指導教授：于宏燦臺灣大學：生命科學系劉勃佑Liu, Po-YuPo-YuLiu2014-11-262018-07-062014-11-262018-07-062014http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/261673食葉性哺乳動物為一有效利用能量及與消化道微生物共生適應的植食性哺乳動物，其以富含纖維素的成熟葉子為食。大赤鼯鼠（Petaurista philippensis grandis）和白面鼯鼠（P. alborufus lena）是台灣典型的食葉性哺乳動物，膨大及延長的盲腸是與其他後腸發酵動物共通的消化道結構，且為提供共生微生物進行厭氧代謝之處。代謝產物為代謝過程中的產物，即反映動物的生理和代謝狀態及消化道的化學環境。本研究透過液相層析質譜儀非標的性之代謝體分析大鼠和飛鼠消化道內容物的代謝產物，比較馴養之實驗大鼠，在餵食一般飼料或高纖維飼料者，與食葉性飛鼠的消化道代謝產物組成差異和代謝途徑之生化反應動態的代謝體學。主成份分析配合K-means分群法發現大鼠和飛鼠的消化道內容物代謝產物組成與消化道的解剖結構、位置分佈相關，且消化的時間會減少代謝產物組成的變異程度。而五碳糖磷酸途徑可能為飛鼠後腸高度表現的代謝途徑，推測與提供脂肪酸等植物性食物來源缺乏之養分的生合成有關。Folivorous mammals, which consume mature leaves, are able to extract energy from leave cellulose, with the aid from microbes inhabiting in their guts. Two flying squirrels in Taiwan, red-giant flying squirrel (Petaurista philippensis grandis) and white-faced flying squirrel (P. alborufus lena) that contain enlarged caeca (where microbial fermentation happens) are typical folivorous mammals. Metabolites are the products of metabolism and reflect physiological status and gastrointestinal chemical environment of an animal. We analyzed untargeted gut metabolic substance of the flying squirrels by liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS). Specifically, we compare flying squirrel with laboratory rats to reveal the difference between wild folivores (flying squirrel) and domesticated laboratory rats, especially to highlight the uniqueness of hindgut metabolome of flying squirrels. We found that metabolite composition corresponds to gut anatomical structures with metabolite groups revealed by principle component analysis (PCA) coupled with K-means cluster analysis. Variation of metabolite composition also relates to digestive time. In addition, Pentose phosphate pathway (PPP) might be a highly expressed pathway in flying squirrels’ hindguts. PPP in flying squirrel hindgut might relate to biosynthesis of certain essential nutrients (e.g. fatty acids which lack in leaves).口試委員會審定書 # 致謝 i 中文摘要 ii ABSTRACT iii 目錄 iv 圖目錄 vii 表目錄 viii 第1章 前言 1 1.1 植食性哺乳動物的食性與消化 1 1.2 腸道共生微生物—二次代謝與發酵 1 1.3 研究對象描述 2 1.4 代謝體學簡介 3 1.4.1 比較生物化學 3 1.4.2 代謝體與代謝體學 3 1.4.3 代謝體學研究技術發展 4 1.4.4 代謝體學研究方法 5 1.5 研究目的 6 第2章 材料與方法 7 2.1 實驗方法之建立–大鼠系統 7 2.2 食葉性飛鼠採集 7 2.3 消化道內容物採樣 7 2.4 液相層析–電噴灑–質譜術（LC-ESI-MS）分析消化道內容物代謝體 8 2.4.1 樣本前處理與樣本製備 8 2.4.2 分析儀器系統與參數設定 8 2.5 建立代謝體資料庫 9 2.5.1 宿主代謝體參考資料庫 9 2.5.2 共生微生物代謝體參考資料庫 10 2.6 原始數據處理 10 2.7 資料探勘與統計分析 11 2.7.1 資料探勘之減維分析 11 2.7.2 代謝途徑分析 11 第3章 結果 12 3.1 比較食葉性飛鼠與馴養之實驗大鼠的消化道代謝體組成 12 3.2 飛鼠後腸之高影響力代謝產物與代謝途徑 13 第4章 討論 14 4.1 食性、消化與代謝之關係探討 14 4.1.1 消化順序與代謝產物組成的變化 14 4.2 食葉性飛鼠後腸之五碳糖磷酸途徑 15 4.2.1 消化道中的五碳糖磷酸途徑 16 參考文獻 17 圖 21 表 28 附錄 29 附錄一 階層集群分析驗證K-means法對消化道代謝體操作單元的分群 29 附錄二 以飼料及胃部代謝體資訊定義食物代謝體組成 31 附錄三 其他圖表 342951463 bytesapplication/pdf論文公開時間：2015/08/21論文使用權限：同意有償授權(權利金給回饋學校)食葉性哺乳動物大赤鼯鼠白面鼯鼠代謝體學五碳糖磷酸途徑thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/261673/1/ntu-103-R01b41015-1.pdf