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鱼粉被广泛应用于水产饲料中,但因资源匮乏和价格上涨等因素限制了其应用。豆粕是水产动物饲料最为重要的蛋白源之一,豆粕替代鱼粉的相关研究发现,高剂量豆粕抑制鱼类生长、消化和吸收、引发肠道炎症,但豆粕对鱼肠道健康的作用机制仍未完全阐明。α-酮戊二酸(Alpha-ketoglutaric acid,AKG)在鱼类中研究表明,其具有缓解肠道损伤的功能,但其对鱼肠道健康的影响机制尚未阐明,且作为三羧酸循环的中间物质和谷氨酰胺的前体物质,对鱼类肠道能量代谢的影响未见报道。本试验以松浦镜鲤为研究对象,对照组(FM)饲喂30.8%鱼粉饲料,试验1组为豆粕组(SM,40%豆粕),试验2组为AKG组(40%豆粕+1%AKG)、试验3组(Metf)和试验4组(Com)为在试验1组的基础上分别添加300 mg/kg二甲双胍(Metformin,Metf)和0.2 mg/kg AMPK抑制剂Compound-c(Com),试验5组(Metf+AKG)和试验6组(Com+AKG)为在试验2组基础上分别添加300 mg/kg Metf和0.2 mg/kg Com。试验期共59d。以鲤肠道能量代谢为出发点,结合代谢组学分析,探究豆粕对松浦镜鲤肠道健康的影响机制及α-酮戊二酸缓解肠道损伤的作用机制,为豆粕和α-酮戊二酸在水产饲料中的应用提供理论价值。结果如下:1、与FM组相比,各试验组的增重率、特定生长率、肝体比显著降低(P<0.05),饲料系数显著增加(P<0.05),AKG组肥满度显著增加(P<0.05)。各试验组的粗蛋白含量无显著差异(P>0.05),AKG组的水分含量显著增加(P<0.05)。2、FM组和AKG组肠绒毛排列致密整齐,SM组前肠黏膜上皮完整性损伤、后肠肠绒毛损伤严重,Metf组59d时前肠肠绒毛排列致密整齐。与FM组相比,SM组显著降低中肠隐窝深度和后肠黏膜厚度(P<0.05)。与SM组相比,AKG组显著提高后肠黏膜厚度及前肠隐窝深度(P<0.05)。Metf组的前肠及中肠黏膜厚度显著高于SM组(P<0.05),Metf+AKG组前肠隐窝深度显著高于SM组(P<0.05)。3、肠道基因表达检测结果显示,与FM组相比,SM组前肠AMPK-α、中肠TOR和前、中肠ACC显著降低(P<0.05);前肠TNF-α、IL-1β和TGFβ2,中肠IL-1β、TGFβ1及后肠TGFβ1显著降低(P<0.05),后肠TNF-α显著升高(P<0.05);前肠Caspase9,中肠Caspase8和后肠的Caspase8、Caspase9显著降低(P<0.05);前肠Claudin3c、Claudin7、Claudin11和Occlaudin及中肠的Claudin7、Occlaudin显著降低(P<0.05),后肠Claudin3c、Claudin11和Occlaudin显著升高(P<0.05)。与SM组相比,AKG组前肠及中肠TOR显著升高(P<0.05);中肠TNF-α显著降低(P<0.05),前肠TGFβ1显著升高(P<0.05);前肠Claudin7、Claudin11显著升高(P<0.05),中肠Claudin11(P<0.05)和后肠Claudin11、Occlaudin显著降低(P<0.05)。4、各试验组前肠及中肠ATP、ADP和AMP含量均无显著差异(P>0.05)。与FM组相比,SM组后肠ATP和ADP水平显著升高(P<0.05),但SM前肠及中肠能荷水平有降低趋势(P>0.05)。添加AKG与SM组相比各肠段的ATP、ADP、AMP含量和能荷水平无显著差异(P>0.05)。5、肠黏膜代谢组学分析共发现差异代谢物1332个。对代谢通路富集分析,结果表明,试验7d的SM组与FM组差异代谢通路有:鞘脂代谢,程序性凋亡,细胞凋亡,甘油磷脂代谢,胆固醇代谢等。试验59d的SM组与FM组差异代谢通路有:蛋白质消化与吸收,氨酰t RNA合成,鞘脂代谢,ABC转运蛋白,m TOR信号通路,Fox O信号通路等。试验7d的Metf组与FM组差异代谢通路有:蛋白质消化与吸收,鞘脂信号通路,程序性凋亡,精氨酸合成等。试验59d的Metf组与FM组差异代谢通路有:ABC转运蛋白,m TOR信号通路,Fox O信号通路,蛋白质消化与吸收,程序性凋亡,鞘脂信号通路等。试验7d的Metf组与SM组差异代谢通路有:细胞凋亡,谷氨酰胺和谷氨酸代谢,鞘脂信号通路,三羧酸循环。试验59d的Metf组与SM组差异代谢通路有:蛋白质消化与吸收,氨基糖和核苷糖代谢,ABC转运蛋白,氨酰t RNA合成,细胞凋亡,程序性凋亡等。试验7d的Com组与FM组差异代谢通路有:蛋白质消化与吸收,氨酰t RNA合成,ABC转运蛋白,鞘脂信号通路,细胞凋亡,精氨酸合成等。试验59d的Com组与FM组差异代谢通路有:m TOR信号通路,Fox O信号通路,ABC转运蛋白,鞘脂信号通路,精氨酸和嘌呤代谢等。试验7d的Com组与SM组差异代谢通路有:Fox O信号通路,AMPK信号通路,氧化磷酸化等。试验59d的Com组与SM组差异代谢通路有:ABC转运蛋白,细胞凋亡,谷氨酰胺和谷氨酸代谢,鞘脂信号通路等。综上所述,得出结论:1.豆粕降低鲤生长性能,对鲤后肠黏膜损伤程度最高,降低鲤前肠及中肠能量水平,通过抑制AMPK通路和Fox O信号通路,增加线粒体裂变,加重氧化损伤;降低肠道对氨基酸的利用,降低肠道精氨酸含量,从而抑制TOR信号通路,降低前肠及中肠紧密连接蛋白表达;同时抑制前、中肠ACC表达造成脂类分解代谢增加;豆粕引发后肠肠道炎症,可能与AMPK-α受到抑制,线粒体裂变,促炎因子ATP释放有关。2.AKG通过提高TOR、紧密连接、抗炎因子的表达,减少中肠及后肠促炎因子的表达,通过抑制内源性细胞凋亡减缓中肠及后肠的细胞凋亡,缓解豆粕对鲤肠道的损伤。