木薯叶饲料影响蓖麻蚕发育的生理生化及蛋白质组学研究

摘要

木薯(Manihot esculenta Crantz)是大戟科(Euphorbiaceae)木薯属(Manihot Miller)作物，原产于热带美洲巴西与哥伦比亚干湿交替的河谷地带，是重要的粮食作物。世界上有近8亿人口以木薯为生，60％以上的木薯被用作人类食物。而木薯叶片、茎秆等没有得到充分利用，如何高效利用木薯叶片，提高木薯价值链是木薯产业需要考虑的问题之一。本文以木薯叶饲养蓖麻蚕(Philosamia cynthia ricini Donovan)作为提高木薯副产品综合利用的突破口，利用生理生化和蛋白质组学方法，分析野生木薯M. cecropiaefolia、栽培木薯华南9号(SC9)和糖木薯(CAS36-0)叶片营养成分，测定木薯叶片饲养的蓖麻蚕生长发育情况，对M. cecropiaefolia、SC9和CAS36-0叶片饲养的蓖麻蚕体液进行比较蛋白质组学研究，以探索取食不同木薯种质叶片与蓖麻蚕生长发育的关系。
　　本研究主要内容包括：⑴不同基因型木薯叶片营养成分差别较大。3种基因型木薯叶片中，SC9叶片粗脂肪含量及钙镁含量最高，而粗蛋白含量、可溶性糖含量、淀粉含量、类胡萝卜素含量及氢氰酸含量最低；野生木薯M. cecropiaefolia叶片粗蛋白含量、类胡萝卜素含量、可溶性糖含量及钾含量最高，粗脂肪含量最低；而糖木薯CAS36-0叶片氢氰酸含量、淀粉含量最高，钙镁含量最低。⑵不同基因型木薯叶片饲养的蓖麻蚕生长发育差别较大。3种基因型木薯叶片饲养的蓖麻蚕中，蓖麻蚕取食SC9叶片最多，生长发育最快，虫体重量最大；取食CAS36-0叶片最少，生长发育最慢，蚕虫体最轻；而野生木薯M. cecropiaefolia叶片饲养的蓖麻蚕介于两者之间。⑶以野生木薯M. cecropiaefolia叶片饲养的蓖麻蚕为对照，提取SC9叶片饲养的蓖麻蚕体液蛋白质，利用双向电泳分离和Delta2D软件分析获得21个重复性较好且差异表达水平在2.0倍以上的蛋白质点；其中12个蛋白质点上调表达，9个蛋白质点下调表达。经过质谱分析和NCBI数据库成功鉴定到19个差异蛋白质，其中11个蛋白质上调表达，其功能涉及到碳代谢与能量代谢、细胞防御、物质运输、氨基酸代谢、信号转导、分子伴侣和细胞骨架蛋白等；8个下调表达的蛋白质主要参与细胞防御、物质运输、信号转导等。⑷以野生木薯M. cecropiaefolia叶片饲养的蓖麻蚕为对照，提取CAS36-0叶片饲养的蓖麻蚕体液蛋白质，利用双向电泳分离和Delta2D软件分析获得21个重复性较好且差异表达水平在2.0倍以上的蛋白质点；其中18个蛋白质点上调表达，3个蛋白质点下调表达。经过质谱分析和NCBI数据库成功鉴定到20个差异蛋白质，其中17个蛋白质上调表达，其功能涉及到碳代谢与能量代谢、细胞防御、抗菌、保护性免疫反应、消化、蛋白质合成、细胞生长调节、信号转导、分子伴侣、保幼激素生物合成和细胞骨架蛋白等；3个下调表达的蛋白质主要参与碳代谢与能量代谢、过敏反应和信号转导。⑸以野生木薯M. cecropiaefolia叶片饲养的蓖麻蚕为对照，分析SC9和CAS36-0叶片饲养的蓖麻蚕体液的差异蛋白质，发现有6个相同的差异表达蛋白质，其功能主要涉及到细胞防御、信号转导、细胞骨架等。

目录

声明

第一章 文献综述

1 木薯叶片利用现状

1.1 前言

1.2 木薯叶片营养价值

1.3 木薯叶片利用

2 木薯叶片饲养蓖麻蚕研究进展

2.1 蓖麻蚕发展概况

2.2 木薯蚕生产的优势

2.3 木薯蚕综合利用现状

3 蛋白质组学

3.1 蛋白质组学概述

3.2 蛋白质组学主要研究内容

3.3 蛋白质组学研究的方法和技术

4 本研究的目的和意义

第二章 试验材料与方法

1 实验材料与木薯叶养蚕设计

2 主要化学试剂

3 主要仪器设备

4 方法

4.1 木薯叶片营养成分测定

4.2 蛋白质组研究

4.3 统计分析

第三章 结果与分析

1 3个基因型木薯叶片营养成分含量差异分析

1.1 3个基因型木薯叶片粗脂肪含量差异分析

1.2 3个基因型木薯叶片淀粉含量差异分析

1.3 3个基因型木薯叶片粗蛋白含量差异分析

1.4 3个基因型木薯叶片类胡萝卜素含量差异分析

1.5 3个基因型木薯叶片可溶性糖含量差异分析

1.6 3个基因型木薯叶片氢氰酸含量差异分析

1.7 3个基因型木薯叶片矿质元素钾钙镁含量差异分析

1.8 叶片生理生化指标的相关性分析

1.9 叶片生理生化指标的主成分分析

2 3个基因型木薯叶片饲养的蓖麻蚕生长过程差异分析

2.1 蓖麻蚕生长过程中的体重变化

2.2 蓖麻蚕生长过程中日摄入叶片量的变化

2.3 蓖麻蚕生长过程中的长度变化

2.4 蓖麻蚕在生命周期中的体重变化

2.5 3个基因型木薯叶片饲养的蓖麻蚕在生命周期的各个时期体重差异分析

3 蓖麻蚕体液蛋白双向电泳结果分析

3.1 体液蛋白提取条件的初步优化

3.2 等电聚焦IEF中IPG胶条的筛选

3.3双向电泳中上样量的选择

3.4 SC9与野生木薯M. cecropiaefolia叶片饲养的蓖麻蚕体液差异蛋白质表达分析

3.5 CAS36~0与野生木薯M. cecropiaefolia叶片饲养的蓖麻蚕体液差异蛋白质表达分析

3.6 3种基因型木薯叶片饲养的蓖麻蚕体液相同差异蛋白质表达分析

第四章 讨论与展望

13种基因型木薯叶片饲料对蓖麻蚕生长发育的影响

2 蓖麻蚕体液差异蛋白质组学分析

2.1 SC9与野生木薯M. cecropiaefolia叶片饲养的蓖麻蚕体液差异蛋白质表达分析

2.2 CAS36~0与野生木薯M. cecropiaefolia叶片饲养的蓖麻蚕体液差异蛋白质表达分析

2.3 3种基因型木薯叶片饲养的蓖麻蚕体液相同差异蛋白质表达分析

3 展望

参考文献

致谢