Document Type : Research Paper
Authors
1 Department of Plant Protection, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, I.R. of Iran
2 Department of Plant Protection, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, I.R. of Iran,
Abstract
This study aimed to assess the effect of different mulberry varieties namely Ichinose, Kenmochi, Kines and Guilani local on economical nutritional and biochemical characteristics, of silkworm hybrid 103*104.The current research tries to select and introduce a suitable variety for 103*104 hybrid. The hybrid 103*104 egg batches were procured from Silk Research Center (Pasikhan- Rasht) and were bred on different mulberry leaves on the basis of classical culture method in controlled condition (25± 1 °C, 70 % RH and 12:12 L;D). Our results showed that the Kines variety possessing higher amount of protein, when fed by silkworm exhibited better economical parameters comparatively(p
Keywords
Main Subjects
تأثیر چهار رقم برگ توت بر عملکرد کرم ابریشمBombyx mori L.
(Lepidoptera: Bombycidae)
علی صادقی خامنه تبریزی1،جلال جلالی سندی2و3*، سهراب ایمانی1 و علی احدیت1
1 ایران، تهران، دانشگاهآزاداسلامی، واحدعلومو تحقیقات، گروهگیاهپزشکی
2 ایران، گیلان، دانشگاه گیلان، دانشکده علوم کشاورزی، گروه گیاهپزشکی
3 ایران، گیلان، دانشگاه گیلان، دانشکده علوم کشاورزی، گروه پژوهشی ابریشم
تاریخ دریافت: 26/6/98 تاریخ پذیرش: 30/2/99
چکیده
این تحقیق باهدف بررسی تأثیر رقمهای مختلف برگ توت به نامهای ایچینویسه، کنموچی، کاینز و محلی گیلان روی خصوصیات بیوشیمیایی، تغذیهای و اقتصادی کرم ابریشم هیبرید 104*103 انجام گرفت. مطالعه حاضر در تلاش است که رقم برگ توت مناسبی را برای هیبرید 104*103 انتخاب کند. تخم نوغان هیبرید 104*103 از مرکز تحقیقات ابریشم تهیه و بر اساس روشهای رایج پرورش کرم ابریشم در شرایط (درجه حرارت 1 ± 25 درجه سلسیوس، 70 درصد رطوبت و 12:12 ساعت روشنایی:تاریکی) پرورش داده شدند. بررسی حاضر نشان داد که کرمهای ابریشم با تغذیه از رقم کاینز که حاوی بیشترین مقدار پروتئین بود در مقایسه با سایر رقمها بهترین شاخصهای اقتصادی را نشان داد. وزن انفرادی و کل پیلهها و عملکرد پیله به ازای ده هزار لارو بهصورت معنیداری در لاروهای تغذیه شده با رقم کاینز بیشتر بود (05/0 < P). همچنین بالاترین سطح شاخصهای تغذیهای مانند کارایی تبدیل غذای خورده شده (ECI)، کارایی تبدیل غذای هضم شده (ECD)، نرخ رشد نسبی (RGR) و شاخص مصرف (CI) در لاروهای تغذیه شده روی رقم کاینز مشاهده شد. فعالیت آنزیمهای گوارشی و آنتیاکسیدان در لاروهای تغذیه شده از رقمهای مذکور متفاوت بودند. نتایج این تحقیق بهطور واضح نشان داد که رقم کاینز میتواند برای پرورش کرم ابریشم در زمینه شاخصهای مطالعه شده مناسب معرفی شود.
واژههای کلیدی: کرم ابریشم، رقمهای توت، شاخصهای اقتصادی و شاخصهای تغذیهای
* نویسنده مسئول، تلفن: 09113309574، پست الکترونیکی: jjalali@guilan.ac.ir
مقدمه
ابریشم یک محصول فیبری از جنس پروتئین است که علاوه بر کرم ابریشم توسط کنهها، عنکبوتها و عقربها نیز تولید میشود (15). این محصول یک منبع بیوتکنولوژیکی و بیوشیمیایی مهمی از لحاظ خصوصیاتی از قبیل تجزیهپذیری و سازگاری با محیطزیست و غیرسمی بودن محسوب میشود (10). ابریشم حاوی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی فراوانی است و در علوم مختلفی مانند پزشکی، زیبایی و آرایشی، بهداشت و مواد غذایی استفاده میشود (25، 43 و 50). کیفیت غذای مصرفی توسط کرم ابریشم، تأثیر مستقیم بر فیزیولوژی و زیستشناسی این حشره داشته و درنتیجه با میزان تولید پیله، رابطه مستقیم دارد (39).
تولید ابریشم طبیعی در ایران نقش مهمی در بهبود اقتصاد روستایی دارد و کیفیت و کمیت ابریشم تولیدی بیشتر به تغذیه لاروها وابسته است (18). کیفیت و کمیت تغذیه لاروهای کرم ابریشم روی رشد، نمو و تولیدمثل این حشره مؤثر است (21 و 44). تفاوت در کیفیت ارقام مختلف برگ توت که ناشی از تفاوت در میزان محتویات بیوشیمیایی آن از قبیل میزان پروتئین، گلوکوز، فسفر و پتاسیم است (6 و 27)، تأثیر مستقیم بر عملکرد پرورش کرم ابریشم دارد (5).
فیزیولوژی تغذیه در کرم ابریشم روی مراحل مختلف زندگی این حشره مانند: وزن لاروی، شفیره و پیله، مقدار ابریشم تولید شده، باروری حشرات بالغ و نرخ تفریخ تخمها تأثیر میگذارد (39). تغذیه با برگهای توت با کیفیت پایین باعث رشد کم و کاهش تولید میشود (توانایی هضم و تبدیل عناصر غذایی به زیست توده و شاخص رشد نسبی تعیین کننده عملکرد حشره میباشد (35). عامل اصلی تعیین کننده عملکرد چرخه زیستی کرم ابریشم محتوای پروتئینی برگهای توت میباشد (34).
برگهای توت منبعی از پروتئین، هیدروکربنها، ویتامینها، استرولها، املاح معدنی و محرک اشتهای این حشره میباشند. کربوهیدراتها برای حفظ سلامتی و رشد لاروهای جوان اهمیت دارند. چربیها شکل اصلی ذخیره انرژی هستند و در زمان گرسنگی حشره بسیار اهمیت دارند. تأثیر خوب غذایی ویتامینها مانند اسید آسکوربیک، املاح معدنی و متابولیتها روی عملکرد کرم ابریشم، خصوصیات اقتصادی، باروری و تولیدمثل آن، توسط محققین مختلفی مورد مطالعه قرار گرفته است (6، 9 و 16). باوجود اینکه مطالعات زیادی روی ترکیبات شیمیایی رقمهای مختلف برگ توت انجامشده است، ولی تحقیقات در زمینه تأثیر تغذیه بر عملکرد بیوشیمیایی، آنتیاکسیدانی و خصوصیات اقتصادی مهم کرم ابریشم مورد توجه قرارنگرفته است. از آنجایی که کیفیت منبع غذایی، تأثیر مهمی در تغییرات خصوصیات بیوشیمیایی، فعالیت آنتیاکسیدانی (بالابودن فعالیت آنتیاکسیدانی، نشاندهنده نامطلوببودن کیفیت منبع غذایی حشره است (30 و 36) و همچنین خصوصیات اقتصادی کرم ابریشم دارد (41)، بنابراین مطالعه این شاخصها میتواند در تعیین کیفیت منبع غذایی کرم ابریشم بسیار مهم باشد. دراین مطالعه، تأثیر سه رقم وارداتی برگ توت شامل کاینز، کنموچی، ایچینویسه و یک رقم محلی گیلان بر عملکرد شاخصهای تغذیهای، فعالیتهای آنزیمی و غیرآنزیمی و همچنین خصوصیات اقتصادی کرم ابریشم مقایسه شدند.
مواد و روشها
دراین مطالعه چهار رقم برگ توت شامل ایچینویسه، کن موچی، کاینز (این سه رقم، از رایجترین رقمهای وارداتی توت در پرورش کرم ابریشم هستند) و محلی گیلان (که در پرورش کرم ابریشم در دسترس است) از مرکز تحقیقات ابریشم ایران، پسیخان –رشت تهیه و در آزمایشها به کار گرفته شدند.
پرورش حشرات: تخم نوغان هیبرید 104*103 از مرکز تحقیقات ابریشم تهیه و بر اساس روشهای رایج پرورش کرم ابریشم در شرایط (درجه حرارت 1 ± 25 درجه سلسیوس، 70 درصد رطوبت و 12:12 ساعت روشنایی:تاریکی) پرورش داده شدند (18).
اندازهگیری شاخصهای بیولوژیکی و شاخصهای اقتصادی: بررسی تأثیر ارقام استفاده شده در شاخصهای بیولوژیکی و اقتصادی نظیر وزن لاروی روزانه ترازوی دقیق، تعداد کل پیلهها، تعداد پیلههای خوب، تعداد پیلههای خوب با شفیره زنده و تلف شده، وزن پیله (نر، ماده، کل و انفرادی)، عملکرد پیله به ازای ده هزار لارو و وزن قشر پیله مورد ارزیابی قرارگرفت. توزین با استفاده از ترازوی حساس با دقت 0001/0 گرم انجام گرفت.
ارزیابی شاخصهای تغذیه: شاخصهای تغذیه اندازهگیری شده شامل: شاخص قابلیت هضم نسبی (Approximate digestibility) (AD)، کارایی تبدیل غذای خورده شده به بیوماس حشره (Efficiency of conversion of ingested food) (ECI)، کارایی تبدیل غذای هضم شده (Efficiency of conversion of digested food) (ECD)، نرخ رشد نسبی (Relative growth rate) (RGR) و شاخص مصرف (Consumption index) (CI) بود و توسط معادلات زیر اندازهگیری شد (53).
شاخص قابلیت هضم نسبی:
(1)
کارایی تبدیل غذای خورده شده به ذیتوده:
(2)
کارایی تبدیل غذای هضم شده به ذیتوده حشره:
(3)
نرخ رشد نسبی:
(4)
شاخص مصرف:
(5)
E= وزن خشک غذای خورده شده (میلیگرم)
F= وزن خشک فضولات تولید شده (میلیگرم)
P= وزن خشک بیوماس لارو (میلیگرم)
A= میانگین وزن خشک لاروها در مدتزمان T
T= مدتزمان آزمایش
بررسی بیوشیمیایی همولنف لاروها: برای انجام آزمایشهای بیوشیمیایی از لاروهای سن پنجم که از برگهای متفاوت تغذیه شده بودند، استفاده شد.
تعیین میزان ذخایر انرژی
گلوکز: برای اندازهگیری گلوکز از روش سیگرت (42) استفاده شد. در این روش اندازهگیری بر پایه واکنشهای آنزیمی است و با تأثیر گلوکز اکسیداز بر گلوکز سبب تشکیل اسید گلوکورونیک و پراکسید هیدروژن میشود. سپس پراکسید هیدروژن تولید شده با تأثیر آنزیم پراکسیداز و در حضور 4-آمینوفنازن و فنل تشکیل یک محلول رنگی میکند. جهت ثبت گلوکز موجود در نمونه، محتوی لولهها از طریق اندازهگیری جذب رنگ حاصله در طولموج 545 نانومتر در مقایسه با محلول استاندارد و با دستگاه الایزا ریدر (AWARENESS Stat Pax 3200 Co., USA) قرائت شد.
تریگلیسرید: اندازهگیری تریگلیسرید با استفاده از کیت (Biochem، تهران-ایران) مبتنی بر روش (11) انجام شد. پنجاه میکرولیتر معرف و 30 میکرولیتر محلول رونشین حاصل از سانتریفیوژ اجسام چربی و آبمقطر بهعنوان شاهد، جداگانه در پلیت الیزا ریخته شد و به مدت 15 دقیقه در دمای 35 درجه سلسیوس انکوبه شد. در نهایت، میزان تریگلیسرید تحت طولموج 545 نانومتر خوانده شد.
پروتئین: اندازهگیری میزان پروتئین با استفاده از روش لوری و همکاران (23) انجام شد. براساس کیت شرکت زیستکم (ZiestChem Co., Tehran-Iran)، 50 میکرولیتر معرف با 30 میکرولیتر استاندارد (پروتئین سرم گاوی به غلظت 50 میلیگرم) و 50 میکرولیتر معرف با 30 میکرولیتر از هر نمونه جداگانه بهمدت 15 دقیقه انکوبه شد و جذب تحت 545 نانومتر قرائت شد. سپس جذب نمونه برجذب استاندارد تقسیم شده و در عدد 50 بهعنوان غلظت استاندارد ضرب شد (بر اساس دستورالعمل شرکت سازنده). مقدار حاصل بهعنوان میلیگرم پروتئین بر میلیلیتر در نظر گرفته شد.
آمادهسازی نمونهها برای تعیین فعالیت آنزیمهای گوارشی: آنزیمها پیش برنده واکنشهای شیمیایی و بیوشیمیایی مختلف در بدن موجودات زنده هستند و نقش بسیار مهمی در رشد و نمو و تولیدمثل دارند. به همین دلیل برای محاسبه فعالیت آنزیمها، همولنف حشرات مورد آزمایش با قطع یکی از پاهای کاذب شکمی در داخل اپندورف جمعآوری و سپس با محلول 1 درصد فنل تیو اوره مخلوط شد و در دمای 20- درجه سلسیوس تا قبل از شروع آزمایش نگهداری شد. همچنین دستگاه گوارش لاروهای سن پنجم، تشریح و در آب مقطر و بهصورت انفرادی در لوله اپندورف قرار داده شد و سپس تحت دمای 20- درجه نگهداری شدند. برای شروع آزمایشها ابتدا نمونهها با هموژنایزر دستی همگن شد و سپس تحت 13000 دور بر دقیقه به مدت 30 دقیقه در دمای 4 درجه سلسیوس سانتریفیوژ شدند. مایع رونشین بهعنوان منبع آنزیمی مورد استفاده قرارگرفت. برای آماده سازی جهت برآورد آنزیمهای گوارشی، ماده تهنشین سانتریفیوژ اول با ترایتون ایکس-100 (10 میلیگرم ترایتون ایکس- 100 به ازای هر میلیگرم پروتئین) به مدت 20 ساعت تحت دمای 4 درجه سلسیوس انکوبه شد و سپس در 10000 دور بر دقیقه به مدت 60 دقیقه و تحت دمای 4 درجه سلسیوس سانتریفیوژ شد و بهعنوان منبع آنزیمی مورد استفاده قرار گرفت (48).
تعیین فعالیت آلفا-آمیلاز: فعالیت آلفا-آمیلاز با استفاده از روش 3 و5 دینیتروسالیسیلیک اسید (DNS) و محلول نشاسته 1 درصد بهعنوان سوبسترا اندازهگیری شد (3). سی میکرولیتر از هر نمونه آنزیمی با 80 میکرولیتر بافر (اسیدیته 7، گلیسین، سوکسینات و 2-مورفولینو اتان سولفوریک اسید؛ 20 میلیمولار) و 50 میکرولیتر نشاسته بهمدت 30 دقیقه در دمای 35 درجه سلسیوس انکوبه شدند. واکنش با افزودن 100 میکرولیترDNS و حرارت دادن مخلوط واکنش بهمدت 10 دقیقه در آب جوش متوقف شده و جذب تحت طولموج 545 نانومتر قرائت شد. آزمایش در سه تکرار انجام شد و محلول استاندارد شامل مخلوط واکنش فاقد آنزیم بود.
تعیین فعالیت آلفا و بتا- گلوکوزیداز: برای تعیین فعالیت آلفا و بتا گلوکوزیداز از p-nitrophenyl- α-Dglucopyranoside (pNαG) بهعنوان سوبسترای آلفا- گلوکوزیداز و p-nitrophenyl-β-D-glucopyranoside (pNβG) بهعنوان سوبسترای بتا-گلوکوزیداز استفاده شد (38 و 43). برای این منظور، 20 میکرولیتر از نمونههای آنزیمی محلول و متصل به غشاء به مدت 10 دقیقه با 50 میکرولیتر بافر یونیورسال (اسیدیتهی 7) و 30 میکرولیتر سوبسترای آلفا و بتا- گلوکوزیداز بهطور جداگانه انکوبه شدند و جذب تحت طولموج 405 نانومتر قرائت شد. آزمایش در سه تکرار انجام شد و محلول استاندارد شامل مخلوط واکنش و فاقد آنزیم بود.
تعیین فعالیت تریآسیلگلیسرید- لیپاز: برای اندازهگیری فعالیت تریآسیلگلیسرید-لیپاز (TAG-Lipase) ،ابتدا بیست میکرولیتر از عصاره آنزیمی و 30 میکرولیتر پارانیتروفنیل بوتیرات p-nitrophenyl butyrate)) 27 میلیمولار (بهعنوان سوبسترا) با 50 میکرولیتر بافر یونیورسال (اسیدیته 7) ترکیب شده و بهمدت 7 دقیقه انکوبه شدند و جذب در 405 نانومتر خوانده شد (55).
تعیین فعالیت پروتئازهای اختصاصی
سرین پروتئینازها (اندوپپتیدازها): فعالیت پروتئینازهای تریپسین، کیموتریپسین و الاستاز بهعنوان سه زیرگروه از سرین پروتئینازها با استفاده از غلظت یک میلیمولار از BApNA (Nabenzoyl- L- arginine- p- nitroanilide)بهعنوان سوبسترای اختصاصی تریپسین،SAAPPpNA (N- succinyl- alanine- alanine- proline- phenylalanine- p- nitroanilide) بهعنوان سوبسترای اختصاصی کیموتریپسین وSAAApNA (N- succinyl- alanine- alanine- alanine- p- nitroanilide) بهعنوان سوبسترای اختصاصی الاستاز اندازهگیری شد. مخلوط واکنش شامل 80 میکرولیتر بافریونیورسال (اسیدیته 10)، 50 میکرولیتر از سوبستراهای ذکر شده و 30 میکرولیتر نمونه آنزیمی بود (31). مخلوط واکنش به مدت 10 دقیقه تحت 30 درجه سلسیوس انکوبه شده و در نهایت در طولموج 405 نانومتر قرائت شد.
تعیین فعالیت سایر آنزیمها
آنزیمهای حد واسط: این آزمایش یک آزمایش رنگسنجی با استفاده از 2،4-دینیتروفنیل هیدرازین به منظور تولید پیروات هیدرازین توسط ترکیب پیروات با 2،4-دینیتروفنیل پیروات میباشد (29 و 45). باتوجه به کیت تولید شده توسط کمپانی Biochem (تهران، ایران)، واکنشگر A برای آسپارتات آمینوترانسفراز (AST) و واکنشگر B برای آلانین آمینوترانسفراز (ALT) بهصورت جداگانه با واکنشگر D به مدت 5 دقیقه انکوبه شدند. سپس 10 میکرولیتر از محلول آنزیم به آن اضافه شده و به مدت 60 دقیقه انکوبه شد. در پایان واکنشگر C به آن اضافه شده و جذب در 340 نانومتر ثبت شد. فعالیت خاص این آنزیمها با توجه به محتویات پروتئین در نمونهها و طولموج جذبشده محاسبه شد.
جهت تعیین فعالیت آنزیم آلکالین فسفاتاز براساس هیدرولیز نیتروفنیل فسفات توسط آنزیم آلکالاین فسفاتاز و در نهایت تولید نیتروفنیل انجام و از (p-nitrophenylphosphate) بهعنوان سوبسترا استفاده شد. سپس انکوباسیون نمونه و سوبسترا در 37 درجه سلسیوس، تغییرات جذب نوری در طولموج 410 نانومتر با استفاده از اسپکتروفتومتر ثبت و با مقایسه تغییرات جذب نوری با منحنی استاندارد فعالیت سرمی آلکالین فسفاتاز تعیین شد. در مرحلهی بعد نمونهها به مدت 15 دقیقه در بن ماری تحت 37 درجه سلسیوس قرار داده شدند. میزان فعالیت آنزیم آلکالین فسفاتاز دوباره به روش فوق در اندازهگیری شد. تفاضل فعالیت آنزیمی در شرایط اولیه و پس از حرارت دادن، نشاندهنده فعالیت آنزیمی آلکالین فسفاتاز بود.
تعیین فعالیت گلوتاتیون ترانسفراز: برای اندازهگیری فعالیت گلوتاتیون ترانسفراز (GST)، بعد از قرار دادن نمونهی سانتریفیوژ شده، 20 میکرولیتر سوبسترای CDNB(1-chloro-2,4-dinitrobenzene) 20 میلیمولار و DCNB (1,2-Dichloro-4-nitrobenzene) 40 میلیمولار بهصورت جداگانه به میکروپلیت انتقال یافتند. سپس 10 میکرولیتر محلول آنزیمی به آن اضافه و جذب تحت طولموج 340 نانومتر در زمانهای مختلف قرائت شد (13).
تعیین فعالیت پراکسیداز: جهت تعیین فعالیت پراکسیداز (POX) 50 میکرولیتر از نمونه به 250 میکرولیتر بافر پیروگالو (05/0مولار پیروگالو در 1/0مولار بافر فسفات با pH 7 و 250 میکرولیتر آب اکسیژنه (H2O2) 1درصد) اضافه شده و جذب در هر 30 ثانیه به مدت 2 دقیقه تحت طولموج 430 نانومتر ثبت شد. فعالیت این آنزیم توسط ضریب خنثیسازی پیروگالو اکسیده شده اندازهگیری شد (1).
تجزیهوتحلیل آماری: کلیه دادههای به دست آمده تحت نرمافزار اکسل ثبت شد. برای آنالیز آماری دادهها از نرمافزار SPSS نسخه 21 استفاده شد. آنالیز واریانس با (ANOVA) انجام شد. همچنین برای مقایسه اختلاف بین میانگینها در سطح 05/0 از روش مقایسههای چندگانه Tukey استفاده شد.
نتایج
شاخصهای اقتصادی: کلیهی شاخصهای اقتصادی بهاستثناء تعداد کل پیله تولیدی در لاروهای تغذیه شده با رقم کاینز در بالاترین سطح نسبت به دیگر رقمها بود (جدول 1). وزنتر لاروهای سن پنجم به ترتیب دارای بالاترین مقدار در کاینز و کن موچی (957/1 و 91/1 گرم) (67/24 F=، 0001/0 P=، 3 = df) بودند. وزن خشک لاروی در سن پنجم به ترتیب دارای بالاترین مقدار در کاینز (446/0 گرم) و کن موچی (393/0 گرم) (19/10 F=، 004/0 P=، 3 dF=) نسبت به بقیه لاروهای تغذیه شده با دیگر رقمها بود. رقم کاینز بیشترین مقدار کل پیله تولیدی را از خود نشان داد (333/26) و بین رقمهای مختلف برگ توت فقط با رقم کنموچی (333/16) دارای تفاوت معنیدار بود (46/4 F=، 04/0 P=، 3 dF=). تعداد کل پیلههای خوب در رقم کنموچی (00/12) در مقایسه با سایر رقمها بهطور معنیداری کمتر گزارش شد (64/6 F=، 015/0 P=، 3 dF=). بالاترین تعداد پیلههای خوب با شفیره زنده به ترتیب روی کاینز و ایچی نویسه مشاهده شد (54/7 F=، 01/0 P=، 3 dF=) و کمترین تعداد پیله خوب با شفیره تلف شده روی رقم ایچینویسه مشاهده شد (16/0 F=، 92/0 P=، 3 dF=). لاروهای کرم ابریشم پرورش یافته روی رقم کاینز بالاترین وزن پیله خوب با شفیره نر را دارا بودند (139/1 گرم)، تفاوت معنیداری بین رقمهای کنموچی و ایچینویسه مشاهده نشد، ولی کلیه رقمهای غیرمحلی ازنظر این صفت در سطح بالاتری نسبت به رقم محلی قرارگرفتند (73/4 F=، 035/0 P=، 3 dF=). در همین راستا بالاترین وزن پیلههای خوب با شفیره ماده روی رقم کاینز دیده شد (299/1 گرم) (30/15 F=، 001/0 P=، 3 dF=). پایینترین وزن تعداد کل پیله در لاروهای تغذیه شده روی رقم کنموچی (013/18 گرم) بدست آمد (20/23 F=، 001/0 P=، 3 dF=). وزن متوسط یک پیله در لاروهای تغذیه شده به ترتیب روی رقم محلی و ایچینویسه کمتر بود (41/11 F=، 003/0 P=، 3 dF=). همچنین عملکرد پیله به ازای ده هزار لارو بیشترین تعداد را در لاروهای تغذیه شده روی کاینز نشان داد (12190 گرم) (41/11 F=، 003/0 P=، 3 dF=) (جدول 1).
جدول 1- شاخصهای بیولوژیکی و اقتصادی مختلف لارو ابریشم Bombyx mori هیبرید 103*104، تغذیه شده با رقمهای مختلف توت
شاخصهای اقتصادی |
رقمها |
|||
ایچینویسه |
کنموچی |
کاینز |
محلی |
|
وزنتر لارو سن پنجم (گرم) |
ab 055/0± 181/1 |
ab 085/0±91/1 |
a058/0± 957/1 |
b081/0± 603/1 |
وزن خشک لارو سن پنجم (گرم) |
c012/0± 305/0 |
ab008/0± 393/0 |
a018/0± 446/0 |
bc029/0± 352/0 |
تعداد کل پیله |
ab 844/3± 333/25 |
b881/0± 333/16 |
a202/1±333/26 |
ab333/1±333/24 |
تعداد کل پیله خوب |
a756/3±333/22 |
b527/1±000/12 |
a453/1±667/24 |
a882/0±333/22 |
تعداد پیله خوب با شفیره زنده |
a786/3±000/20 |
b577/0±000/9 |
a202/1±667/21 |
a202/1±333/19 |
تعداد پیله خوب با شفیره مرده |
a333/0±333/2 |
a000/1±000/3 |
a155/1±000/3 |
a577/0±000/3 |
وزن پیله خوب با شفیره نر (گرم) |
ab055/0±0617/1 |
ab0265/0±10/1 |
a0139/0±139/1 |
b075/0±995/0 |
وزن پیله خوب با شفیره ماده (گرم) |
a0186/0±2483/1 |
a0306/0±2583/1 |
a0348/0±2990/1 |
b0798/0±0607/1 |
وزن کل پیله (گرم) |
a34/2±594/27 |
b22/1±013/18 |
a13/2±876/28 |
ab823/0±284/25 |
میانگین وزن یک پیله (گرم) |
a0361/0±1550/1 |
a009/0±1792/1 |
a0241/0±2190/1 |
a0727/0±0278/1 |
عملکرد پیله برای 10000 لارو (گرم) |
a361±11550 |
a29±11792 |
a241±12190 |
b727±10278 |
وزن قشر پیله خوب با شفیره نر (گرم) |
ab008/0±224/0 |
a026/0±275/0 |
ab014/0±245/0 |
b 012/0± 204/0 |
وزن قشر پیله خوب با شفیره ماده (گرم) |
ab008/0±244/0 |
a009/0± 252/0 |
ab018/0±250/0 |
b009/0± 208/0 |
* در هر ردیف حروف غیر مشابه نشاندهنده معنیدار بودن آنها در سطح (05/0 < P) براساس آزمون مقایسههای چندگانه Tukey
شاخصهای تغذیهای: جدول 2 نشاندهنده شاخصهای تغذیهای لاروهای سن پنجم کرم ابریشم تغذیه شده روی ارقام ایچینویسه، کن موچی، کاینز و محلی میباشد. نتایج نشان داد که بالاترین سطح شاخصهای تغذیهای مانند کارایی تبدیل غذای هضم شده (ECD) (768/15) (06/16 F=، 001/0 P=، 3 dF=)، کارایی تبدیل غذای خورده شده (ECI) (643/9) (98/10 F=، 003/0 P=، 3 dF=)، نرخ رشد نسبی (RGR) (019/0) (33/10 F=، 004/0 P=، 3 dF=) و شاخص مصرف (CI) (195/0) (50/12 F=، 002/0 P=، 3 dF=) در لاروهای تغذیه شده روی رقم کاینز بیشتر از مابقی بود (جدول 2).
جدول 2- شاخصهای تغذیهای لارو ابریشم Bombyx mori هیبرید 103*104، تغذیه شده با رقمهای مختلف توت
رقمها شاخصهای تغذیهای |
|
|||
ایچینویسه |
کنموچی |
کاینز |
محلی |
|
کارایی تبدیل غذای هضم شده به بیوماس (ECD) |
b65/0±468/8 |
b711/0±121/11 |
a 676/0±768/15 |
a240/1±034/15 |
کارایی تبدیل غذای خورده شده به بیوماس(ECI) |
b45/0±525/5 |
ab48/0± 460/7 |
9/643±44/0a |
a69/0±450/8 |
درصد قابلیت هضم نسبی(AD) |
a717/0±216/65 |
a740 /0± 92/67 |
b584 /0±155/61 |
c489/0± 224/56 |
نرخ رشد نسبی(RGR) |
b001/0±008/0 |
ab001/0± 014/0 |
a002/0± 019/0 |
b002/0± 011/0 |
شاخص مصرف(CI) |
b005/0± 146/0 |
a005 /0± 19/0 |
a008/0± 195/0 |
b014/0± 134/0 |
* در هر ردیف حروف غیر مشابه نشاندهنده معنیدار بودن آنها در سطح (05/0 ≤ P) براساس آزمون مقایسههای چندگانه Tukey
بررسی بیوشیمیایی همولنف لاروها: نتایج نشان میدهد که محتوی پروتئین در لاروهای تغذیه شده روی رقم کاینز بهطور معنیداری بیشتر از دیگر گروهها بود (69/61 F=، 001/0 P=، 3 dF=). لاروهای تغذیه شده بر روی کاینز بالاترین مقدار گلوکز را در مقایسه با سایر ارقام نشان میدهند (61/56 F=، 001/0 P=، 3 dF=). تفاوت معنیداری در سطح تریگلیسرید در میان تیمارها وجود داشت و رقم محلی بالاترین مقدار را از خود نشان داد (25/22 F=، 001/0 P=، 3 dF=) (جدول 3).
فعالیت آنزیم لیپاز در لاروهای تغذیه شده روی کاینز (846/5) و کنموچی (711/5) به ترتیب در مقایسه با سایر رقمها بیشتر بودند (88/9 F=، 005/0 P=، 3 dF=). فعالیت آنزیم آلفا-گلوکوزیدار در لاروهای تغذیه شده روی کاینز (989/7) و کنموچی (552/7) بالاتر بود (61/34 F=، 001/0 P=، 3 dF=) فعالیت آنزیم آلفا-آمیلاز (03/78 F=، 001/0 P=، 3 dF=) و پروتئازهای اختصاصی شامل تریپسین، کیموتریپسین، الاستاز و آمینوپپتیداز در لاروهای تغذیه شده روی کاینز در مقایسه با سایر تیمارها بیشتر بود. اگرچه فعالیت آنزیم آسپارتات آمینوترانسفراز(AST) (156/0 واحد بر میلیگرم پروتئین) و آلانین آمینو ترانسفراز ((ALT) (117/0 واحد بر میلیگرم پروتئین) در لاروهای تغذیه شده روی رقم محلی بیشتر بود، همچنین آنزیم آلکالین فسفاتاز (109/0) در لاروهای تغذیه شده روی ایچی نویسه بالاترین مقدار را نشان دادند (00/15 F=، 0001/0 P=، 3 dF=). بالاترین مقدار آنزیم پراکسیداز در لاروهای تغذیه شده روی رقم کنموچی در مقایسه با سایر رقمها مشاهده شد (جدول 4).
جدول 3- میزان ذخایر انرژی لارو ابریشم Bombyx mori هیبرید 103*104، تغذیه شده با رقمهای مختلف توت
رقمها
شاخصهای بیوشیمیایی (mg/dl) |
|
|||
ایچینویسه |
کنموچی |
کاینز |
محلی |
|
پروتئین همولنف |
b187/0± 206/1 |
b096/0± 508/1 |
a154/0± 668/3 |
b156/0± 175/1 |
گلوکز همولنف |
b027/0± 122/1 |
b043/0± 123/1 |
a310/0± 469/3 |
b033/0± 034/1 |
تریگلیسرید همولنف |
ab001/0 ±020/0 |
c001/0±016/0 |
bc001/0±017/0 |
a001/0±023/0 |
* در هر ردیف حروف غیر مشابه نشاندهنده معنیدار بودن آنها در سطح (05/0 ≤ P) براساس آزمون مقایسههای چندگانه Tukey
جدول 4- فعالیت آنزیمهای خاص مختلف لارو ابریشم Bombyx mori هیبرید 103*104، تغذیه شده با رقمهای مختلف توت
رقمها آنزیمها (U/mg protein) |
|
||||||
ایچینویسه |
کنموچی |
کاینز |
محلی |
||||
لیپاز |
b307/0±612/4 |
a033/0±711/5 |
a134/0±846/5 |
ab099/0±383/5 |
|||
آلفا-گلوکوزیداز |
b339/0±548/6 |
a098/0±552/7 |
a113/0±989/7 |
C181/0±255/5 |
|||
بتا-گلوکوزیداز |
a196/0±993/7 |
b267/0±481/5 |
b226/0±344/4 |
b766/0±03/6 |
|||
آلفا-امیلاز |
c127/0±406/4 |
b063/0±042/5 |
a139/0±535/6 |
b047/0±055/5 |
|||
تریپسین |
b064/0±713/27 |
b710/0±65/27 |
a262/0±782/41 |
c816/0±591/22 |
|||
کیموتریپسین |
b593/0±469/9 |
bc055/0±381/8 |
a162/0±035/13 |
c198/0±696/7 |
|||
الاستاز |
b098/0±874/2 |
a334/0±232/5 |
a376/0±832/5 |
a094/0±950/4 |
|||
آمینوپپتیداز |
b351/0±556/6 |
b445/0±262/6 |
a818/0±854/9 |
b373/0±446/4 |
|||
آسپارتات آمینوترانسفراز |
b003/0± 119/0 |
b004/0± 110/0 |
b006/0± 109/0 |
a002/0± 156/0 |
|
||
آلانین آمینوترانسفراز |
b003/0± 072/0 |
a005/0± 113/0 |
c008/0± 040/0 |
a004/0± 117/0 |
|
||
آلکالین فسفاتاز |
a005/0±109/0 |
b006/0±078/0 |
b004/0±063/0 |
b005/0±076/0 |
|
||
گلوتاتیون-اس-ترانسفراز |
a19/0±28/1 |
a288/0±143/1 |
a0064/0±968/0 |
a03/0±94/0 |
|
||
پراکسیداز |
b026/0±153/0 |
a036/0±182/0 |
c041/0±132/0 |
d04/0±035/0 |
|
||
* در هر ردیف حروف غیر مشابه نشاندهنده معنیدار بودن آنها در سطح (05/0 ≤ P) براساس آزمون مقایسههای چندگانه Tukey
بحث و نتیجهگیری
گیاهان حاوی طیف وسیعی از عناصر غذایی برای رشد و نمو گیاهخواران بوده، اما مقدار این عناصر در بین گونه و رقمهای مختلف گیاهی متفاوت هستند (40). بنابراین این تغییرات تأثیر متفاوتی روی رشد، نمو و توانایی هضم این موجودات خواهد داشت (21).
دراین تحقیق کیفیت و کمیت چهار رقم برگ توت و تأثیر آنها در خصوصیات فیزیولوژیکی و بیولوژیکی کرم ابریشم مورد مطالعه قرارگرفت. محققین براین باورند که کاهش خصوصیات اقتصادی کرم ابریشم از پایین بودن ارزش تغذیهای برگهای توت مشتق میشود (2). تغذیه با برگهای مناسب توت موجب افزایش وزن و حجم غدد ابریشمی شد و در نتیجه موجب بالا رفتن تولید و کاهش ابتلا به بیماریها میشود (12). کیفیت تغذیهای برگهای توت روی افزایش وزن این حشرات تأثیر گذاشت و این تأثیر در شاخصهای اقتصادی نمایان میشود (7 و 18).
نیتروژن، فسفر و پتاسیم از عناصر تغذیهای مورد توجه در برگهای توت بوده و کمبود عنصر فسفر تأثیر نامناسبی در جذب سایر عناصر غذایی برگ توت میگذارد که موجب بروز تأثیر نامناسبی روی کرم ابریشم میشود (36). نیتروژن هم که یکی از عناصر مهم در تغذیه کرم ابریشم میباشد، باعث تولید ابریشم با کیفیت بیشتر میشود و مقدار این عنصر رابطه مستقیم با افزایش و کاهش کیفیت و کمیت پیله تولیدی میشود (55). رطوبت برگهای توت یک عامل بسیار مؤثر در نتایج اقتصادی کرم ابریشم میباشد (17). به نظر میرسد که پروتئین عنصر بسیار مهمی در رشد و نمو و تولید کرم ابریشم میباشد (15 و 25) و این نظرها توسط محققین بسیاری نیز تأیید شده است (4، 24 و 49). برگهای توت منبع بسیار مهمی از پروتئین و اسیدهای آمینه هستند. بنابراین رابطه مستقیم بین پروتئین برگ و وزن پیله تولیدی دارد (21). گزارش شده است که میزان ازت و رطوبت برگ توت، رابطه مستقیم با کمیت و کیفیت پیله استحصالی دارد (14) دراین مطالعه رقم کاینز بالاترین مقدار ازت و رطوبت در مقایسه با سایر رقمها بوده و ممکن است این شاخص باعث افزایش خصوصیات اقتصادی کرم ابریشم مانند وزنتر لارو، وزن خشک لارو، تعداد کل پیله تولیدی، تعداد پیله خوب، وزن انفرادی و کلی پیله تولیدی و همچنین محصول پیله تولیدی شود (41).
کیفیت غذا روی نرخ رشد، نرخ مصرف و زمان رشد لاروی حشرات گیاهخوار مؤثر است (22). کارایی مصرف مناسب غذایی کرم ابریشم بهعنوان ابزاری برای ارزیابی کیفیت ارقام مختلف برگ توت، بسیار حائز اهمیت است (39). مطالعه کارایی تغذیهای همه نژادهای کرم ابریشم دو خواب نشاندهنده تفاوت نیازهای تغذیهای در زمان پرورش این حشره روی رقمهای مختلف برگ توت بود (20). نتایج تحقیق حاضر نشان دادند که شاخصهایECI، ECD، RGR و CI بهصورت معنیداری در لاروهای تغذیه شده روی رقم کاینز بالاتر از سایر تیمارها بود. ECD و ECI شاخصهایی هستند که ارتباط بین کیفیت تغذیه و کارایی تبدیل عناصر غذایی به ابریشم را نشان میدهند (22). در مطالعه حاضر، شاخصهای ECD و ECI در لاروهای تغذیه شده روی رقم کاینز بیشتر بودند و این نشاندهنده کیفیت بالای عناصر غذایی و کارایی بالای تبدیل آن به ابریشم در مقایسه با سایر برگها میباشد. یکی از مهمترین عوامل تولید ابریشم و کیفیت ابریشم تغذیه از برگ توت مناسب میباشد. مطالعات نشان میدهند که تغذیه از برگهای توت با کیفیت پایین موجب کاهش رشد لاروها و افزایش طول دوره لاروی، کاهش باروری و کاهش کمیت و کیفیت ابریشم تولیدی (37) و کاهش تبدیل متابولیک مواد غذایی به ابریشم میشود (22، 32 و 33). رحمتلا و همکاران (38) ذکر کردند که ارتباط بین رقمهای توت و شاخصهای تغذیهای مانند ECD و ECI وجود دارد. نتایج حاضر نشان داد که رقم کاینز دارای بالاترین سطح در محتویات تغذیهای و پروتئین بود که این موضوع باتوجه به پروتئین همولنف لاروهای تغذیه شده روی این رقم که در سطح بالاتری نسبت به سایر تیمارها بود، ثابت میشود. تأثیر کیفیت برگ در کارایی تغذیهای و محتویات بیوشیمیایی لاروهای T. viridana هم گزارش شده است (52) همچنین نتایج کاهش کیفیت برگ به دلیل ایجاد تنش ناشی از ترکیبات سمی منجر به کاهش معنیدار شاخصهای تغذیه میشود، باوجود افزایش در میزان هضمیت نسبی (27).
مطالعات بسیاری نشان میدهد که تغذیه سبب افزایش فعالیت آنزیمهای گوارشی میشود (8). در تحقیق حاضر نیز فعالیت آنزیمهای مختلفی مانند لیپاز، آلفا-گلوکوزیداز، بتا-گلوکوزیداز، آلفا-آمیلاز، تریپسین، کیموتریپسین، آمینوپپتیداز، آسپارتات امینوترانسفراز و آلانین آمینو ترانسفراز و الاستاز و گلوتاتیون اس-ترانسفرازاندازهگیری شد که آنزیمهای لیپاز (134/0±846/5)، آلفا-گلوکوزیداز (113/0±989/7)، آلفا-آمیلاز (139/0±535/6)، تریپسین (262/0±782/41)، کیموتریپسین (162/0±035/13)، آمینوپپتیداز (818/0±854/9) و الاستاز (376/0±832/5) در لاروهای تغذیه شده بروی رقم کاینز بیشتر از سایر رقمها بود. این نتایج با بسیاری از تحقیقات انجام شده در این زمینه همخوانی دارد (4، 21، 45 و 49).
سلولهای بدن جانوران با استفاده از آنتیاکسیدانها خود را در مقابل صدمات ناشی از اکسیژنهای آزاد در امان نگه میدارند. آنتیاکسیدانها میتوانند موجب کاهش پراکسیداسیون لیپیدها شوند. سامانههای دفاعی آنتیاکسیدانی حشرات شامل بعضی آنزیمها مانند کاتالاز، گلوتاتیون اس-ترانسفراز، پراکسیداز و غیره میباشند. این آنزیمها بهطور معمول زمانی تولید میشوند که حشرات در شرایط تنش قرارگرفته و یا در معرض مواد شیمیایی و موارد بیماریزا باشند که این شرایط باعث تولید رادیکالهای آزاد اکسیژن (ROSs) شده که برای حشرات کشنده میباشند. به همین دلیل از این آنزیمها میتوان بهعنوان نشانگر زیستی استفاده کرد. برای مثال آنزیم گلوتاتیون اس-ترانسفراز پراکسید هیدروژن را از سلولها حذف و به همین دلیل بهعنوان یک آنزیم آنتیاکسیدان شناخته میشود (47). در این مطالعه کاهش فعالیت آنزیمهای گلوتاتیون اس-ترانسفراز (0064/0±968/0) و پراکسیداز (041/0±132/0) در لاروهای تغذیهکرده از رقم کاینز نشاندهنده این نکته است که این لاروها در مقایسه با سایر تیمارها، تحت تنش کمتری قرارگرفتهاند و در نتیجه رقم کاینز، مطلوبیت غذایی بالاتری برای کرم ابریشم داشته و این حشره سازگاری بیشتری با این رقم در مقایسه با سایر ارقام توت دارد. بهطورکلی نتایج تحقیق حاضر مؤید و تائید کننده تحقیقات سایر محققین در تأثیر کیفیت تغذیه در پرورش کرم ابریشم است. تبدیل مواد شیمیایی موجود در برگها به مواد مورد نیاز و مواد تولیدی توسط کرم ابریشم در این صنعت بسیار حائز اهمیت است و در نتیجه رقم کاینز حائز بیشترین شاخصهای مورد نظر برای تولید محصول پیله و ابریشم است.
سپاسگزاری
نویسندگان و محققین این مطالعه از مرکز تحقیقات ابریشم کشور، پسیخان، رشت و همچنین گروه گیاهپزشکی دانشگاه گیلان به ترتیب به دلیل فراهم آوری مراحل پرورش کرم ابریشم و تسهیلات آزمایشگاهی کمال تشکر و قدردانی را دارند. همچنین نقش به سزای مهندس یوسف خیرخواه رحیمآباد مسئول بخش تحقیقات کرم ابریشم در مرکز تحقیقات ابریشم کشور و تلاشهای ایشان در انجام این تحقیق بسیار ارزنده بوده و کمال تشکر و قدردانی از ایشان انجام میشود.