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本文研究了铁对生长中期草鱼生产性能、疾病抵抗力、肠道、机体和鳃健康以及肉制品质的作用及其作用机制,比较研究了富马酸亚铁与硫酸亚铁的使用效果并且确定了生长中期草鱼的铁需要量。试验选取体重为242.32 ± 0.58 g健康草鱼630尾,分别饲喂含不同铁水平的饲粮(12.58、35.38、63.47、86.43、111.09、136.37和73.50 mg/kg)60天,考察铁对生长中期草鱼生长性能和肉质品质的影响。生长试验结束后,用嗜水气单胞菌攻毒14天和鱼害粘球菌攻毒3天,分别考察铁对草鱼肠道、头肾、脾脏和皮肤以及鳃免疫功能、抗细胞凋亡能力、抗氧化损伤能力和紧密连接蛋白的作用及其作用机制。本试验结果表明,与铁缺乏组(12.58mg/kg饲粮)相比,适宜水平的铁提高了生长中期草鱼增重百分比、采食量、饲料效率和特异增长率(P<0.05),表明铁能够提高草鱼的生产性能。同时,适宜水平的铁降低了生长中期草鱼的肠炎发病率、赤皮发病率以及烂鳃发病率(P<0.05),表明铁能够增强草鱼抵抗肠炎、赤皮和烂鳃发生的能力。鱼体抵抗肠炎、赤皮和烂鳃等疾病的能力与肠道健康、机体健康和鳃健康有关。进一步研究发现:适宜水平的铁增加生长中期草鱼肠道、头肾、脾脏、皮肤和鳃溶菌酶和酸性磷酸酶活力、补体C3、C4和免疫球蛋白IgM含量(P<0.05),上调抗菌肽hepcidin、LEAP-2、β-defensin-1、抗炎细胞因子以及信号分子核因子κB抑制因子α(IκBα)、雷帕霉素靶蛋白(TOR)和核糖体蛋白S6激酶1(S6K1)的基因表达(P<0.05),下调促炎细胞因子以及信号分子核因子转录子-κB(NF-κB)P65、抑制蛋白κB激酶β(IKKβ)、抑制蛋白κB激酶γ(IKKγ)和eIF4E结合蛋白2(4E-BP2)的基因表达(P<0.05),表明铁能够缓解草鱼的炎症反应,增强免疫功能。上调B-细胞淋巴瘤蛋白-2(Bcl-2)、凋亡抑制蛋白(IAP)和髓细胞白血病基因-1(Mcl-1)的基因表达(P<0.05),下调半胱氨酸天冬氨酸酸性蛋白酶(caspase 2、8、9)、死亡受体配体(FasL)、凋亡蛋白酶活化因子-1(Apaf-1)和B-细胞淋巴瘤-2相关X蛋白(Bax)的基因表达(P<0.05),抑制了细胞凋亡,保证了肠道、头肾、脾脏、皮肤和鳃细胞结构完整性;同时,适宜水平的铁降低了生长中期草鱼肠道、头肾、脾脏、皮肤和鳃丙二醛(MDA)、蛋白羰基(PC)和活性氧(ROS)的含量(P<0.05),提高了抗氧化酶谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)和谷胱甘肽还原酶(GR)活力和基因表达(P<0.05);同时,上调信号分子核因子相关因子2(Nrf2)的基因表达(P<0.05),下调信号分子Kelch绑定蛋白1b(Keap1b)的基因表达(P<0.05),增强抗氧化损伤能力;下调肌球蛋白轻链激酶(MLCK)、claudin-12基因表达,上调紧密连接蛋白occludin、紧密连接(ZO)、claudin-b、-c、-f、-7a、和-7b的基因表达(P<0.05),维持了草鱼肠道、头肾、脾脏、皮肤和鳃细胞间结构完整性。同时,饲粮中添加适宜水平的铁能够提高生长中期草鱼肌肉pH值以及羟脯氨酸量,降低其蒸煮损失、剪切力、组织蛋白酶B、组织蛋白酶L和乳酸含量。此外,铁能够提高生长中期草鱼肌肉粗蛋白、粗脂肪、游离氨基酸含以及多不饱和脂肪酸含量(P<0.05);饲粮中添加适宜水平的铁还能够降低生长中期草鱼肌肉丙二醛、蛋白羰基和活性氧的含量(P<0.05),并提高提高了抗氧化酶谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)和谷胱甘肽还原酶(GR)活力和基因表达(P<0.05),上调了 CK-2α、CK-2β、TOR、S6K1和Nrf2 的基因表达(P<0.05),并下调了 4E-BP1、4E-BP2、Keap1a 和 Keap1b 的基因表达(P<0.05)。综上所述,饲粮中适宜水平的铁能够提高生长中期草鱼的生产性能并且抑制肠炎、赤皮和烂鳃的发生。抗肠炎、赤皮和烂鳃能力的提高与铁通过提高草鱼肠道、头肾、脾脏、皮肤、鳃等组织器官的免疫功能和结构完整性从而增强其肠道健康、机体健康和鳃健康有关。铁增强草鱼肠道、机体和鳃免疫功能与其提高肠道、头肾、脾脏、皮肤和鳃抗菌物质产生,并可能通过TOR信号上调抗炎细胞因子和NF-κB信号下调促炎细胞因子,缓解炎症反应有关。铁提高草鱼肠道、头肾、脾脏、皮肤和鳃结构完整性可能与其通过上调抗凋亡蛋白,下调促凋亡蛋白基因表达,抑制细胞凋亡;通过Nrf2信号上调抗氧化酶基因表达并提高抗氧化酶活力,增强了抗氧化能力,降低氧化损伤;并可能通过调控MLCK信号调控细胞间紧密连接蛋白表达,增强细胞间的结构完整性有关。同时,饲粮中适宜水平的铁改善了草鱼鱼肉品质,肉质的提高与其提高草鱼肌肉的物理品质、营养品质和抗氧化能力有关。在本试验条件下,以生产性能、抗肠炎、抗赤皮以及抗烂鳃能力标识,体重为242-756g草鱼的铁需要量为 75.65 mg/kg、87.03 mg/kg、83.37 mg/kg、76.52 mg/kg 饲粮。