Abstract Hydrogen, oxygen, carbon, and nitrogen isotopes derived from three different strains of silkworms at different life stages involved in silkworm rearing, were measured to understand the fractionation characteristics of stable isotopes at different stages of silkworm development, and to trace the movement of these isotopes from food to larva to excrement and finally to silk. We found that silkworm strain had little effect on δ 2 H, δ 18 O and δ 13 C values. However, a large difference was found in the δ 15 N levels of newly-hatched silkworms between Jingsong Haoyue and Hua Kang No.3 orthogonal strains, suggesting that the mating and egg laying differences may result in an inconsistent kinetic nitrogen isotope fractionation. The δ 13 C values of silkworm pupae and silkworm cocoon also displayed significant differences, suggesting that heavy carbon isotopes are greatly fractionated from the larva to the silk during cocoon formation. Overall, these results may be used to clarify the relationship between isotope fractionation and the ecological process of the Bombyx mori and expand our ability to resolve stable isotope anomalies at a small regional-scale level.

Silk was the driving force behind the opening of the Silk Road, positioning this material as a global commodity that greatly influenced the progress of human civilization. Due to the natural protein properties of silk, the internal structure and external characteristics of silk cultural relics are irreversibly destroyed during the process of burial or when passed down through the generations until the production information and material components completely disappear, making it difficult to obtain direct archaeological evidence for pinpointing the origin of silk. The sacrificial pits at the Sanxingdui archaeologcal site, located in Guanghan, Sichuan, China, have been found with layers of ash above the layers of artifacts and some bronzes with fabric traces. Among the artifacts, one grid-like ware artifact first appeared in the Bronze Age in China. The two sides of the grid-like ware were grid-like ovals made of bronze material, and inside, there was an oval-shaped complete piece of jade with a bent back. Fabric traces were found on both the jade and bronze surfaces. In order to determine the specific function of fabric at this site, the developed silk fibroin immunoaffinity column (IAC) enrichment technique combined with enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), morphology observation and proteomics were used to identify mineralized fabric material and fabric residues in the ash layer. Silk residues were successfully detected, which confirmed the early use of silk as a material carrier to communicate between Heaven and Earth and provided archaeological evidence for the cultural origins of silk.