目前,全龄人工饲料育的家蚕在生产性能和抗性等方面仍明显不如桑叶育,而全龄饲料育工厂化养蚕是未来蚕业的发展方向。使全龄人工饲料的家蚕饲育成绩到达或接近全龄桑叶育水平,是当前的主要研究目标。人工饲料和桑叶中的营养成分的差异,可能是影响家蚕生长发育和茧质的关键因素。为此,本文利用i TRAQ技术对人工饲料育和桑叶育家蚕中肠进行蛋白质组学研究,筛选显著差异蛋白,采用分子对接手段,选定与UGT40B4、UGT340C2、UGT40A1蛋白稳定结合的抗营养因子,研究了3个UGT基因在添食不同抗营养因子后的差异表达变化。本研究有望对今后的家蚕中肠中UGT基因功能研究和家蚕人工饲料配方研究提供参考。主要研究结果如下:1.分析5龄第4天人工饲料育和桑叶育家蚕中肠的蛋白质组学差异,二级谱图总数为543048,鉴定出37893个肽段和5468个蛋白。以人工饲料育家蚕中肠为试验组,桑叶育家蚕中肠为对照组,共鉴定出564个上调蛋白,400个下调蛋白。GO功能分析发现,差异蛋白主要参与了离子结合、含氧酸代谢和有机酸代谢等生物过程;KEGG通路分析发现,其主要参与了代谢通路、吞噬体、丙酸代谢和半乳糖代谢等通路。这些结果表明,饲料的差异能够显著影响家蚕中肠的消化、代谢和免疫相关蛋白质的表达。q RT-PCR验证分析显示,UGT40B4、UGT340C2和UGT40A1等9个基因在转录水平的表达和蛋白组测序结果趋势一致。2.对UGT40B4、UGT340C2和UGT40A1蛋白进行生物信息学分析,结果表明它们存在典型疏水区域和典型跨膜结构域,其中UGT40A1蛋白存在2个典型疏水区域和2个典型跨膜结构域。同源蛋白比对和进化分析揭示,家蚕UGT40A1蛋白与野蚕UGT2C1蛋白同源性最高;家蚕UGT40B4蛋白与家蚕UGT340C2蛋白同源性最高,与家蚕UGT340C1蛋白同源性较高。3.利用q RT-PCR技术进行家蚕龄期表达谱和组织表达谱分析,在龄期表达谱中,UGT40B4基因在家蚕1龄和4龄的相对表达量较高,UGT340C2基因在家蚕2龄和3龄相对表达量较高,UGT40A1基因在家蚕4龄和5龄相对表达量较高。在组织表达谱中,UGT40B4基因在家蚕的马氏管和中肠中相对表达量较高,表明该基因可能与家蚕消化代谢相关;UGT340C2基因在家蚕的表皮和中肠中相对表达量较高,可能与家蚕消化代谢和表皮构建相关;UGT40A1基因在家蚕表皮、马氏管、丝腺和头部中相对表达量都较高,可能具有多种生物学功能。4.使用Autodock Vina软件进行蛋白质-化合物分子对接,结果表明,UGT40B4、UGT340C2和UGT40A1蛋白与异黄酮、鞣酸和阿拉伯木聚糖的结合能力较强,都存在稳定氢键,能够形成稳定结合,具有相互作用的理论前提。5.添加大豆异黄酮、鞣酸和阿拉伯木聚糖饲育家蚕试验表明,3个UGT基因在添加大豆异黄酮的试验组中显著高表达,其可能与大豆异黄酮的代谢过程有关;鞣酸能够诱导UGT340C2基因表达,推测它与鞣酸代谢过程相关;UGT340C2和UGT40A1蛋白在添加阿拉伯木聚糖的试验组中显著高表达,它们可能与阿拉伯木聚糖代谢过程相关。6.半合成饲料中添加0.1%和0.4%含量的大豆异黄酮,降低了盛食期家蚕体质量,影响家蚕生长发育;添加大豆异黄酮试验组的蛹体质量较对照组显著增加,说明在饲料中添加大豆异黄酮能够增加蚕蛹体质量。家蚕盛食期蚕体质量调查和茧质调查显示,人工饲料和桑叶中的鞣酸对家蚕生长发育和家蚕结茧过程存在不利影响;适量的阿拉伯木聚糖对5龄家蚕生长发育和茧质具有有利影响;高含量的阿拉伯木聚糖会对家蚕产生毒害作用,影响家蚕生长发育。综合本试验结果,人工饲料中的大豆异黄酮、鞣酸和阿拉伯木聚糖是UGT40B4、UGT340C2和UGT40A1蛋白在人工饲料育和桑叶育家蚕中肠蛋白质组学中显著差异表达的原因。这3种抗营养因子会对家蚕生长发育产生不同程度的影响,推测这3个UGT蛋白参与家蚕中肠中大豆异黄酮、鞣酸和阿拉伯木聚糖的代谢过程,其代谢机制有待进一步研究。