全发育期(第11周)GFP荧光阳性率较低，为53.0%，且幼胚不同部位的荧光表达量不一致，其中相对成熟的部位荧光表达量较低，生长旺盛单位荧光表达量较高，呈现明亮的绿色；对照幼胚培养物在白光下呈现乳白色至淡黄色，蓝光视野中无荧光激发，呈现黑色(图2)。

    图 2  绿色荧光蛋白在香榧潮霉素抗性幼胚培养物中表达
    Figure 2  Green fluorescent protein GFP gene expressed stably in T. grandis ‘Merrillii’
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    2.2.3   香榧阳性幼胚GFP基因鉴定

    为进一步排除GFP绿色荧光假阳性，本研究选取具有潮霉素抗性且GFP强荧光信号表达的香榧幼胚培养物提取DNA并进行PCR扩增，并以同时接种未转化的幼胚为对照。香榧GFP荧光阳性幼胚培养物提取DNA进行PCR检测结果表明(图3)：75%的携带潮霉素抗性且GFP荧光阳性香榧幼胚培养物可扩增出目的条带，长度约750 bp，符合预期大小(泳道3~8)，而对照幼胚培养物相应无条带(泳道1~2)，表明GFP基因已成功转入香榧幼胚。

    图 3  香榧培养物DNA的PCR扩增产物电泳图
    Figure 3  PCR amplification products of transgenic somatic and control somatic embryos DNA in T. grandis ‘Merrillii’
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    3.   讨论

    3.1   受体材料对农杆菌介导遗传转化的影响

    在木本植物遗传转化中，常用的受体材料一般有花序、叶片、体细胞胚、胚性愈伤组织、合子胚、下胚轴、原生质体、茎尖及花粉等[19]。目前，林木遗传转化研究多以胚性愈伤组织、合子胚和体细胞胚为受体材料[20]。

    有研究表明：同一外植体的不同部位对农杆菌转化效率也不同[21]，胡杨Populus euphratica在遗传转化时使用叶片的转化率高达80%，而茎段转化率只有20%[22]。受体材料的生长发育阶段对遗传转化效率具有重要影响[23]。处于旺盛分裂期的林木细胞或组织是农杆菌转化成功的基础。一般来说，发育早期的组织细胞分裂能力较强[24]。方宏筠等[25]在研究黑核桃Juglans nigra体胚遗传转化时发现：球形胚、鱼雷胚等有较高的转化效率，而发育晚期的子叶胚很难诱导出抗性体细胞胚状体，这可能与其分裂能力低有关。DAI等[26]选用葡萄Vitis vinifera胚胎发育过程中的3个阶段(胚性愈伤组织、原胚团、体胚)为遗传转化的受体材料，结果显示：仅原胚团样品得到了32个转基因株系。选择幼胚作为外植体，易产生胚性愈伤组织，且分化和再生能力较强，缩短了再生所需时间，提高了遗传转化效率[27]。香榧胚性愈伤组织结构特殊，胚性细胞团结构疏松脆弱，在农杆菌侵染过程中极易受到不可逆的损害，大大影响了后续发育的活力。因此，本研究以种子突破种鳞后第8~11周的香榧幼胚为农杆菌介导的遗传转化受体材料，发现处于胚胎选择期的香榧幼胚遗传转化能力较强，GFP荧光阳性率高于优势胚完全发育期，与该时期幼胚具有较强的胚性感受态有关[17]。

    3.2   转化条件对农杆菌介导遗传转化的影响

    菌液侵染是农杆菌介导的遗传转化的第1步，涉及诸多影响因子，包括农杆菌菌液浓度、侵染时间等。一般来讲，菌液浓度过高，脱菌时抗生素不能抑制农杆菌生长，而且易使外植体产生过敏反应；当菌液浓度较低时，外植体表面的菌液不足以侵染植物组织细胞[28]。刘晓晨[15]在研究核桃体胚转化条件时发现：在侵染时间相同情况下，阳性率随着侵染液浓度提高呈上升趋势，但污染率也随之提高；仝铸等[29]在建立柠檬Citrus limon遗传转化体系时发现：菌液D(600)为0.6时胚轴再生率达到最高，D(600)高于0.6胚轴再生率随之下降。因此，选择合适的菌液吸光度是高效转化体系的关键。本研究中，农杆菌D(600)为0.5时香榧幼胚转化效率最高。

    农杆菌侵染时间的长短也因植物材料不同而异，适宜的时间可以确保农杆菌对植物细胞充分稳定的吸附，时间过短不能完成农杆菌有效侵染，导致转化效率过低甚至转化失败，而过长的侵染时间容易导致材料过度污染甚至死亡。杜丽等[30]研究樟树Cinnamomum camphora胚性愈伤组织遗传转化时发现：转化效率在侵染时间超过40 min后呈下降趋势。糜瑶琦[31]在研究美国山核桃Carya illinoinensis遗传转化条件时发现：侵染15 min时β-葡萄糖苷酸酶(GUS)表达率最高，达61.52%，超过15 min后呈下降趋势。在本研究的香榧幼胚转化中，最佳侵染时间为10 min，且不同农杆菌菌液吸光度和侵染时间处理下，污染率、成活率、愈伤组织诱导率以及体胚发生率均具显著性差异。

    农杆菌介导遗传转化的另一个重要环节为脱菌培养。筛选出适合的抑菌抗生素对于农杆菌介导的遗传转化至关重要[32]。林木遗传转化中常用的抑菌剂有头孢霉素和羧苄青霉素等[33]。黄建[34]研究枣Ziziphus jujuba遗传转化时发现，低浓度的羧苄青霉素促进叶片外植体形成愈伤组织，而浓度过高有抑制作用。MONDAL等[35]在研究茶Camellia sinensis遗传转化中发现：头孢霉素和羧苄青霉素协同使用，可有效抑制农杆菌的活性。坚果树种对农杆菌脱菌抗生素非常敏感，在加有抗生素压力的抑菌培养基上生长能力较差。优化核桃体胚遗传转化条件时，使用250 mg·L−1羧苄青霉素时体胚转化率最高，达28.0%，随后体胚转化率逐渐下降[36]。在本次香榧幼胚的转化中，300 mg·L−1羧苄青霉素为最佳脱菌质量浓度。

    目前，坚果类树种的遗传转化仍存在较多问题需要进一步探究和解决。坚果树种转化方法单一是限制其遗传转化体系建立的一个重要因素[19]。此外，坚果类树种体胚再生频率低、重复性差的自身特性是影响转化效率的主要原因，甚至有些坚果树种难以建立再生体系，致使转化无法进行。这一特性是导致坚果类树种遗传转化研究和应用滞后的主要原因[37]。本研究在受体材料选择、农杆菌侵染时间、侵染浓度、抗生素质量浓度等方面进行了初步研究，成功获得了香榧转化幼胚培养物。研究结果可为香榧重要基因遗传转化和功能验证打下良好基础，同时也为香榧种质创新提供重要技术平台。

  • 表  1  金银花尺蠖幼虫粪便与常见(虫)茶水分、总糖、粗脂肪和蛋白质质量分数比较

    Table  1.   Comparison and analysis of water, total sugar, crude fat and protein contents between larvae feces of H. jinyinhuaphaga and common (insect) tea

    名称质量分数/%
    水分总糖粗脂肪蛋白质
    幼虫粪便 10.08±0.05 2.40±0.02 2.73±0.22 11.89±0.43
    三叶虫茶[5] 15.47 − 1.23 12.63
    老鹰茶虫酿茶[17] 15.95 − 1.02 14.26
    紫白虫茶[6] 10.08 0.44 1.41 9.30
    仓樟虫茶[7] 9.80 2.80 2.80 23.80
    米白虫茶[18] 10.04 0.31 0.87 22.34
    老鹰茶[17] 9.57 3.46 1.92 12.49
    贵州名优茶(平均)[19] 7.76 2.75 0.67 27.70
    　　说明：−表示未检测到
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    表  2  金银花尺蠖幼虫粪便与常见虫茶的氨基酸质量分数比较

    Table  2.   Comparison and analysis of amino acid content between larvae feces of H. jinyinhuaphaga and common insect tea

    氨基酸氨基酸质量分数/(mg·g−1)
    幼虫粪便三叶虫茶[5]紫白虫茶[6]仓樟虫茶[7]米白虫茶[18]
    天氡氨酸 0.415 2 0.427 8 5.35 4.43 5.77
    苏氨酸* 0.283 3 0.251 3 4.05 0.91 2.97
    丝氨酸 0.207 1 0.513 8 4.36 0.18 4.37
    谷氨酸 0.488 4 0.748 7 8.19 − 6.65
    甘氨酸 0.428 1 0.859 2 4.38 2.92 5.23
    丙氨酸 0.358 2 0.697 8 4.43 1.55 3.51
    半胱氨酸 − 0.479 7 0.09 0.46 0.13
    缬氨酸* 0.261 1 0.887 2 4.26 1.13 3.68
    甲硫氨酸* 0.044 1 0.206 1 0.20 0.14 0.48
    异亮氨酸* 0.274 2 0.699 3 3.39 0.97 3.26
    亮氨酸* 0.327 3 1.238 1 4.45 1.57 3.54
    酪氨酸 0.191 5 0.782 6 1.34 0.34 2.12
    苯丙氨酸* 0.279 3 0.7475 3.12 0.70 2.82
    赖氨酸* 0.071 4 1.382 0 3.12 0.46 3.33
    组氨酸 0.065 2 0.932 1 1.81 2.76 2.61
    精氨酸 0.141 2 1.782 9 2.96 1.13 2.05
    脯氨酸 0.365 8 0.368 3 5.49 1.09 4.95
    色氨酸* 0.125 5 0.873 2 0.58 1.07 0.67
    总氨基酸 4.326 9 13.877 6 61.57 21.81 58.14
    EAA 1.666 2 6.284 7 23.17 6.95 20.75
    NEAA 2.660 7 7.592 9 38.40 14.86 37.39
    EAA/(EAA+NEAA)/% 38.510 0 45.29 37.63 31.87 35.69
    EAA/NEAA /% 62.620 0 82.78 60.34 46.77 55.50
    　　说明：*表示必需氨基酸，− 表示未检测到，EAA为必需氨基酸，NEAA为非必需氨基酸，EAA/(EAA+NEAA)为必需氨基酸占总氨　　　　　基酸的比例，EAA/ NEAA为必需氨基酸与非必需氨基酸的比值
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    表  3  金银花尺蠖幼虫粪便的氨基酸分和化学分

    Table  3.   AAS and CS of larvae feces of H. jinyinhuaphaga

    氨基酸FAO模式*/
    (mg·g−1)    		全鸡蛋*/
    (mg·g−1)    		质量分数/
    (mg·g−1)    		氨基酸分化学分
    异亮氨酸 40 54 2.31 0.06 0.04
    亮氨酸 70 86 2.75 0.04 0.03
    赖氨酸 55 70 0.60 0.01 0.01
    甲硫氨酸+
    半胱氨酸    		 35 57 0.37 0.01 0.01
    苯丙氨酸+酪氨酸 60 93 3.96 0.07 0.04
    苏氨酸 40 47 2.38 0.06 0.05
    色氨酸 10 16 1.06 0.11 0.07
    缬氨酸 50 66 2.20 0.04 0.03
    总氨基酸 360 489 15.63 − −
    　　说明：*数据来自文献[20]，−表示未检测，质量分数是根　　　　　据表2粪便各氨基酸除以蛋白质质量分数(11.89%)　　　　　计算而得
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    表  4  金银花尺蠖幼虫粪便脂肪酸的质量分数

    Table  4.   Fatty acid content of larvae feces of H. jinyinhuaphaga

    脂肪酸质量分数/%脂肪酸质量分数/%
    肉豆蔻酸(C14:0) 1.71±0.07 亚麻酸(C18:3) 10.86±0.12
    棕榈酸(C16:0) 30.35±0.23 饱和脂肪酸 35.95±0.33
    硬脂酸(C18:0) 3.89±0.15 不饱和脂肪酸 64.05±0.25
    棕榈油酸(C16:1) 4.84±0.21 必需脂肪酸 30.49±0.14
    油酸(C18:1) 28.72±0.18 P/S 1.78±0.11
    亚油酸(C18:2) 19.63±0.16
    　　说明：P/S表示不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值，括号　　　　　中比号前的数字表示含碳原子个数，比号后的数字　　　　　表示碳碳双键个数
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    表  5  金银花尺蠖幼虫粪便矿物元素和维生素C、维生素E质量分数

    Table  5.   Mineral element and vitamin contents of larvae feces of H. jinyinhuaphaga

    质量分数/(mg·g−1)
    钾钠镁钙磷铁
    4.955 6±0.004 60.972 1±0.000 53.257 3±0.003 28.126 7±0.006 31.173 2±0.002 11.667 3±0.001 1
    质量分数/(mg·g−1)
    锰锌铜维生素C维生素E
    0.782 5±0.007 20.478 9±0.000 30.053 8±0.000 10.387 5±0.000 20.158 3±0.000 1
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    [11] 余筱洁, 金晓燕, 周存山, 杨虎清, 何志平, 王允祥.  红肉和白肉枇杷果仁营养成分分析 . 浙江农林大学学报, 2011, 28(1): 149-152. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2011.01.024
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  • 期刊类型引用(1)

    1. 张晓琳，纵丹，李嘉其，杨玲，余进德，何承忠. 滇杨组织培养再生及遗传转化体系建立. 浙江农林大学学报. 2024(02): 314-321 . 本站查看

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出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-23
  • 修回日期:  2020-05-27
  • 网络出版日期:  2020-10-10
  • 刊出日期:  2020-08-20

金银花尺蠖幼虫粪便营养成分分析

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190624
  • 滁州学院 生物与食品工程学院，安徽 滁州 239000
    • 基金项目:  安徽省高校优秀中青年骨干人才国内外访学研修重点项目(gxfxZD2016249)；滁州学院科研启动基金项目(2019qd02)
    作者简介:

    向玉勇，教授，博士，从事资源昆虫学研究。E-mail: 2116764223@qq.com

  • 收稿日期: 2019-10-23
  • 修回日期: 2020-05-27
  • 网络出版日期: 2020-10-10
  • 刊出日期: 2020-08-20

  • 中图分类号: Q964

摘要:   目的  了解金银花尺蠖Heterolocha jinyinhuaphaga幼虫粪便的主要营养成分，评价其营养价值。  方法  采用国家标准检测方法，测定金银花尺蠖幼虫粪便主要营养成分质量分数，分析金银花尺蠖幼虫粪便的氨基酸分、必需氨基酸指数(IEAA)、必需氨基酸与非必需氨基酸的比值、不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值，并与常见虫茶进行比较分析。  结果  金银花尺蠖幼虫粪便的水分、总糖、粗脂肪及蛋白质质量分数分别为10.08%、2.40%、2.73%和11.89%；总氨基酸为 4.326 9 mg·g–1，必需氨基酸总量为 1.666 2 mg·g–1，必需氨基酸占总氨基酸的比例为38.51%，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值为62.62%，IEAA为1.20，不饱和脂肪酸质量分数为64.05%，其不饱和脂肪酸(P)与饱和脂肪酸(S)的比值(P/S)为1.78，必需脂肪酸质量分数为30.49%；矿物元素钙、钾、镁的质量分数较高，分别为8.126 7、4.955 6和3.257 3 mg·g–1，铜质量分数最低，为0.053 8 mg·g–1；维生素C和维生素E的质量分数分别为0.387 5和0.158 3 mg·g– 1。  结论  金银花尺蠖幼虫粪便营养丰富，适宜作为一种新的虫茶进行开发利用。表5参22

English Abstract

周佳君, 胡恒康, 龚丽, 等. 农杆菌介导的香榧幼胚遗传转化体系[J]. 浙江农林大学学报, 2022, 39(1): 13-21. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210196
引用本文: 向玉勇, 陶琴, 于士军, 等. 金银花尺蠖幼虫粪便营养成分分析[J]. 浙江农林大学学报, 2020, 37(5): 971-977. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190624
shu
ZHOU Jiajun, HU Hengkang, GONG Li, et al. Agrobacterium tumefaciens-mediated genetic transformation system of Torreya grandis ‘Merrillii’ immature embryos[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2022, 39(1): 13-21. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210196
Citation: XIANG Yuyong, TAO Qin, YU Shijun, et al. Analysis of nutrients in larva feces of Heterolocha jinyinhuaphaga[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2020, 37(5): 971-977. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190624
shu

    全文HTML

  • 昆虫广泛分布于自然界中，繁殖迅速，是动物中数量最多的类群。很多昆虫体内含有多种营养成分和活性成分。不同种类昆虫所含有营养成分和活性成分有一定差异，是一类具有良好开发潜力的生物资源。目前，人们对昆虫资源利用的研究主要集中在昆虫营养成分及活性物质分析方面[1−2]，对其粪便研究却非常少。已有研究表明：一些鳞翅目Lepidoptera昆虫的幼虫啃食特种植物叶片后排泄的粪便中含有丰富的蛋白质、矿物元素、人体必需氨基酸和脂肪酸，具有清热解毒、健脾养胃、助消化、降血压、降血脂等功效[3−4]，已被加工成“虫茶”产品，如弓须亥夜蛾Hydrillodes morosa取食化香树Platycarya strobilacea叶产生的粪便称为化香虫茶，米缟螟Aglossa dimidilata幼虫取食三叶海棠Malus siebodii叶产生的粪便称为三叶虫茶[4]。中国许多学者在这方面作了大量的研究，对一些虫茶如三叶虫茶、紫斑谷螟-白茶虫茶、米仓织蛾-豹皮樟虫茶的营养成分进行了分析和评价[5−7]。这些研究结果表明：不同种类昆虫粪便(虫茶)的营养成分存在一定的差异。中国昆虫资源丰富，约占世界昆虫种类总量的10%，还有很多种类尚未进行相关研究；需要对自然界中更多种类昆虫粪便的营养成分进行系统分析，并进行必要的生物安全性检测、食品卫生指标控制，为更好地开发虫茶资源提供科学依据[4]。金银花尺蠖Heterolocha jinyinhuaphaga为鳞翅目尺蛾科Geometridae昆虫，别名拱腰虫，是金银花主要食叶害虫之一。该虫在安徽省1 a发生3代[8]，常将叶片咬成缺刻或孔洞，危害严重的地块金银花叶片被全部吃光，仅剩叶脉和叶柄，常造成金银花的大面积减产，甚至成片死亡，给金银花生产带来严重损失。目前，国内对金银花尺蠖的研究主要集中于其生物学特性及防治方面[8−10]，也有对金银花尺蠖蛹粗多糖体外抗氧化活性[11]和金银花尺蠖幼虫消化酶活性[12]的研究，还未见有关其粪便营养成分的研究。金银花尺蠖幼虫的取食量大，排泄的粪便多。笔者在前期研究中发现：金银花尺蠖幼虫粪便提取物具有一定的抑菌活性[13]和抗氧化活性[14]，现对其幼虫粪便营养成分进行研究，以期为开发虫茶提供科学依据，从而达到变害为宝的目的。

    • 1.   材料与方法

      1.1.   供试昆虫

    • 金银花尺蠖幼虫采集于安徽省明光市三界镇，带回放在600 mL的罐头瓶内(10头·瓶−1，龄期一致)，在人工气候箱(RXZ-288A型，宁波江南仪器制造厂)中用新鲜的金银花叶片(清水洗干净，自然晾干)饲养。人工气候箱光周期昼(L)︰夜(D)为14 h︰10 h、温度为(25±1) ℃、相对湿度为70%±7%。

      • 1.2.   仪器设备

    • 精密烘箱(20011243型，西班牙Selecta公司)、高速万能粉碎机(FW80型，天津市泰斯特仪器有限公司)、索氏提取器(天长市玻璃仪器厂)、气相色谱仪(GC-7806II型，北京华盛谱信仪器有限责任公司)、凯氏定氮仪(Hanon K9840型，济南海能仪器股份有限公司)、氨基酸自动分析仪(L-8900型，日本HITACHI公司)、原子吸收分光光度计(wfx-130型，北京瑞利分析仪器公司)、电子天平(CP224S型，西班牙赛多利斯公司)。

      • 1.3.   测定方法和数据处理

      1.3.1.   含水量测定

    • 参照国家标准GB 5009.3−2010《食品安全国家标准 食品中水分的测定》，采用直接干燥法。每天收集新鲜粪便，称量并记录。将收集的粪便在105 ℃烘箱中烘干4 h，再在60 ℃下烘干直至恒量。按下列公式计算含水量：含水量=(鲜质量−干质量)/鲜质量×100%。试验重复3次。

      • 1.3.2.   总糖质量分数测定

    • 参照国家标准GB/T 9695.31−2008《肉制品总糖含量测定》，采用硫酸苯酚法测定。重复3次，取平均值。

      • 1.3.3.   脂肪质量分数测定

    • 参照国家标准GB/T 14772−2008《食品中粗脂肪的测定》，采用索氏提取法。称取干燥粪便样品5 g，用干燥的滤纸包住，在索氏提取仪中用石油醚回流提取10 h，旋转蒸发回收溶剂，烘干提取物并称量，计算各样品中脂肪油的质量分数。重复3次，取平均值。

      • 1.3.4.   脂肪酸质量分数测定

    • 参照国家标准GB/T 9695.2−2008《肉与肉制品脂肪酸测定》，采用气相色谱仪进行测定。重复3次，取平均值。

      • 1.3.5.   蛋白质质量分数测定

    • 参照国家标准GB 5009.5−2010《食品中蛋白质的测定》，采用凯氏定氮法测定。称取干燥粪便样品2 g，经浓硫酸消化，消煮液用容量瓶(100 mL)定容。加入强碱蒸馏逸出，硼酸吸收后，用硫酸滴定，将测得的总氮质量分数乘以6.25，即得粗蛋白质质量分数。每个样品测3份，取平均值。试验重复3次。

      • 1.3.6.   氨基酸质量分数测定

    • 参照国家标准GB/T 5009.124−2003《食品中氨基酸的测定》，采用氨基酸自动分析仪测定，测定1次。

      • 1.3.7.   维生素质量分数测定

    • 维生素C的测定参照国家标准GB/T 9695.29−1991《肉制品维生素C含量测定》；维生素E的测定参照国家标准GB/T 5009.82−2003《食品中维生素A和维生素E的测定》。

      • 1.3.8.   矿物元素质量分数测定

    • 矿物元素(钾、钠、钙、铁、镁、锰、磷、锌、铜)的测定参照国家标准GB/T 5009.91−2003《食品中钾、钠的测定》、GB/T 5009.92−2003《食品中钙的测定》、GB/T 5009.90−2003《食品中铁、镁、锰的测定》、GB/T 5009.87−2003《食品中磷的测定》、GB/T 5009.14−2003《食品中锌的测定》、GB/T 5009.13−2003《食品中铜的测定》，采用原子吸收分光光度计进行分析。重复3次，取平均值。

      • 1.3.9.   营养品质分析方法

    • 根据氨基酸的分析结果，计算氨基酸分(AAS)、化学分(SC)及必需氨基酸指数(IEAA)[15−16]。氨基酸分(AAS)=试验蛋白质氨基酸质量分数(mg·g−1)/联合国粮农组织(FAO)评分模式氨基酸质量分数(mg·g−1)。化学分(SC)=试验蛋白质中某种必需氨基酸质量分数(mg·g−1)/鸡蛋蛋白质中同种氨基酸的质量分数(mg·g−1)。${I_{{\rm{EAA}}}} {\text{=}} \sqrt[n]{{\left[ {\left( {{b_1}/{a_1}} \right) {\text{×}} 100\left] {\text{×}} \right[\left( {{b_2}/{a_2}} \right) {\text{×}} 100\left] {\text{×}} \right[\left( {{b_3}/{a_3}} \right) {\text{×}} 100\left]{\text{×}} { \cdots {\text{×}} } \right[\left( {{b_n}/{a_n}} \right) {\text{×}} 100} \right]}} $。其中：b1，b2，b3，$\cdots $，bn为试验蛋白质中各种必需氨基酸质量分数(mg·g−1)；a1，a2，a3，$\cdots $，an为标准蛋白质(FAO评分模式)中相应必需氨基酸的质量分数(mg·g−1)；n为参与计算的必需氨基酸的个数。

      • 1.3.10.   数据处理

    • 所有数据采用SPSS 11.5统计软件进行分析处理。

    2.   结果与分析

      2.1.   金银花尺蠖幼虫粪便水分、总糖、粗脂肪和蛋白质质量分数

    • 从表1可以看出：金银花尺蠖幼虫粪便中蛋白质质量分数最高，为11.89%；其次是含水量，为10.08%；粗脂肪为2.73%；总糖最低，为2.40%。方差分析表明：金银花尺蠖幼虫粪便中的蛋白质、总糖质量分数和含水量均与三叶虫茶、老鹰茶虫酿茶、紫白虫茶、仓樟虫茶、米白虫茶、老鹰茶和贵州名优茶的平均值差异不显著(df=9，F=1.80，P＞0.05；df=9，F=0.377，P＞0.05；df=7，F=0.262，P＞0.05)，粗脂肪质量分数与上述几种茶的平均值差异显著(df=9，F=8.742，P＜0.05)。

      表 1  金银花尺蠖幼虫粪便与常见(虫)茶水分、总糖、粗脂肪和蛋白质质量分数比较

      Table 1.  Comparison and analysis of water, total sugar, crude fat and protein contents between larvae feces of H. jinyinhuaphaga and common (insect) tea

      名称质量分数/%
      水分总糖粗脂肪蛋白质
      幼虫粪便 10.08±0.05 2.40±0.02 2.73±0.22 11.89±0.43
      三叶虫茶[5] 15.47 − 1.23 12.63
      老鹰茶虫酿茶[17] 15.95 − 1.02 14.26
      紫白虫茶[6] 10.08 0.44 1.41 9.30
      仓樟虫茶[7] 9.80 2.80 2.80 23.80
      米白虫茶[18] 10.04 0.31 0.87 22.34
      老鹰茶[17] 9.57 3.46 1.92 12.49
      贵州名优茶(平均)[19] 7.76 2.75 0.67 27.70
      　　说明：−表示未检测到

      • 2.2.   金银花尺蠖幼虫粪便氨基酸组成

    • 由表2可知：金银花尺蠖幼虫粪便中氨基酸丰富，共含有17种氨基酸，其中包括8种人体必需的氨基酸，总氨基酸质量分数为4.326 9 mg·g−1，其中谷氨酸质量分数最高，为0.488 4 mg·g−1，其次是甘氨酸和天冬氨酸，分别为0.428 1和0.415 2 mg·g−1，甲硫氨酸最低，为0.044 1 mg·g−1。必需氨基酸总质量分数为 1.666 2 mg·g−1，必需氨基酸占总氨基酸的比例为38.51%，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值为62.62%。方差分析表明：金银花尺蠖幼虫粪便的氨基酸平均质量分数与三叶虫茶、紫白虫茶、仓樟虫茶、米白虫茶之间差异显著(df=87，F=20.547，P＜0.05)；必须氨基酸的平均质量分数与三叶虫茶、紫白虫茶、仓樟虫茶、米白虫茶之间也差异显著(df=39，F=12.265，P＜0.05)。

      表 2  金银花尺蠖幼虫粪便与常见虫茶的氨基酸质量分数比较

      Table 2.  Comparison and analysis of amino acid content between larvae feces of H. jinyinhuaphaga and common insect tea

      氨基酸氨基酸质量分数/(mg·g−1)
      幼虫粪便三叶虫茶[5]紫白虫茶[6]仓樟虫茶[7]米白虫茶[18]
      天氡氨酸 0.415 2 0.427 8 5.35 4.43 5.77
      苏氨酸* 0.283 3 0.251 3 4.05 0.91 2.97
      丝氨酸 0.207 1 0.513 8 4.36 0.18 4.37
      谷氨酸 0.488 4 0.748 7 8.19 − 6.65
      甘氨酸 0.428 1 0.859 2 4.38 2.92 5.23
      丙氨酸 0.358 2 0.697 8 4.43 1.55 3.51
      半胱氨酸 − 0.479 7 0.09 0.46 0.13
      缬氨酸* 0.261 1 0.887 2 4.26 1.13 3.68
      甲硫氨酸* 0.044 1 0.206 1 0.20 0.14 0.48
      异亮氨酸* 0.274 2 0.699 3 3.39 0.97 3.26
      亮氨酸* 0.327 3 1.238 1 4.45 1.57 3.54
      酪氨酸 0.191 5 0.782 6 1.34 0.34 2.12
      苯丙氨酸* 0.279 3 0.7475 3.12 0.70 2.82
      赖氨酸* 0.071 4 1.382 0 3.12 0.46 3.33
      组氨酸 0.065 2 0.932 1 1.81 2.76 2.61
      精氨酸 0.141 2 1.782 9 2.96 1.13 2.05
      脯氨酸 0.365 8 0.368 3 5.49 1.09 4.95
      色氨酸* 0.125 5 0.873 2 0.58 1.07 0.67
      总氨基酸 4.326 9 13.877 6 61.57 21.81 58.14
      EAA 1.666 2 6.284 7 23.17 6.95 20.75
      NEAA 2.660 7 7.592 9 38.40 14.86 37.39
      EAA/(EAA+NEAA)/% 38.510 0 45.29 37.63 31.87 35.69
      EAA/NEAA /% 62.620 0 82.78 60.34 46.77 55.50
      　　说明：*表示必需氨基酸，− 表示未检测到，EAA为必需氨基酸，NEAA为非必需氨基酸，EAA/(EAA+NEAA)为必需氨基酸占总氨　　　　　基酸的比例，EAA/ NEAA为必需氨基酸与非必需氨基酸的比值

      根据测得的氨基酸质量分数与1973年联合国粮农组织模式的质量分数加以比较，分析金银花尺蠖幼虫粪便的氨基酸分(AAS)、化学分(CS)和必需氨基酸指数(IEAA)。由表3可知：金银花尺蠖幼虫粪便的第一限制性氨基酸是赖氨酸和含硫氨基酸(即甲硫氨酸+半胱氨酸)，质量分数分别为0.60和0.37 mg·g−1，AAS均为0.01，CS均为0.01，IEAA为1.20；各种氨基酸质量分数均略低于FAO评分模式的氨基酸质量分数。因此，金银花尺蠖幼虫粪便的氨基酸组成不太平衡，有必要进一步强化。

      表 3  金银花尺蠖幼虫粪便的氨基酸分和化学分

      Table 3.  AAS and CS of larvae feces of H. jinyinhuaphaga

      氨基酸FAO模式*/
      (mg·g−1)      		全鸡蛋*/
      (mg·g−1)      		质量分数/
      (mg·g−1)      		氨基酸分化学分
      异亮氨酸 40 54 2.31 0.06 0.04
      亮氨酸 70 86 2.75 0.04 0.03
      赖氨酸 55 70 0.60 0.01 0.01
      甲硫氨酸+
      半胱氨酸      		 35 57 0.37 0.01 0.01
      苯丙氨酸+酪氨酸 60 93 3.96 0.07 0.04
      苏氨酸 40 47 2.38 0.06 0.05
      色氨酸 10 16 1.06 0.11 0.07
      缬氨酸 50 66 2.20 0.04 0.03
      总氨基酸 360 489 15.63 − −
      　　说明：*数据来自文献[20]，−表示未检测，质量分数是根　　　　　据表2粪便各氨基酸除以蛋白质质量分数(11.89%)　　　　　计算而得

      • 2.3.   金银花尺蠖幼虫粪便脂肪酸质量分数

    • 由表4可知：金银花尺蠖幼虫粪便中共含有7种脂肪酸，其中3种(肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸)为饱和脂肪酸，4种(棕榈油酸、油酸、亚油酸和亚麻酸)为不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸的质量分数高，为64.05%，不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值(P/S)为1.78，必需脂肪酸(亚油酸和亚麻酸)质量分数也很高，为30.49%。

      表 4  金银花尺蠖幼虫粪便脂肪酸的质量分数

      Table 4.  Fatty acid content of larvae feces of H. jinyinhuaphaga

      脂肪酸质量分数/%脂肪酸质量分数/%
      肉豆蔻酸(C14:0) 1.71±0.07 亚麻酸(C18:3) 10.86±0.12
      棕榈酸(C16:0) 30.35±0.23 饱和脂肪酸 35.95±0.33
      硬脂酸(C18:0) 3.89±0.15 不饱和脂肪酸 64.05±0.25
      棕榈油酸(C16:1) 4.84±0.21 必需脂肪酸 30.49±0.14
      油酸(C18:1) 28.72±0.18 P/S 1.78±0.11
      亚油酸(C18:2) 19.63±0.16
      　　说明：P/S表示不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值，括号　　　　　中比号前的数字表示含碳原子个数，比号后的数字　　　　　表示碳碳双键个数

      • 2.4.   金银花尺蠖幼虫粪便矿物元素和维生素C、维生素E的质量分数

    • 从表5可以看出：金银花尺蠖幼虫粪便中含有多种矿物元素，其中：钙、钾、镁的质量分数较高，分别为8.126 7、4.955 6和 3.257 3 mg·g−1，铜的质量分数最低，为0.053 8 mg·g−1。金银花尺蠖幼虫粪便中还含有维生素C和维生素E，质量分数分别为0.387 5和0.158 3 mg·g−1。

      表 5  金银花尺蠖幼虫粪便矿物元素和维生素C、维生素E质量分数

      Table 5.  Mineral element and vitamin contents of larvae feces of H. jinyinhuaphaga

      质量分数/(mg·g−1)
      钾钠镁钙磷铁
      4.955 6±0.004 60.972 1±0.000 53.257 3±0.003 28.126 7±0.006 31.173 2±0.002 11.667 3±0.001 1
      质量分数/(mg·g−1)
      锰锌铜维生素C维生素E
      0.782 5±0.007 20.478 9±0.000 30.053 8±0.000 10.387 5±0.000 20.158 3±0.000 1
    3.   讨论

    • 研究昆虫粪便营养成分对开发虫茶资源具有重要意义。笔者对金银花尺蠖幼虫粪便进行分析，发现金银花尺蠖幼虫粪便中含有水分、糖、蛋白质、氨基酸、脂肪酸、矿物元素及维生素等多种营养成分。其中含水量为10.08%，与紫白虫茶相等[6]，略高于仓樟虫茶(9.8%)[7]、米白虫茶(10.04%)[17]、老鹰茶(9.57%)[18]和贵州名优茶(7.76%)[19]，低于三叶虫茶(15.47%)[5]和老鹰茶虫酿茶(15.95%)[18]；总糖质量分数为2.40%，高于紫白虫茶(0.44%)[6]和米白虫茶(0.31%)[17]，低于仓樟虫茶(2.8%)[7]、老鹰茶(3.46%)[18]和贵州名优茶(2.75%)[19]，三叶虫茶和老鹰茶虫酿茶均未检出总糖[5,18]；粗脂肪质量分数为2.73%，略低于仓樟虫茶(2.8%)[7]，高于三叶虫茶(1.23%)[5]、老鹰茶虫酿茶(1.02%)[18]、紫白虫茶(1.41%)[6]、米白虫茶(0.87%)[17]、老鹰茶(1.92%)[18]和贵州名优茶(0.67%)[19]；蛋白质质量分数为11.89%，高于紫白虫茶(9.3%)[6]，低于三叶虫茶(12.63%)[5]、老鹰茶虫酿茶(14.26%)[18]、仓樟虫茶(23.8%)[7]、米白虫茶(22.34%)[17]、老鹰茶(14.26%)[18]和贵州名优茶(27.7%)[19]。

      氨基酸的组成和质量分数是评价一种膳食蛋白营养价值的重要依据。金银花尺蠖幼虫粪便中含有17种氨基酸，总氨基酸质量分数为4.326 9 mg·g−1，低于三叶虫茶[5]、紫白虫茶[6]、仓樟虫茶[7]和米白虫茶[17]。按照FAO和世界卫生组织(WHO)的理想模式，质量较好的蛋白质，其必需氨基酸占总氨基酸的比值[EAA/(EAA+NEAA)]在40%左右，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值(EAA/NEAA)在60%以上[21]。金银花尺蠖幼虫粪便的必需氨基酸占总氨基酸的比例为38.51 %，接近FAO和WHO理想模式的要求，高于紫白虫茶(37.63%)[6]、仓樟虫茶(31.87%)[7]和米白虫茶(35.69%)[17]，但低于三叶虫茶(45.29%)[5]，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值为62.62%，符合FAO和WHO理想模式的要求，高于紫白虫茶(60.34%)[6]、仓樟虫茶(46.77%)[7]和米白虫茶(55.50%)[17]，但低于三叶虫茶(82.78%)[5]。根据相关必需氨基酸指数(IEAA)实用评价标准：IEAA＞0.95为优质蛋白源，0.86＜IEAA≤0.95为良好蛋白源，0.75≤IEAA≤0.86为可用蛋白源，IEAA＜0.75为不适蛋白源[22]。金银花尺蠖幼虫粪便IEAA为1.20，为优质蛋白源，可用于开发虫茶，其IEAA也高于仓樟虫茶(0.763 0)[7]、紫白虫茶(0.655 9)[6]、米白虫茶(0.723 9)[18]。但是，金银花尺蠖幼虫粪便的氨基酸组成不平衡，赖氨酸为其第一限制性氨基酸，在进行虫茶开发时可以加入一定量的赖氨酸，以优化其氨基酸结构，从而提高其营养质量。

      脂肪酸组成是评价一种脂肪营养价值的重要依据[20]。金银花尺蠖幼虫粪便中不饱和脂肪酸质量分数高，为64.05%，P/S值为1.78，高于仓樟虫茶(0.63)[7]、紫白虫茶(0.58)[6]，低于三叶虫茶(2.54)[5]、老鹰茶虫酿茶(4.54)[18]和遵义毛峰(2.31)[5]，必需脂肪酸(亚油酸和亚麻酸)也很高，为30.49%，高于仓樟虫茶(27.06%)[7]、紫白虫茶(17.00%)[6]、老鹰茶虫酿茶(13.76%)[18]，低于三叶虫茶(35.25%)[5]和遵义毛峰(64.87%)[5]。可见，金银花尺蠖幼虫粪便中脂肪酸组成合理，可以开发为虫茶，作为脂肪酸的来源之一。

      矿物元素对维持生物机体正常生理代谢具有重要作用，金银花尺蠖幼虫粪便中含有多种矿物元素，除钾的质量分数低于仓樟虫茶(28.085 9 mg·g−1)，钠、镁、钙、磷、铁、锰、锌和铜的质量分数分别是仓樟虫茶的5.26、1.38、2.50、47.12、6.06、1.60、9.28和3.61倍[7]；除钾、镁、钙、铁的质量分数低于紫白虫茶(9.800 0、5.200 0、10.800 0、3.590 0 mg·g−1)，钠、磷、锰、锌的质量分数是紫白虫茶的1.52、1.14、1.04、2.28倍[6]；除钾、磷的质量分数低于三叶虫茶(20.378 0、1.990 0 mg·g−1)，钠、镁、钙、铁、锰、锌和铜的质量分数分别是三叶虫茶的2.76、1.61、1.10、3.69、1.57、3.31、3.16倍[5]；除钾、磷的质量分数低于老鹰茶虫酿茶(22.067 0、1.824 0 mg·g−1)，钠、镁、钙、铁、锰、锌和铜的质量分数分别是老鹰茶虫酿茶的2.69、1.77、10.45、4.17、1.22、4.45、3.40倍[18]；与其他茶叶相比，钾、磷的质量分数低于遵义毛峰(20.922 0、4.700 0 mg·g−1)和都匀毛尖(19.700 0、4.900 0 mg·g−1)，钠、镁、钙、铁、锰、锌和铜的质量分数均高于遵义毛峰(0.087 9、1.900 0、2.900 0、0.162 1、0.735 6、0.032 4、0.022 5 mg·g−1)和都匀毛尖(0.045 6、1.600 0、2.800 0、0.042 1、0.550 2、0.033 0、0.014 9 mg·g−1[5]。

      维生素对生物体的代谢起调节作用。金银花尺蠖幼虫粪便中维生素C的质量分数低于三叶虫茶(1.325 8 mg·g−1)[5]，高于常规茶叶(0.027 0 mg·g−1)；维生素E的质量分数也低于三叶虫茶(0.520 6 mg·g−1)[5]。

      总之，金银花尺蠖幼虫粪便含有多种营养成分，并且还具有一定的抑菌活性[13]和抗氧化活性[14]，具备虫茶的一些生化特征，若开发为虫茶，可为人体提供丰富的蛋白质、必需氨基酸、必需脂肪酸、维生素和必需矿物元素，和普通茶叶混合使用，在营养价值上实现互补，对人类健康有利。因此，在食用、药用保健等方面具有一定的开发价值和利用前景。今后，还需结合食品科学、药理学等对金银花尺蠖幼虫粪便的生物安全性进行分析，以全面评价金银花尺蠖幼虫粪便作为虫茶资源开发利用的可行性。

参考文献 (22)

目录

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  • 1.   材料与方法

  • 1.1.   供试昆虫

  • 1.2.   仪器设备

  • 1.3.   测定方法和数据处理

  • 1.3.1.   含水量测定
  • 1.3.2.   总糖质量分数测定
  • 1.3.3.   脂肪质量分数测定
  • 1.3.4.   脂肪酸质量分数测定
  • 1.3.5.   蛋白质质量分数测定
  • 1.3.6.   氨基酸质量分数测定
  • 1.3.7.   维生素质量分数测定
  • 1.3.8.   矿物元素质量分数测定
  • 1.3.9.   营养品质分析方法
  • 1.3.10.   数据处理
  • 2.   结果与分析

  • 2.1.   金银花尺蠖幼虫粪便水分、总糖、粗脂肪和蛋白质质量分数

  • 2.2.   金银花尺蠖幼虫粪便氨基酸组成

  • 2.3.   金银花尺蠖幼虫粪便脂肪酸质量分数

  • 2.4.   金银花尺蠖幼虫粪便矿物元素和维生素C、维生素E的质量分数

  • 3.   讨论

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