论文部分内容阅读
实验室前期研究发现饲料磷水平显著影响花鲈脂肪的分解和合成代谢,低磷降低鱼体AMPK的基因表达,而AMPK是机体代谢调控的关键蛋白,并且AMPK的活性受磷酸化过程的调控。为研究饲料中的磷是否通过影响AMPK磷酸化影响鱼体脂肪代谢,开展以下研究:(1)饲料磷水平对花鲈生长性能和脂肪沉积的影响设计低、中、高三个磷水平,以磷酸二氢钠和磷酸氢二钾为磷源,配成磷水平分别为0.36%(低磷组/对照组)、0.72%(正常磷组)和1.08%(高磷组)的等氮等脂的3组试验饲料(分别标记为LP、NP和HP)。每种饲料投喂3个试验桶,每桶30尾花鲈(7.54±0.07g),试验周期为12周。结果表明:相较于NP组和HP组,LP组花鲈的生长性能显著降低,鱼体末重(FBW)、增重率(WG)、特定增长率(SGR)、蛋白质效率(PER)和蛋白质沉积率(PRR)显著下降(P<0.05),摄食率(FR)、饲料系数(FCR)和脂肪沉积率(LRR)显著升高(P<0.05)。LP组的肝体比(HSI)和脏体比(VSI)显著高于NP组和HP组(P<0.05),腹脂率(IFR)和肥满度(CF)显著高于NP组(P<0.05)。在体成分方面,LP组全体、肌肉和肝脏的粗脂肪(Lipid)显著高于NP组和HP组(P<0.05),其全体和肌肉的粗蛋白(Protein)及全体灰分(Ash)显著低于NP组和HP组(P<0.05)。在肝脏生化指标中,LP组的甘油三酯(TG)和总胆固醇(T-CHO)含量显著高于NP组和HP组(P<0.05),并且LP组肝脏油红O染色后呈现更深更多的红色脂滴。结果表明,低磷饲料抑制花鲈的生长性能,导致肝脏脂肪的异常沉积。(2)饲料磷水平对花鲈肝脏脂肪代谢影响的蛋白质组学分析采用DIA定量蛋白质组学技术全面分析LP组、NP组和HP组的相关蛋白质表达量的变化,进一步探究饲料磷水平对脂肪代谢的调控机制。通过GO功能和KEGG通路的联合分析发现,磷水平的增加提高脂肪酸分解过程,降低脂肪酸延长、脂肪酸合成、不饱和脂肪酸生物合成、糖酵解/糖异生和AMPK信号通路等代谢过程。通过q PCR和western blot对组学筛出的脂肪代谢相关通路进行验证,其结果表明,在基因水平上,饲料中磷水平的增加,显著提高AMPKα基因的表达量(P<0.05),HP组的ATGL和HSL m RNA表达显著高于LP组,其中HSL m RNA表达高于NP组(P<0.05)。NP组和HP组的ACC、FAS、HMGCR、Ch REBP、PPARα、PGC-1α和CPT-1α等基因表达量相较于LP组无显著性差异(P>0.05)。在蛋白水平上,NP组和HP组的花鲈肝脏中p-AMPKα/AMPKα和p-ACC/ACC比例显著性高于LP组,而ACC和p-ACC的蛋白表达量显著低于LP组(P<0.05)。NP组和HP组显著抑制FAS的蛋白表达,提高CPT-1α的蛋白表达,促进脂肪酸β-氧化速率(P<0.05)。NP组的p-HMGCR/HMGCR比例显著高与LP组(P<0.05)。相较于LP组,NP组和HP组PPARα、PGC-1α、ATGL、p-ATGL、HSL和p-HSL蛋白质表达量,以及p-ATGL/ATGL比例和p-HSL/HSL比例皆无显著性影响(P>0.05)。结果表明,饲料磷的添加可能通过AMPKα/ACC/CPT1通路促进脂肪酸分解,抑制脂肪酸合成。低磷抑制了AMPK和ACC的磷酸化水平和CPT1蛋白表达,促进脂肪的合成与抑制脂肪酸氧化使花鲈脂肪沉积增加。(3)低磷饲料添加黄连素和二甲双胍对花鲈生长及脂肪沉积的影响为了进一步验证AMPK是否参与低磷诱导的花鲈肝脏脂肪异常沉积。本试验在低磷饲料中添加AMPK的激活剂(黄连素和二甲双胍),以磷酸二氢钠和磷酸氢二钾为磷源,配成磷水平分别为0.36%(低磷组/对照组)、0.36%+50 mg/kg黄连素(AMPK激活剂1)和0.36%+250 mg/kg二甲双胍(AMPK激活剂2)的等氮等脂的3组试验饲料(分别标记为LP、LPB和LPM)。每种饲料投喂3个试验桶,每桶30尾花鲈(7.54±0.07 g),试验周期为12周。研究结果如下:相较于LP组,低磷饲料中分别添加两种不同的AMPK激活剂并不能显著提高花鲈的生长性能,LPB组和LPM组花鲈的增重率(WG)、蛋白质沉积率(PRR)、脂肪沉积率(LRR)、饲料系数(FCR)、肝体比(HSI)、脏体比(VSI)和存活率(Survival)皆无显著性差异(P>0.05)。在体成分方面,相较于LP组,LPB组和LPM组全体、肝脏和肌肉的粗蛋白(Protein)和粗脂肪(Lipid)没有显著性影响(P>0.05),且并未显著减少肝脏甘油三酯(TG)、总胆固醇(T-CHO)含量和肝脏脂滴数目(P>0.05)。在基因水平上,相较于LP组,激活剂组的SREBP-1c基因的表达量显著下降(P<0.05)。LPB组和LPM组的AMPKα、ACC、FAS、HMGCR、Ch REBP、PPARα、PGC-1α和CPT-1α等基因表达量相较于LP组无显著性差异(P>0.05)。在蛋白水平上,相较于LP组,LPB组和LPM组能显著提高p-AMPK蛋白质表达量和p-AMPK/AMPK比例;LPB组显著提高FAS和HMCGR的蛋白表达(P<0.05),对和p-HMGCR/HMGCR比例无影响(P>0.05);LPM组对FAS和HMGCR无显著性影响(P>0.05)。相较于LP组,两个激活剂组对SREBP-1、p-HMGCR、CPT-1α、PPARα、PGC-1α、ATGL、p-ATGL、HSL和p-HSL蛋白质表达量,以及p-ATGL/ATGL、p-HSL/HSL和p-HMGCR/HMGCR比例皆无显著性影响(P>0.05)。综上,黄连素和二甲双胍能激活AMPKα,却并未能缓解低磷所导致的花鲈肝脏脂肪沉积。因此,饲料磷水平不足时,黄连素和二甲双胍可能不具备通过激活AMPKα调控下游脂代谢相关通路的作用。