石斑鱼肠组织对饲料中不同牛磺酸和脂肪水平干预的代谢响应

发布时间：2020-09-29 20:36

　　 随着世界范围内水产养殖量的增加,鱼粉作为饲料中主要的蛋白质源,价格急剧上涨,供不应求。因此,用植物蛋白质原料(几乎不含牛磺酸)替代鱼粉来配制饲料成为水产养殖的趋势。在植物蛋白饲料中适当地添加牛磺酸、脂肪不仅能够促进鱼类的生长和品质的提高,而且还能降低饲料成本。然而,饲料中添加牛磺酸、脂肪等营养对鱼类代谢的影响及作用机制尚不完全清楚。石斑鱼是一种低脂肪、高蛋白的上等食用鱼,富含蛋白质、维生素A、维生素D、钙、磷、钾等营养成分,其肉质细嫩洁白,类似鸡肉,素有“海鸡肉”之称,是一种名贵的海产鱼类。石斑鱼营养丰富、经济价值高,已经成为我国海南、广东、福建、广西及浙江沿海水产养殖的重要经济品种,随着人们对鲜活海产品的需求量与日俱增,其养殖规模也不断扩大。本论文以斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)为研究对象,基于核磁共振(1H NMR)代谢组学,研究饲料中不同水平牛磺酸、脂肪对斜带石斑鱼肠组织代谢的影响,揭示牛磺酸、脂肪营养与石斑鱼生长发育密切相关的代谢变化规律,构建牛磺酸、脂肪影响下的代谢网络,阐明牛磺酸调节鱼类生长的生物学机制。主要的研究内容包括:一、研究不同饲喂期石斑鱼肠组织在不同饲料牛磺酸干预下的代谢组变化。实验设计四种牛磺酸含量分别为0.0%,0.5%,1.0%和1.5%的等氮饲料喂养石斑鱼,饲喂期为84天。应用核磁共振技术(NMR)获取不同时期、不同牛磺酸含量影响下的肠组织指纹图谱,利用多变量模式识别技术获取差异代谢物。分析结果表明:在用不同牛磺酸含量的饲料喂养后,鱼肠组织中葡萄糖、氨基酸等25种代谢物发生显著性变化,且在1.0%牛磺酸含量时最为明显。这些代谢变化主要涉及多种代谢途径,包括生物物质合成,蛋白质消化和吸收,脂质代谢和脂肪分解,碳水化合物代谢、消化和吸收以及ATP结合盒转运蛋白(ABC转运蛋白)等。这些代谢变化反映了牛磺酸对鱼体代谢及生理状态的重要影响,对鱼生长和发育具有促进作用。二、在前面工作的基础上,进一步研究高脂饲料饲养条件下,牛磺酸对石斑鱼肠组织的代谢组变化的影响,探索高脂饲养条件下,牛磺酸对脂质的调控作用。实验采用2×4双因子法配置饲料,设置2个脂肪水平(10%和15%)和4个牛磺酸水平(0.0%,0.5%,1.0%和1.5%)并八种饲料,分别喂养石斑鱼56天。应用基于NMR代谢组学方法分析不同脂肪、牛磺酸水平作用下肠组织的差异代谢物。实验结果发现,当饲料中脂肪含量为15%时,牛磺酸的调控作用并不明显,4个牛磺酸水平的石斑鱼肠组织代谢情况相似。当饲料中脂肪含量为10%时,牛磺酸显示出较好的调控能力,石斑鱼肠组织中16种代谢物变化显著。实验结果表明,牛磺酸提高了高脂肪饲料中石斑鱼体内脂肪酶活性,促进脂溶性物质消化吸收,进而提高高脂肪饲养下鱼体蛋白合成效率。
【学位单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S965.334
【部分图文】：

牛磺酸水平下ＰＣＡ数据组的平均值，误差条代表该点平均值的标准偏差。手绘逡逑的虚线轨迹显示了对牛磺酸添加影响下的代谢变化轨迹。逡逑如图２－２所示，ＰＣ１和ＰＣ２分别显示各数据组在时间或生长发育、饮食两个逡逑方向上的变化趋势（ＰＣ１和ＰＣ２分别解释数据总方差的４６．４％和２５．９％）。显逡逑而易见，在饲喂期间补充牛磺酸组别的簇（Ｄ２至Ｄ４，数据点的标准偏差条）之逡逑间有所重叠，表明添加牛磺酸的组别中肠组织的代谢的情况部分相似，并且牛磺逡逑酸添加组在第２８天和第５６天时与对照组（Ｄ１）也有轻微重叠。但是在第８４天逡逑时，牛磺酸添加组与对照组Ｄ１的显著分离意味着它们具有不同的代谢情况，而逡逑在这时牛磺酸添加组则略有重叠。牛磺酸添加组在饮食层面显示出相同的变化趋逡逑势，其中从第２８天到第５６天上升，再到第８４天略有下降。然而，对照组在饮逡逑食方向上则表现为从第２８天到第８４天的持续下降的趋势。此外，三个不同饲养逡逑期的不同饲料牛磺酸作用下的代谢变化轨迹从Ｄ１到Ｄ３之间呈现沿着饮食方向逡逑（ＰＣ２）的上升趋势，而从Ｄ３到Ｄ４则呈现出下降趋势。不管是从时间／生长发逡逑育方向（ＰＣ１）还是从饮食方向（ＰＣ２），Ｄ３与Ｄ１组间相距均最大。由此，可逡逑推测牛磺酸添加组Ｄ３与对照组Ｄ１比较

为了更深入地了解不同牛磺酸水平之间的代谢差异，我们进一步应用逡逑ＯＰＬＳ－ＤＡ对第８４天不同牛磺酸添力卩的石斑鱼肠组织的１Ｈ邋ＮＭＲ谱数据进行分逡逑析。如ＯＰＬＳ－ＤＡ得分图（图２－３邋（Ａ）邋－邋（Ｃ）和（Ｅ）中的左图）所示，牛磺酸逡逑组间含量差异比较大时（Ａ：＇邋０％与０．５％从无到有可认为含量差异比较大；Ｂ：邋０％逡逑与１．０％含量相差两个梯度，Ｃ：邋０％与１．５％含量相差三个梯度，Ｅ：邋０．５％与１．５％逡逑含量相差两个梯度），肠样品都能很好地分开，模型Ｑ２值均大于０．６４０，表明模逡逑型具有良好的预测能力，说明应用模型对后续差异代谢物分析的可靠性。表明当逡逑牛磺酸含量差异比较大时，鱼肠组织的代谢分布有显著性差异。然而，Ｄ２－Ｄ３逡逑组和Ｄ３－Ｄ４组模型的置换检验未通过（如图２－３邋（Ｄ）和（Ｆ）中间的图所示），逡逑表明牛磺酸添加组间含量差异比较小时（Ｄ：邋０．５％与１．０％，Ｆ：邋１．０％与１．５％含量逡逑均相差一个梯度），鱼肠组织有较为相似的代谢分布。此外，ＯＰＬＳ－ＤＡ组间比逡逑较产生的Ｒ２Ｙ和Ｑ２的值也印证这一观点

基酸代谢、蛋白质代谢（蛋白质的消化与吸收）、甘油磷脂代谢、ＡＴＰ结合转逡逑运蛋白（ＡＢＣ转运蛋白）、三羧酸循环（ＴＣＡ）、尿素循环，胆碱代谢和嘌呤逡逑代谢等。根据表２－１，结合ＫＥＧＧ代谢通路分析，石斑鱼的代谢通路图示于图２－４。逡逑１逦ｐａ＾ＫｃＤ．＾ｎ．－ＤＵｎｄｎ，．，，，逡逑１邋Ｃｔａｃｗｅ邋：＊－？．邋ＡＭＰ邋＜邋＞邋ＡＨＰ；逦州．，－’逦Ｊ＿逦逦逡逑睡逦｜ｃ；ｌｖｔａｌｊｓｂｌ逦：０１＞ｃｌｎｃ＾逡逑ｉ；＾ｕｉｅ＞——Ｉ逦Ｌｐ＞ｔｕ＾＾＿￣：逦ｆ邋Ｇｌｙｃｅｒｏｐｈｏｓｐｈｏｈｐｉ逡逑逦逦邋逦Ｓ逦７逦逦Ｊ邋N邋ｄ邋ｍｅｔａｈｊ）ｌｉｓｍ逡逑二：’■一？逦／邋Ｉ逦Ａｍｉｎｏ邋ａｃｋｌｓ逦ｆ＂ｌ＿Ｓ？逡逑〔３＊ＨＢ邋？，—邋ｒＡｃｅｔｏａｃｅｔａｔｅ＇；邋＾——－Ａ？ｒ＞ｌ－Ｃ？Ａ＞逦ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ邋——（１＾＾）逦，一士、逡逑＿逦＂逦士、、逦逦’逦、逦Ｃ＾ＴＭＡ邋１邋ｒ邋Ｖｃｅｌａｌｄｃｈｙｄｃ＇逡逑＾ｆ＾ｒｍａｔｅ＾逦0＾？ｔ＃浚悖悖欤

本文编号：2830226