Beauvericin纳米壳聚糖制剂对家蚕（Bombyx mori L）某些经济性状和生理特性的影响

《Journal of Neuroradiology》：Side-effects of Beauvericin Nano-Chitosan formulation on some economic and physiological characteristics of Bombyx mori L

该研究评估了纳米化贝伐菌素（LC50浓度）对家蚕（Bombyx mori）营养代谢、消化酶活性及抗氧化酶系统的影响，并探讨了其对蚕茧经济指标的作用。结果显示，纳米贝伐菌素显著降低家蚕相对生长率（RGR）、相对摄食率（RCR）及蛹和蚕茧重量，但对蚕茧壳重量无显著影响。消化酶中，α-淀粉酶、α-和β-葡萄糖苷酶、胰蛋白酶、弹性蛋白酶活性显著下降，而脂酶和氨基肽酶活性未受显著抑制。抗氧化酶系统（除超氧化物歧化酶外）活性显著上调，丙二醛含量增加，表明纳米贝伐菌素通过诱导氧化应激影响家蚕生理机制。研究建议在桑园喷洒前需评估纳米制剂对家蚕丝质及环境的影响。

　　贝勒维辛（Beauvericin, BEA）是一种由贝氏霉（*Beauveria bassiana*）和镰刀菌属（*Fusarium* spp.）等真菌产生的环状六元 depsipeptide 类型的霉菌毒素。这种毒素因其广泛的生物活性，如杀虫、抗菌、抗病毒和细胞毒性，被认为在特定领域具有潜在的应用价值，例如作为杀虫剂或药物成分。尽管 BEA 主要用于控制害虫，但其在食物中的存在也引发了对食品安全的关注，因为其浓度可能在谷物、坚果和咖啡等农产品中达到从几微克/千克到数百毫克/千克的水平。本研究旨在评估 BEA 的纳米制剂是否会对家蚕（*Bombyx mori*）的生理机制和经济特性产生影响，特别是在其用于防治桑蚕食害虫（如桑蚕蛾 *Glyphodes pyloalis*）之后，是否会对家蚕造成不利影响。

### 生理机制与经济特性的影响

本研究的实验结果显示，使用 BEA 纳米制剂处理桑叶后，家蚕幼虫的营养指标出现了显著下降，除了近似消化率（AD）未见明显变化。具体来说，食物转化效率（ECI 和 ECD）以及相对摄食率（RCR）和相对生长率（RGR）均显著降低，表明 BEA 纳米制剂可能干扰了家蚕对食物的消化和利用能力。然而，近似消化率（AD）保持不变，这说明家蚕在摄食量上并未受到显著影响，但其消化效率却有所下降。

在消化酶活性方面，研究发现 BEA 纳米制剂显著抑制了 α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶和羧肽酶的活性，但对脂肪酶和氨基肽酶的活性影响不显著。这一现象可能与 BEA 的分子结构有关，其具有自由电子，可以与亲电化合物发生反应，从而影响酶的活性。然而，脂肪酶和氨基肽酶的活性未见明显变化，可能是因为它们的结构或作用机制对 BEA 的影响相对较小。

此外，BEA 纳米制剂显著提高了家蚕体内抗氧化酶的活性，如过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POX）和抗坏血酸过氧化物酶（APOX），但对超氧化物歧化酶（SOD）的活性没有显著影响。同时，丙二醛（MDA）的浓度也显著增加，MDA 是脂质过氧化的产物，表明 BEA 的处理可能引发了细胞内的氧化应激反应。这种氧化应激可能与 BEA 诱导的细胞凋亡有关，其通过干扰细胞内的离子组成，导致自由基的生成，进而影响细胞的正常功能。

在经济特性方面，研究发现 BEA 纳米制剂显著降低了家蚕幼虫、蛹和蚕茧的重量，但对蚕茧壳的重量没有明显影响。这一结果表明，虽然 BEA 可能对家蚕的生长和发育产生负面影响，但其对蚕茧壳的形成或质量没有直接的损害。因此，BEA 纳米制剂在控制桑蚕食害虫的同时，可能不会显著影响蚕茧的生产质量，这为 BEA 在农业上的应用提供了一定的依据。

### 研究背景与意义

近年来，桑蚕食害虫（如桑蚕蛾）在桑树种植园中频繁爆发，给桑蚕养殖带来了严重挑战，不仅影响了桑叶的可用性，还可能传播一些病毒性疾病。因此，化学杀虫剂的使用变得普遍，但这些化学物质可能对环境和家蚕健康产生负面影响，如残留污染和对非目标生物的毒性。例如，研究发现某些杀虫剂在喷洒后会对家蚕造成严重的毒性反应，导致其死亡率显著上升，影响蚕茧的产量和质量。

在这种背景下，利用生物源的杀虫剂，如真菌及其代谢产物，成为一种更为环保和可持续的选择。贝氏霉是一种重要的昆虫病原真菌，其产生的 BEA 作为一种天然毒素，具有良好的杀虫效果。然而，由于桑叶是家蚕的主要食物来源，其在桑树种植园中的使用必须考虑到对家蚕的潜在影响。因此，本研究不仅评估了 BEA 纳米制剂对桑蚕食害虫的控制效果，还进一步探讨了其对家蚕的生理和经济特性的影响，以确保其在实际应用中的安全性和有效性。

### 实验方法与过程

为了评估 BEA 纳米制剂对家蚕的影响，研究人员首先从贝氏霉的本土菌株中提取 BEA，并通过高效液相色谱（HPLC）进行纯化。随后，将 BEA 与壳聚糖进行纳米封装，以提高其稳定性和生物利用度。实验中，家蚕幼虫被喂食经过 BEA 纳米制剂处理的桑叶，观察其生理和经济特性的变化。

在实验设计中，研究人员使用了 LC50 浓度的 BEA 纳米制剂，以确保其对桑蚕食害虫的有效性。同时，为了评估对家蚕的影响，实验组和对照组均采用了相同的实验条件，包括温度、湿度和光照周期。实验过程中，研究人员记录了家蚕幼虫的体重、粪便重量、桑叶的重量变化等营养指标，并通过一系列的酶活性测定，评估了消化酶的活性变化。

此外，研究还关注了抗氧化酶的活性变化，以了解 BEA 纳米制剂是否会对家蚕的抗氧化系统产生影响。实验结果显示，除了 SOD 外，其他抗氧化酶的活性均显著增加，这可能与 BEA 诱导的氧化应激有关。同时，MDA 浓度的增加进一步支持了这一结论，表明 BEA 的处理可能引发了细胞内的脂质过氧化反应。

### 研究结果与分析

实验结果表明，BEA 纳米制剂对家蚕的营养指标和消化酶活性产生了显著影响，但对某些指标如近似消化率和脂肪酶活性的影响不显著。这一现象可能与 BEA 的分子结构及其作用机制有关。BEA 作为一种具有自由电子的分子，能够与亲电化合物发生反应，从而影响酶的活性。然而，脂肪酶和氨基肽酶的活性未见明显变化，可能是因为它们的结构或作用机制对 BEA 的影响相对较小。

在经济特性方面，BEA 纳米制剂显著降低了家蚕幼虫、蛹和蚕茧的重量，但对蚕茧壳的重量没有明显影响。这一结果表明，虽然 BEA 可能对家蚕的生长和发育产生负面影响，但其对蚕茧壳的形成或质量没有直接的损害。因此，BEA 纳米制剂在控制桑蚕食害虫的同时，可能不会显著影响蚕茧的生产质量，这为 BEA 在农业上的应用提供了一定的依据。

### 研究意义与展望

本研究的结果不仅为 BEA 纳米制剂在防治桑蚕食害虫中的应用提供了科学依据，还进一步探讨了其对家蚕的潜在影响。通过评估 BEA 纳米制剂对家蚕的生理和经济特性的影响，研究人员希望为未来的农业实践提供更全面的指导，确保其在实际应用中的安全性和有效性。

此外，本研究还强调了在使用 BEA 纳米制剂时，需要考虑其对环境和家蚕的潜在影响。尽管 BEA 在控制害虫方面表现出良好的效果，但其在桑叶上的残留可能会对家蚕造成一定的风险。因此，研究建议在喷洒 BEA 纳米制剂后，应设置合理的间隔期，以确保桑叶在被家蚕利用之前已经充分降解，从而减少对家蚕的潜在影响。

总的来说，本研究为 BEA 纳米制剂在农业中的应用提供了重要的数据支持，同时也指出了其在实际应用中需要注意的问题。未来的研究可以进一步探讨 BEA 纳米制剂在不同环境条件下的稳定性及其对其他非目标生物的影响，以确保其在农业中的广泛应用。