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新陳代謝（metabolism）是生命的最基本特征，昆蟲從食物中獲取能量，在體內(nèi)通過呼吸作用釋放出來，轉(zhuǎn)化為生命活動所需的ATP等。昆蟲呼吸代謝的變化不僅可以作為代表性的生理指標(biāo)，還可以研究整個(gè)昆蟲種群的能量流動，更在害蟲防治方面也有重要應(yīng)用價(jià)值。北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司與美國Sable等國際知名能量代謝測量技術(shù)公司合作，為國內(nèi)昆蟲科學(xué)領(lǐng)域的研究人員研究提供全面的定制化能量代謝研究技術(shù)方案：

a) 便攜式昆蟲呼吸測量系統(tǒng)：

針對特殊實(shí)驗(yàn)環(huán)境和野外實(shí)驗(yàn)需求，北京易科泰提供了Sable FOXBOX與FMS便攜式昆蟲呼吸測量系統(tǒng)，其已經(jīng)受到國內(nèi)外各類昆蟲領(lǐng)域科學(xué)家的極度青睞。通過將氣流控制、CO2、O2、H2O（僅FMS含有）等代謝氣體的測量分析、數(shù)據(jù)采集貯存、智能化觸摸屏等功能完美地集合在一個(gè)便攜式箱體內(nèi)，滿足了多用途客戶的多功能、智能化和便攜性需求。

b) 模塊式昆蟲呼吸測量系統(tǒng)：

Sable模塊式多通道昆蟲呼吸代謝測量系統(tǒng)由多個(gè)獨(dú)立的CO2分析儀、O2分析儀、H2O分析儀、昆蟲運(yùn)動行為檢測模塊、多通道氣路轉(zhuǎn)換器、氣流控制器、數(shù)據(jù)采集器及程序軟件、定制化呼吸室等組成?？筛鶕?jù)研究內(nèi)容和預(yù)算選擇不同的功能模塊，滿足多樣的定制化科研需求。用于精確測量各種昆蟲呼出二氧化碳量及耗氧量等，并可計(jì)算呼吸商、基礎(chǔ)代謝率等生理指標(biāo)參數(shù)。

c) 高通量媒介生物呼吸表型監(jiān)測系統(tǒng)：

高通量高分辨率媒介生物呼吸表型監(jiān)測系統(tǒng)是一款多通道（16、32通道可選）、高分辨率及自動化的媒介生物呼吸表型監(jiān)測儀器，能夠監(jiān)測媒介個(gè)體或群體的實(shí)時(shí)O2消耗、CO2產(chǎn)量、水汽代謝、活動強(qiáng)度等參數(shù)，可廣泛用于小型昆蟲從蟲卵、幼體到成蟲的全齡段呼吸與活動模式、代謝機(jī)理和控制策略研究。

應(yīng)用案例：

案例一：氣候變化對甲蟲（滯育）能量代謝的影響

了解氣候變化對能量代謝的影響是氣候變化生物學(xué)研究的重要方面。加州大學(xué)伯克利分校綜合生物學(xué)系的研究人員利用Sable便攜式FOXBOX呼吸代謝監(jiān)測系統(tǒng)研究了將代謝可塑性納入休眠越冬昆蟲冬季能量利用模型的重要性。

圖1. 甲蟲代謝與溫度的關(guān)系（A），熱敏感性（B），代謝強(qiáng)度（C） 

圖2. 甲蟲的代謝率在可變溫度和恒定溫度馴化處理中越冬的匯總每月測量值（A），代謝率-溫度關(guān)系的熱敏感性（B）和代謝強(qiáng)度（C）

研究表明2月至5月隨著環(huán)境溫度的升高，甲蟲呼吸代謝率逐漸增加，導(dǎo)致代謝強(qiáng)度逐漸增加，但熱敏感性沒有相應(yīng)變化。加州大學(xué)的研究人員認(rèn)為代謝率隨時(shí)間的增加很可能是滯育導(dǎo)致的發(fā)育可塑性的結(jié)果。不同溫度適應(yīng)處理后的甲蟲比恒定溫度適應(yīng)處理后的甲蟲具有更高的代謝強(qiáng)度，并且熱敏感性較低。熱狀況近似于內(nèi)華達(dá)山脈東部高海拔地區(qū)雪以下（恒定）或除雪后（可變）的土壤溫度，因此積雪的自然變化很可能會引起這些甲蟲的代謝率的變化反應(yīng)。

案例二：農(nóng)藥暴露對棉鈴蟲代謝的影響

圖3. 棉鈴蟲暴露于甲氧蟲酰肼后的狀態(tài)和呼吸速率變化

甲氧蟲酰肼（MF）為蛻皮激素激動劑，它能引起鱗翅目幼蟲停止取食，加快蛻皮進(jìn)程，使害蟲在成熟前因提早蛻皮而致死。江西農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲研究所使用用于小動物呼吸測量的Sable 系統(tǒng)對暴露于甲氧蟲酰肼中的棉鈴蟲呼吸代謝進(jìn)行測量，結(jié)果表明在LC10和LC25的MF下暴露長達(dá)6小時(shí)后，處理后的幼蟲表現(xiàn)出相對于對照的呼吸速率顯著降低。

案例三：螨蟲寄生對果蠅呼吸代謝的影響

圖4. 實(shí)驗(yàn)使用的MAVEn果蠅代謝監(jiān)測系統(tǒng)——高通量高分辨率媒介生物呼吸表型監(jiān)測系統(tǒng)（左圖）；感染螨蟲后果蠅的呼吸代謝率與螨蟲數(shù)量（右上）/自身質(zhì)量（右下）的關(guān)系

加拿大阿爾伯塔大學(xué)的研究人員利用MAVEn果蠅代謝監(jiān)測系統(tǒng)研究了螨蟲寄生對果蠅呼吸代謝的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：M. subbadius螨蟲優(yōu)先感染標(biāo)準(zhǔn)代謝率較高的果蠅宿主，并且感染會導(dǎo)致宿主呼吸頻率增加，所以已經(jīng)攜帶螨蟲的蒼蠅在隨后的接觸中可能會吸引更多的螨蟲，形成了一種潛在的正反饋循環(huán)。不過這種增加并不是嚴(yán)格線性的，存在一個(gè)閾值（2只螨蟲），超過該閾值感染就會產(chǎn)生更實(shí)質(zhì)性的影響。且在感染強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)中，體重也與二氧化碳的產(chǎn)生呈正相關(guān)，這與之前的同類研究結(jié)論相符。

部分參考文獻(xiàn)

1.      Roberts K T, Williams C M. The impact of metabolic plasticity on winter energy use models[J]. Journal of Experimental Biology, 2022, 225(4): jeb243422.

2.      Brophy T, Luong L T. Ectoparasite‐induced increase in Drosophila host metabolic rate[J]. Physiological Entomology, 2021, 46(1): 1-7.

3.      Zhang W, Ma L, Liu X, et al. Dissecting the roles of FTZ‐F1 in larval molting and pupation, and the sublethal effects of methoxyfenozide on Helicoverpa armigera[J]. Pest Management Science, 2021, 77(3): 1328-1338.

北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司與美國Sable等國際知名能量代謝測量技術(shù)公司合作，為國內(nèi)生物能量代謝學(xué)、昆蟲科學(xué)、動物養(yǎng)殖學(xué)、魚類代謝與行為學(xué)、人類代謝醫(yī)學(xué)等研究提供全面的能量代謝研究技術(shù)方案：

1) 大鼠、小鼠等實(shí)驗(yàn)動物能量代謝測量技術(shù)

2) 畜禽能量代謝測量技術(shù)

3) 果蠅能量代謝測量技術(shù)

4) 斑馬魚能量代謝測量技術(shù)

5) 人體能量代謝測量技術(shù)

6) 動物活動與生理指標(biāo)（體溫、心率等）監(jiān)測技術(shù)

7) 測量參數(shù)包括：氧氣消耗量（VO2）、二氧化碳產(chǎn)量（VCO2）、呼吸商（RQ）、能耗（EE，包括REE、AEE、TEE等）、熱傳導(dǎo)速率（Ct）、日代謝率（DEE）、最大代謝率（MRmax）、呼吸水分喪失（EWL）、能耗效率、EWL/RMR(表示肺的氧氣攝取能力)等。