食用昆蟲被認(rèn)為是一種有前途的營養(yǎng)、可持續(xù)的蛋白質(zhì)飼料來源。研究了黑水虻飼糧對日本鵪鶉的生長性能、熱應(yīng)激反應(yīng)和熱休克蛋白(HSP70)基因表達(dá)的影響。實(shí)驗(yàn)包括3種不同飼糧：100%豆粕(飼糧A)、50%大豆+ 50%黑水虻飼糧(飼糧B)和100%黑水虻飼糧(飼糧C)。結(jié)果表明：飼喂飼糧B和C的鵪鶉的總活體體重、胴體相對重量、心臟、肝臟、脾臟、法氏囊、小腸和性器官均顯著增加。飼糧處理與熱應(yīng)激的交互作用對飼糧A組的活重、胴體相對重量和各器官的測量值均有顯著的影響，而飼糧B和飼糧C組對其性狀無影響或影響最小。飼糧A組的HSP70基因在熱應(yīng)激情況下表達(dá)量為13.215，而B組其表達(dá)量為8.487，C組為3.203。我們的研究結(jié)果表明，作為鵪鶉飼料，黑水虻蟲餐在提高鵪鶉生長性能和對抗熱應(yīng)激暴露對鵪鶉生長的負(fù)面影響方面具有有益的作用。

食用昆蟲作為畜牧養(yǎng)殖業(yè)飼料蛋白質(zhì)的替代來源具有很大的潛力。它們能夠在對土地、水和能源資源的壓力有限的情況下，將有機(jī)殘留物等低成本材料轉(zhuǎn)化為飼料產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)原料。此外，預(yù)計(jì)到2020-2022年，將有一些昆蟲物種被批準(zhǔn)作為歐洲家禽業(yè)的蛋白質(zhì)來源。因此，使用食用昆蟲作為替代大豆的動物飼料可能成為區(qū)域性和可持續(xù)的牲畜飼料供應(yīng)方式，并可能防止未來為種植大豆而進(jìn)一步砍伐雨林。誠然，豆粕是畜禽飼料中最受歡迎的植物蛋白補(bǔ)充來源，占家禽飼料中所有蛋白質(zhì)來源的近85%。然而，大多數(shù)國家依賴大豆進(jìn)口，使得潛在風(fēng)險很高，且飼料成本不斷增加。因此，食用昆蟲作為替代蛋白質(zhì)來源保證了動物的持續(xù)生產(chǎn)，并有可能成為降低定量飼料成本的有價值的工具。如今，作為家禽飼料中的蛋白質(zhì)來源，黑水虻和黃粉蟲可以用作商業(yè)化生產(chǎn)。此外，最近的研究還評估了昆蟲粉作為另一種昆蟲飼料的潛在價值，因?yàn)樗鼈兩芷诙蹋梢允褂玫统杀静牧献鳛轱暳匣|(zhì)進(jìn)行大規(guī)模飼養(yǎng)。此外，其營養(yǎng)成分也很高。熱休克蛋白(HSPs)在各種類型的脅迫(如食物剝奪、細(xì)菌感染和溫度脅迫)中發(fā)揮分子生物標(biāo)志物的作用。在所有熱休克蛋白中，熱休克蛋白70 (Heat-shock protein 70, HSP70)參與細(xì)胞因子分泌和蛋白合成、折疊、運(yùn)輸和降解，在內(nèi)穩(wěn)態(tài)和免疫應(yīng)答中發(fā)揮關(guān)鍵作用。有研究表明，HSP70基因在不同應(yīng)激源(如食物限制、殺蟲劑、重金屬和溫度脅迫)下的表達(dá)是不同的。到目前為止，還沒有關(guān)于使用昆蟲飼料成分對家禽HSP70基因序列和/或表達(dá)的潛在影響的研究。因此，本研究對飼喂不同飼料的日本鵪鶉的HSP70基因進(jìn)行了研究，旨在研究使用黑水虻部分或全部替代豆粕對鵪鶉生長性能和HSP70基因表達(dá)的影響。

黑水虻成蟲(Hermetia illucens)飼養(yǎng)條件為24±2℃，相對濕度65±5%，飼料含3:1蔗糖:酵母水解物。每天收集產(chǎn)卵。以含28%麥麩、7%酵母、13%糖、0.3%苯甲酸鈉、1.5% HCl和50.20%水的飼料飼養(yǎng)黑水虻幼蟲16天后，收集蟲蛹磨粉并在40°C烘干的24 h。由此產(chǎn)生的黑水虻蟲粉使用輻照進(jìn)行衛(wèi)生處理，于室溫保存。

以10日齡日本鵪鶉為試驗(yàn)對象。選取平均體重46的日本鵪鶉雛鳥300只，隨機(jī)分為3組(每組100只，每組一種飲食)。飼養(yǎng)舍配有喂食器和自動飲水器，第1周溫度控制在35?C，之后保持28±2?C，直到實(shí)驗(yàn)結(jié)束。相對濕度50±5%，光照時間14 L: 10 D小時。實(shí)驗(yàn)最后一周，每組隨機(jī)選取20只，編號，連續(xù)7天暴露在40±2°C環(huán)境中8 h(上午9:00 - 16:00)，其余時間生活在28±2°C環(huán)境中。

使用三種等熱等氮飼料進(jìn)行飼喂。在A組中，鵪鶉飼喂以黃玉米和豆粕為基礎(chǔ)的對照飼糧。B組將50%的豆粕蛋白替換為黑水虻蟲蛹粉。C組將100%的豆粕蛋白替換為黑水虻。根據(jù)NRC(1994)，所有飼糧的配制均滿足日本鵪鶉的營養(yǎng)需求。飼養(yǎng)試驗(yàn)共6周。在整個試驗(yàn)期間，飼料和水都是自由供應(yīng)的。對照和試驗(yàn)飼糧化學(xué)成分計(jì)算結(jié)果見表1。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用完全隨機(jī)使用SAS進(jìn)行ANOVA分析。平均值之間的差異使用Duncan’s multiple range tests評估。統(tǒng)計(jì)模型為：Yijk =μ+ Oi + Dj + Ag + ODij + ODAijg + eijk，其中Yijk =觀察均值；μ =總體平均值；Oi =不同飼料的效果；Dj =熱脅迫的影響；Ag = 性別的影響；ODij =飼糧處理與熱應(yīng)激的交互作用；ODAijg=膳食治療與熱應(yīng)激與性別的交互作用;eijk =模型的殘留誤差。

1，豆粕和黑水虻的營養(yǎng)成分分析

豆粕和黑水虻的組成及品質(zhì)差異見表3。黑水虻的代謝能、總蛋白質(zhì)、總脂肪、纖維、鈣和磷含量顯著高于豆粕，碳水化合物含量(4.9%)遠(yuǎn)低于豆粕(28.51%)。其蛋氨酸含量是豆粕的2倍，賴氨酸含量與豆粕相當(dāng)。從營養(yǎng)價值上看，黑水虻作為飼料原料優(yōu)于豆粕。與(脫脂)豆粕相比，黑水虻中25.3%的高脂含量有利于作為飼料的能量來源或提供必需脂肪酸。

2，日本鵪鶉的生長和胴體特征

表4總結(jié)了黑水虻飼料和熱應(yīng)激對雌雄日本鵪鶉雛鳥生長和胴體性狀的影響。與對照飼料A相比，添加了黑水虻蟲粉的飼糧B和飼糧C和熱應(yīng)激都可顯著提高日本鵪鶉的總活重、胴體、心臟、肝臟、脾臟、法氏囊、小腸和性器官的相對重量(P < 0.001)。飲食和熱應(yīng)激的相互作用顯著影響了(P < 0.001)飼糧A組的活重、胴體和器官相對重量，而其他組沒有影響或影響極小。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明，性別對活重、胴體、心臟和肝臟的相對重量有顯著的影響。性別與飼糧處理或熱應(yīng)激的交互作用顯著(P < 0.001)影響了活重、胴體相對重量和除肝臟(P < 0.18)和脾臟(P < 0.37)外的其他各器官的相對重量。性別、飼糧處理和熱應(yīng)激的交互作用對鵪鶉活重、胴體、胃、小腸和肝臟的相對重量均有顯著影響(P < 0.001)，其對砂囊(P < 0.12)、心臟(P < 0.37)、脾臟(P < 0.36)和法氏囊(P < 0.95)的相對重量則無顯著影響。

3，飼糧和熱應(yīng)激對基因表達(dá)的影響

本研究觀察了飲食和熱應(yīng)激暴露之間的相互作用。在高溫條件下，飼喂0%黑水虻蟲粉的對照組A的HSP70基因表達(dá)量與飼喂50%黑水虻蟲粉的B組和飼喂黑水虻蟲粉的C組相比顯著升高。此外，飼糧B組肌肉中HSP70基因表達(dá)水平高于飼糧C組。對照飼糧A組經(jīng)熱應(yīng)激后HSP70基因表達(dá)為13.215。而飼糧B組基因表達(dá)量為8.487，C組為3.203，見表(5)。

結(jié)論：

黑水虻具有營養(yǎng)成分高、生命周期短、易于大規(guī)模生產(chǎn)、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可成功地作為家禽飼料使用。從營養(yǎng)學(xué)的角度，通過對黑水虻蟲粉和豆粕營養(yǎng)成分的比較，發(fā)現(xiàn)黑水虻蟲粉的營養(yǎng)價值高于豆粕。在日本鵪鶉飼糧試驗(yàn)中，與飼喂豆粕的對照組相比，黑水虻飼糧可以成功改善日本鵪鶉的體重和胴體特征。

在飼糧中使用黑水虻分別替換50%和100% 豆粕時，日本鵪鶉肉的HSP70基因表達(dá)量有明顯變化。其中，對照組的表達(dá)量高于黑水虻飼料組。此外，我們也觀察了熱應(yīng)激和飲食之間的相互作用。結(jié)果表明，與對照組相比，添加黑水虻蟲粉顯著增加了熱應(yīng)激鵪鶉的攝食量，降低了熱應(yīng)激鵪鶉肌肉組織中HSP70基因的表達(dá)。由此可見，利用HSP70基因表達(dá)量作為指標(biāo)，黑水虻蟲餐可作為緩解日本鵪鶉熱應(yīng)激的營養(yǎng)途徑。

Mohammed A El-Sayed, M.H Hatab, N. S Ibrahim, H.AEM Assi, H. M Saleh, W.AA Sayed, B.A Rumpold, 

Comparative Study Of Growth And HSP70 Gene Expression In Japanese Quails Fed Different Levels Of Black Solder Fly, Hermetia Illucens, https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-1347627/v1