论文部分内容阅读
月桂酸单甘油酯(Glycerol monolaurate,GML)是一种天然存在于母乳和椰子油中的中链脂肪酸单甘油酯,由十二碳的月桂酸与甘油酯化而成,具有广谱的抑菌性。目前很多研究发现GML对畜禽或小鼠的生长与健康都具有不同程度的改善作用,是一种新型的抗生素替代物,但是GML对鱼类生长和健康的相关研究仍然很少,机理也尚未明确。因此,本研究首先以血鹦鹉鱼(Cichlasoma synspilum♀×Cichlasoma citrinellum♂)和草金鱼(Carassius auratus)为试验对象,探究GML的促生长作用在观赏鱼中的应用潜力。接着选取AB品系斑马鱼(Danio rerio)为模式生物模型,从肠道微生物组学、肝脏蛋白质组学与骨骼表型组学的角度,深入阐释GML对鱼类生长与健康的作用机制。本文的主要结果如下:1.与对照组相比,饲料中添加500和750 mg/kg GML能够显著地增加血鹦鹉鱼的增重率与特定生长率,并显著提高中肠蛋白酶与脂肪酶以及肝脏超氧化物歧化酶、过氧化氢酶与总抗氧化能力的活性;添加750 mg/kg GML进一步显著降低了饲料系数、肝脏脂滴积累与腹部脂肪细胞面积,同时显著增加了背肌粗脂肪含量并显著改善了前肠的组织形态;此外,GML(500和750 mg/kg)的添加能显著提高血鹦鹉鱼的终体长与长宽比。2.在饲料中添加750 mg/kg GML能够显著提高草金鱼的增重率与终体长,特定生长率与长宽比也明显增加,同时明显降低了饲料系数;显著提高中肠脂肪酶活性并明显增加中肠蛋白酶与后肠脂肪酶的活性;显著提高背肌的粗脂肪含量;显著增加草金鱼脊椎中的钙含量与钙磷比,并明显提高灰分含量;通过Micro-CT扫描发现,750 mg/kg GML显著提高了草金鱼的骨密度与脊椎长度,对骨生长有显著的促进作用。3.以AB品系斑马鱼作为模式生物模型,基于肠道微生物组学研究GML对鱼类生长与健康的作用机制,研究发现750 mg/kg GML能够显著提高斑马鱼的终体重、增重率和特定生长率,并显著降低了饲料系数;显著上调了中肠的脂肪酶活性并明显增加蛋白酶的活性;在不影响肝脏组织形态的情况下显著提高全鱼粗脂肪含量;显著增加了血清中抗炎因子TGF-β1与IL-10含量;显著上调了粪便中丁酸的含量;750 mg/kg GML还显著提高了肠道菌群α多样性中的shannon与PD_whole_tree指数;显著上调具有益生作用的鲸杆菌属(Cetobacterium)的丰度;显著增加具有产酶能力的希瓦氏菌属(Shewanella)与弧菌属(Vibrio)的丰度;显著下调了部分非优势菌如假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)、肉食杆菌属(Carnobacterium)和葡萄球菌属(Staphylococcus)等丰度;此外,Cetobacterium是响应GML调节作用的主要特征菌群,其丰度的上调与GML对斑马鱼生长与健康的改善作用呈显著正相关。4.通过TMT高通量定量蛋白质组学技术,共鉴定出斑马鱼肝脏中可定量蛋白质有5074个,其中750 mg/kg GML组相比对照组显著上调137个,而显著下调了91个,这些差异蛋白主要涉及糖酵解(如ALDOAA、GAPDH和PGAM2)、柠檬酸循环(如IDH2、IDH3B和IDH3A)、不饱和脂肪酸合成(如FADS2和SCD)、免疫应激(如DDRGK1、CAT和RGN)与肝发育(如IGF-1和IL-6)过程,其中GML能够显著上调肝脏中的能量代谢、脂质合成与生长发育相关代谢通路的活性,为斑马鱼的生长与发育提供充足的能量与必需的营养。此外,响应GML调节作用的主要特征菌群Cetobacterium的丰度升高与GML对肝脏中不饱和脂肪酸合成与生长发育过程的促进作用具有显著的正相关性。5.基于骨骼表型组学研究GML对鱼类骨骼生长的作用机制,研究发现750mg/kg GML的添加显著增加了斑马鱼的脊椎长度与骨密度;在斑马鱼脊椎中,GML显著改善了尾椎部分的骨发育,显著上调了其椎体的骨组织密度、骨体积、骨厚度与骨长度,同时显著提高了其血脉弓和神经弓的骨厚度;显著增加了血清IGF-1含量与IGF-1/IGFBP-3比例;此外,750 mg/kg GML显著上调了斑马鱼尾椎中IGF-1诱导的PI3K/Akt通路的活性,促进了尾椎的骨形成。