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大口黑鲈(Micropterus salmoides)是一种典型的肉食性淡水经济养殖鱼类,对于碳水化合物吸收利用的能力相对较差。生产实践中,用配合饲料进行投喂的大口黑鲈在其养殖中后期往往会出现代谢紊乱、肝脏功能病变,甚至是死亡的现象。而碳水化合物作为能源物质,价格低廉且来源丰富,在配方饲料中能节约蛋白质,且作为粘合剂对饲料工艺有积极影响。在鱼饲料的商业配方中,碳水化合物无疑是必不可少的。关于大口黑鲈对于碳水化合物吸收利用能力差的原因和如何利用饲料碳水化合物是攻克大口黑鲈养殖难题的关键。为此,本研究从机体代谢、肝脏健康以及转录组学角度,探究大口黑鲈对饲料淀粉水平的适应性反应,以期为大口黑鲈饲料配方的科学制定提供决策依据。本研究主要结果如下:1.饲料淀粉水平对大口黑鲈血浆生化、糖脂代谢和肝脏健康的影响以进口蒸汽鱼粉、大豆分离蛋白(无糖)、小麦蛋白为主要蛋白源,鱼油、豆油(3:5)为主要脂肪源,以玉米淀粉为糖源配置淀粉水平为5%、10%和15%三种等氮(CP47%)等脂(EE11%)的试验饲料,饲喂初体重为8.63±0.05g的大口黑鲈8周。结果显示,饲料淀粉水平显著影响大口黑鲈的生长性能和饲料利用率。随淀粉水平升高,大口黑鲈的末均重(FBW)和特定生长率(SGR)显著降低,而饲料系数(FCR)显著升高(P<0.05)。15%淀粉水平组大口黑鲈血浆谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)活性以及葡萄糖(Glu)、肝脏糖原和肝脏脂肪含量显著高于5%淀粉水平组,而血浆甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC)水平显著低于5%淀粉水平组(P<0.05)。同时发现,15%淀粉水平组肝脏葡萄糖激酶(gk)相对表达量最高,磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(pepck)相对表达量最低(P<0.05),而果糖-1,6-二磷酸酶(fbpase)和葡萄糖-6-磷酸酶(g6pase)的表达无组间差异。另外,5%淀粉水平组肝脏激素敏感性脂肪酶(hsl)、过氧化物酶体增殖物激活受体α(pparα)和肉碱棕榈酰转移酶1α(cpt1α)mRNA相对表达量均高于15%淀粉水平(P<0.05)。相反,肝脏脂肪酸合成酶(fas)、乙酰辅酶A羧化酶(acc)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(pparγ)和白细胞介素-8(il-8)mRNA相对表达量在5%淀粉水平最低(P<0.05),而10%和15%淀粉水平间无差异(P>0.05)。此外,15%淀粉水平组大口黑鲈肝脏超氧化物歧化酶(sod)、过氧化氢酶(cat)、谷胱甘肽过氧化物酶(gsh-px)和白细胞介素-10(il-10)基因的相对表达量最低(P<0.05)。随淀粉水平升高,bax基因表达显著上调,而B淋巴细胞瘤-2(bcl-2)基因表达下降(P<0.05)。由此可见,大口黑鲈能够通过调节机体糖代谢酶和脂代谢酶的表达水平来适应外源性淀粉水平的变化。过高的饲料淀粉水平,抑制肝脏脂肪分解酶和促进脂肪合成酶的表达,进而增加肝糖原和肝脂肪含量,致使大口黑鲈肝脏发生炎症反应、细胞调亡,降低肝脏抗氧化能力,从而对大口黑鲈的生长与健康产生不利影响。2.配合饲料和冰鲜鲢对大口黑鲈生长、体组成和血浆生化的影响用15%淀粉水平(淀粉组)的配合饲料和冰鲜鲢鱼(冰鲜鲢组)饲喂大口黑鲈(初均重:8.58±0.15g)8周。结果显示,淀粉组大口黑鲈的末均重(FBW)、全鱼粗脂肪、血浆TG、TC、白蛋白(ALB)含量显著低于冰鲜鲢组(P<0.05),全鱼粗蛋白,血浆碱性磷酸酶(ALP)活性,钙(Ca)、Glu、肝脏糖原和肝脏脂肪含量显著高于冰鲜鲢组(P<0.05)。而各实验组全鱼水分、灰分,肌糖原含量无显著差异(P>0.05)。由此可见,相比于冰鲜鲢,配合饲料会影响大口黑鲈的生长及体组成,淀粉水平诱导肝脏糖原及脂肪的沉积。3.配合饲料和冰鲜鲢对大口黑鲈肝脏转录组学的影响用15%淀粉水平的配合饲料(淀粉组)和冰鲜鲢鱼(冰鲜鲢组)饲喂大口黑鲈(初均重:8.58±0.15g)8周后,提取淀粉组、冰鲜鲢组大口黑鲈肝脏的RNA,构建文库,采用Illumina HiSeqTM 4000进行高通量测序。最终共得到283783492个clean reads、99542个Unigene。对淀粉组和冰鲜鲢组大口黑鲈基因表达水平进行分析后发现,两个处理组之间总共出现15738个差异基因,同冰鲜鲢组相比,淀粉组共有13409个基因上调表达,2329个基因下调表达。这些差异基因显著富集的KEGG通路主要有:细细胞因子-受体相互作用(Cytokine-cytokine receptor interaction)、吞噬体(Phagosome)、细胞粘附分子(CAMs)(Cell adhesion molecules(CAMs))、Jak-STAT信号通路(Jak-STAT signaling pathway)、过氧化物酶体增殖物激活受体信号通路(PPAR signaling pathway)、细胞凋亡(Apoptosis)等共17个代谢通路。这些通路与机体免疫、细胞凋亡、能量代谢高度相关,且除药物代谢-细胞色素P450(Drug metabolism-cytochrome P450)通路外,均是差异表达上调的基因数大于差异表达下调的基因数。同冰鲜鲢组相比,糖代谢相关基因己糖激酶(hk)、磷酸果糖激酶(pfk)、丙酮酸激酶(pk)的表达量显著上调(P<0.05),而g6pase、pepck的基因表达量则显著下调(P<0.05)。部分炎症因子与趋化因子的差异基因如转化生长因子-β(tgf-β)、白细胞介素1-β(il1-β)、IL-8、趋化因子2(ccl2)、趋化因子4(ccl4)、趋化因子20(ccl20)的表达量均显著上调(P<0.05)。大口黑鲈肝脏中部分凋亡相关基因如半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)、半胱氨酸蛋白酶-8(caspase-8)、半胱氨酸蛋白酶-9(caspase-9)的表达量均显著上调(P<0.05)。由此可见,饲料淀粉水平显著影响大口黑鲈糖代谢,刺激大口黑鲈的肝脏产生炎症反应,并诱导肝细胞凋亡,形成肝脏损伤。基于RNA-seq比较研究大口黑鲈对冰鲜鲢和配合饲料的营养生理响应,旨在探究大口黑鲈利用饲料淀粉低下的机制。