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脂肪含量是评价鱼类品质的重要指标之一。适宜的肌内脂含量可以提高肌肉嫩度和多汁性,有利于改善肉质和口感,而腹腔脂肪的大量沉积不仅会造成鱼体代谢紊乱、免疫力和应激耐受力下降,而且会导致鱼类生长性能下降,饲料利用率降低,从而降低养殖效率。因此,了解脂肪沉积分子机制可为鱼类肉质改良改善、生产效率提高提供理论依据,具有较大的实际意义。脂肪沉积是一个复杂的生理和生化过程,由代谢酶调节,受到脂肪摄取、合成和分解等信号通路中相关基因的调控。正确了解脂肪代谢中的关键基因及信号通路在脂肪沉积过程中的作用机制是我们进行脂肪沉积调控,进而改善肉类品质的基础。激素敏感脂肪酶(hormone-sensitive lipase,HSL or LIPE)是脂肪动员的关键酶和限速酶,它能够将甘油三酯分解成游离脂肪酸,对细胞内调节甘油三酯含量起重要作用,是影响动物脂肪沉积的关键酶之一。本研究以鲤为研究对象,从HSL基因入手,探究其时空表达特征及其与脂肪沉积的关系,探讨其对鲤脂肪沉积的影响,进一步采用基因敲除技术研究HSL基因对脂肪代谢的影响,探讨其可能的生物学功能及在脂肪代谢调控通路中的作用机制,旨在为深入研究鲤脂肪沉积分子调控机制和鲤鱼品质改良奠定基础。主要结果如下:(1)本研究利用RACE(rapid-amplification of c DNA ends))技术,分别获得鲤HSL基因两个亚型HSL1和HSL2全长c DNA序列。HSL1基因c DNA全长3379 bp,包括230 bp的5’非翻译区(5’-UTR)、1067 bp的3’非翻译区(3’-UTR)和编码693个氨基酸的开放阅读框。HSL2基因c DNA全长2732 bp,包括52 bp的5’-UTR、136 bp的3’-UTR和编码847个氨基酸的开放阅读框。多重序列比对显示,鲤HSL1和HSL2与斑马鱼、大西洋鲑和牙鲆HSL1和HSL2氨基酸序列相似性分别为88.2%和90.0%、64.1%和72.3%、64.6%和73.1%,HSL1和HSL2两者之间氨基酸序列相似性为60.6%,HSL1和HSL2都由N端和C端组成,由谷氨酰胺(Gln316)和天冬氨酸(Asp317)分隔。(2)利用实时荧光定量PCR技术,检测了HSL1和HSL2基因在鲤不同组织和不同发育时期的表达情况。结果表明,HSL1和HSL2基因在组织中广泛表达,但有明显的组织表达差异。所检测的10组织中HSL1 m RNA相对表达水平从高到低分别为:腹腔脂肪、腹部肌肉、肠、脑、背部肌肉、心脏、脾、肝、肾、血液。腹腔脂肪组织HSL1 m RNA的相对表达量与腹部肌肉、肠、脑组织差异不显著(P>0.05),与其他组织相比差异极显著(P<0.01)。HSL2在10组织中m RNA相对表达水平从高至低分别为:腹腔脂肪、腹部肌肉、脑、心脏、背部肌肉、肾、脾、血液、肠、肝。腹腔脂肪组织HSL2 m RNA相对表达量相较其他组织差异极显著(P<0.01)。不同发育时期的基因表达量结果显示:HSL1和HSL2在胚胎发育过程中有着两种不同的表达模式。HSL1 m RNA表达水平呈下降趋势,其中8细胞期最高,与其他时期相比差异显著(P<0.05),在开口期达到最低。与HSL1不同,鲤HSL2 m RNA表达水平在早期发育阶段表现出了先下降后上升的趋势,HSL2 m RNA在8细胞期表达量最高,在7体节期表达最低,之后,在开口期恢复到较高的水平。推测HSL1和HSL2基因在鲤鱼中存在不同表达模式。(3)利用脂肪含量极高和极低两组鲤检测基因表达与脂肪含量关系,结果显示:腹腔脂肪组织中,HSL1在低脂组中m RNA的表达量显著高于高脂组,而HSL2在低脂组中m RNA表达量显著低于高脂组,且差异均为极显著水平(P<0.01)。背部肌肉组织中,HSL1和HSL2在低脂组中m RNA表达量均低于高脂组,但HSL1表达量差异不显著(P>0.05),而HSL2表达量差异呈极显著水平(P<0.01)。结果表明,HSL1表达量与背部肌肉脂肪含量呈正相关,但差异不显著(P>0.05),与腹腔脂肪量呈负相关,且差异极显著(P<0.01),HSL2表达量与背部肌肉脂肪和腹腔脂肪含量均呈正相关,且差异均极显著(P<0.01),推测HSL1和HSL2基因在调控鲤腹腔脂肪沉积过程中存在不同机制。(4)以斑马鱼为模型,探索HSL2基因敲除对脂肪沉积的影响。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建斑马鱼HSL2(lipeb)基因突变纯系(-80/+4 bp),表型结果显示,纯合突变型HSL2-/-斑马鱼胚胎发育、早期生长均无异常,2月龄HSL2-/-与野生型相比,体长和体重无显著差异(P<0.05),解剖发现腹腔脂肪沉积无明显异常。肌肉中脂肪代谢相关指标显示,对照野生型,HSL2-/-斑马鱼总脂肪含量升高,但差异不显著(P>0.05),而甘油三酯(TG)含量降低且差异显著(P<0.05),甘油二酯(DAG)含量升高但差异不显著(P>0.05),激素敏感性脂肪酶含量下降且差异极显著(P<0.01)。(5)探究了斑马鱼HSL2基因突变对于HSL基因所在磷酸化通路中上下游基因表达的影响。肌肉组织中,相比野生型,HSL2-/-斑马鱼HSL2基因m RNA表达量显著降低(P<0.01),上游的PKA、PKG、ATGL基因m RNA表达量均不同程度降低,且差异均极显著(P<0.01);下游的MGL和a FABP基因m RNA表达量均降低,且差异均极显著(P<0.01),AQP7基因m RNA表达量升高,但差异不显著(P>0.05)。初步表明,HSL2基因敲除,脂解通路受阻,导致下游基因表达水平降低,抑制了甘油二酯水解,从而甘油二酯含量升高。本结果将为研究HSL基因在鲤鱼脂肪代谢过程中的作用机制提供参考。