近年来,对虾是水产养殖业中增速最快的品种之一,目前我国海水虾主要养殖品种为凡纳滨对虾（L.vannamei）、日本对虾（P.japonicas）、斑节对虾（Penaeus monodon）、中国对虾（Fenneropenaeus chinensis）和脊尾白虾（Exopalaemon carinicauda Holthuis）。在这些养殖品种中,凡纳滨对虾是我国最重要的养殖品种,占对虾养殖总产量的80%以上。然而,相比于常量营养素如蛋白质、脂肪、碳水化合物,对微量营养素尤其是微量矿物元素的关注较少。本文以凡纳滨对虾为研究对象,通过探究3种微量矿物元素（锌、铬、铜）对其生长性能、组织中矿物质沉积、健康状态、与常量营养素的互作机制,阐明锌、铬、铜在凡纳滨对虾体内所发挥的生理学功能。此外,本研究还利用转录组测序技术解析凡纳滨对虾对不同铜源的差异化利用机制。本文主要的研究内容和结果如下:1、饲料锌对凡纳滨对虾生长、抗氧化能力、脂质代谢物及代谢通路的调控作用基础饲料中分别添加不同水平（0、20、40、60、80 mg/kg）和不同来源（硫酸锌和氨基酸螯合锌）的锌,配制9组等氮等能的实验饲料,9组饲料中锌的实测值分别为46.6（对照组）、77.2、87.0、117.1、136.8、65.5、85.9、108.4、130.6mg/kg。本研究选取初始体重为1.33±0.01 g的凡纳滨对虾,每个饲料设置5个平行,每个平行30尾对虾,开展为期8周的养殖实验。结果表明:饲料中添加锌显著提高凡纳滨对虾生长性能,降低饲料系数,促进锌在甲壳中沉积。以硫酸锌和氨基酸螯合锌为锌源,评估凡纳滨对虾对锌的最适需求量分别为115.1 mg/kg和104.7 mg/kg。此外,基于增重率,推荐饲料中添加60 mg/kg硫酸锌或者30mg/kg氨基酸螯合锌可以使凡纳滨对虾达到最佳的生长性能。与对照组（46.6mg/kg）相比,饲料中117.1 mg/kg锌显著降低对虾肝胰腺中胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇及甘油三酯含量,增加脂联素含量。饲料中添加锌可以降低肝胰腺中游离脂肪酸含量、提高脂肪酶活性。饲料中130.6 mg/kg锌提高对虾肝胰腺中溶菌酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶、铜锌超氧化物歧化酶活性,降低丙二醛含量。肝胰腺中SLC39家族基因（zip3、zip9、zip11、zip14）表达水平随饲料锌水平升高而显著上调。锌诱导脂质分解（ob-rb、adipor、camkkβ、ampk、cd36、mcd、cpt1）、免疫和抗氧化相关基因（toll、imd、lzm、pro PO、alp、Cu/Zn sod、mt、mtf-1）表达量上调,脂质合成相关基因（srebp、acc1、fas、scd1）表达量下调。综上所述,饲料中添加锌提高凡纳滨对虾生长性能和甲壳中锌含量。相比于硫酸锌,氨基酸螯合锌可以提高利用率,降低锌添加量。此外,锌通过激活Ca2+/Ca MKKβ/AMPK通路,促进凡纳滨对虾肝胰腺中脂质分解。锌通过促进抗氧化酶和免疫酶形成,提高凡纳滨对虾抗病和抗氧化能力。2、饲料铬对凡纳滨对虾生长、抗氧化能力、糖脂代谢及代谢通路的调控作用本研究设计了5组等氮等能的实验饲料,分别含有0.82（对照组）、1.01、1.22、1.43、1.63 mg/kg铬。本实验选取初始体重为3.20±0.01 g的凡纳滨对虾,每个饲料设置5个平行,每个平行30尾对虾,开展为期8周的养殖实验。结果表明:饲料中1.22 mg/kg铬显著提高对虾增重率和特定生长率,但当饲料中铬含量达到1.63 mg/kg时,对虾表现出较差的生长性能。以增重率为评价指标,折线模型和二次回归模型分析得出,凡纳滨对虾对饲料铬的最适需求量分别为1.18mg/kg和1.23 mg/kg。对虾肝胰腺、肌肉、甲壳中铬含量随饲料铬水平升高显著上升,当饲料铬含量为1.63 mg/kg时,组织铬含量达到最高。此外,1.63 mg/kg铬显著降低凡纳滨对虾肝胰腺中抗氧化相关酶（过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、金属硫蛋白）活性和抑制羟自由基能力,增加过氧化氢和丙二醛含量。与对照组相比,1.63 mg/kg铬显著降低对虾血淋巴中胰岛素样肽和高血糖激素含量。己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶活性和丙酮酸含量随饲料铬水平增加而增加,磷酸烯醇式丙酮酸激酶活性随铬水平增加而下降。胰岛素样肽与葡萄糖比值随饲料铬水平升高（0.82-1.43 mg/kg）而显著增加,但当饲料铬水平达到1.63 mg/kg时,比值显著下降。饲料中1.63 mg/kg铬显著提高肝胰腺中乙酰辅酶A羧化酶活性和甘油三酯含量,降低肉碱酯酰转移酶?活性。饲料中1.63 mg/kg铬显著下调对虾肝胰腺中抗氧化（Cu/Zn sod、cat、gpx）,糖异生（fox O1,pepck）相关基因表达量,上调胰岛素信号通路（insr、irs1、pik3ca、pdpk1、akt）,糖原合成（gys）,糖酵解（pk,hk）,葡萄糖转运（glut1）和脂质合成（srebp,acc1）相关基因表达量。综上,铬通过调控胰岛素信号通路促进凡纳滨对虾肝胰腺中脂质生成和糖酵解,抑制糖异生,有利于对虾维持糖稳态。但过量铬（1.63 mg/kg）会降低凡纳滨对虾体内抗氧化相关酶活性和表达量,增加氧化产物,从而诱导氧化应激,不利于对虾健康。3、饲料铜对凡纳滨对虾生长、脂滴自噬、脂质和能量代谢的机制研究铜是生物体必需的微量矿物元素,但其生物学功能在甲壳类动物中的研究尚不够完善。因此,本研究旨在阐明铜通过介导脂质和能量代谢在促进能量生成过程中所发挥的功能。基础饲料中分别添加0、10、20、30、40 mg/kg铜（五水硫酸铜和氨基酸螯合铜）,9组饲料中铜的实测值分别为12.4（对照组）、22.0、31.0、41.7、49.8、20.6、29.6、41.8、50.0 mg/kg。本研究选取初始体重为0.90±0.00 g的凡纳滨对虾,每个饲料设置5个平行,每个平行40尾对虾,开展为期8周的养殖实验。结果表明:饲料中添加铜显著提高凡纳滨对虾生长性能,降低饲料系数,促进铜在组织（肝胰腺、肌肉、甲壳）中沉积。以增重率为评价指标,五水硫酸铜和氨基酸螯合铜为铜源,二次回归曲线分析得出凡纳滨对虾对饲料铜的最适需求量分别为39.4 mg/kg和36.4 mg/kg。随饲料铜水平增加,肝胰腺铜沉积率显著上升,肌肉和甲壳中铜沉积率显著下降。此外,肝胰腺中脂肪及大部分脂肪酸含量呈现下降趋势,与之相反的是,肝胰腺中氨基酸含量呈现上升趋势。铜显著提高抗氧化相关酶（铜锌超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、抗超氧阴离子）活性及能量代谢（铜-ATP酶、钠-ATP酶、镁-ATP酶、细胞色素c氧化酶、ATP）相关指标。铜显著降低肝胰腺和血淋巴中甘油三酯含量,提高肝胰腺中肉碱酯酰转移酶?和脂肪酶活性。铜上调肝胰腺中铜转运（ctr1、atox1、mt、mtf-1、atp7b）、脂解（cpt1、ampkγ）、β-氧化（acbp、acadl、acadm、acadvl、acox1、acox3）、自噬（atg13、beclin1、atg3、atg12、atg9）、三羧酸循环（cs、aco、idh、ogdh、sdhc、sdhd、fh、mdh）相关基因表达量,下调脂生成（srebp、acc1、6pgd）相关基因表达量。电镜结果表明饲料中添加铜促进凡纳滨对虾肝胰腺中自噬体和自噬溶酶体形成。此外,本试验还选取对照组（C-Cu）、40 mg/kg无机铜添加组（I-Cu）、40 mg/kg有机铜添加组（O-Cu）进行转录组测序分析。结果表明,与C-Cu相比,I-Cu和O-Cu中分别观察到742和912个差异基因（q＜0.001;log2fold change≥2）。两个比较组间（C-Cu vs.I-Cu和C-Cu vs.O-Cu）分别富集到5条和8条显著变化的通路,而这些通路主要与代谢相关。进一步分析发现,铜主要影响凡纳滨对虾体内氨基酸和脂质代谢。此外,有机铜是更高的铜源,其通过调控吞噬作用和IL-17信号通路提高对虾免疫力。