草鱼适应高能饲料代谢机制的初步研究.pdf

摘要

草鱼（Ctenopharyngodonidella）作为典型的草食性鱼类，对碳水化合物具有较高的

利用能力，被广泛用于鱼类营养物质代谢的研究，本文以草鱼为研究对象，根据草鱼对

三大营养物质需要量，设计高于最适需要量的高能饲料，利用转录组学、DNA甲基化组

学、组织学、qRT-PCR、WesternBlotting等技术，探究草鱼肝脏对高能饲料的响应机制，

以及高碳水化合物饲料对草鱼肌肉生长影响的分子机制，本文主要研究内容如下：

实验一：为研究草鱼（Ctenopharyngodonidella）摄食高能饲料后肝脏代谢适应性机

制，选择初始均重为（55.0±2.5）g的健康草鱼320尾，随机分成4组，每组4个重复，

每个重复20尾鱼，分别以3组高能饲料（以额外的蛋白质、脂肪、糊精供能，高能饲

料组总能较对照组总能量提高11%）及对照组饲料饲喂草鱼，养殖11周，重点分析肝

脏组织成分、肝细胞超微结构、糖脂代谢酶的酶活和基因表达以及能量代谢信号分子蛋

白表达水平等。结果表明，高蛋白和高脂饲料显著增加了草鱼增重率（P0.05）。饲喂

高碳水化合物饲料的草鱼肝脏粗脂肪、总饱和脂肪酸、n-6不饱和脂肪酸和糖原含量显

著高于其他组（P0.05），肝细胞脂肪变性程度最高。肝脏糖脂代谢基因mRNA表达水

平显示，高碳水化合物饲料显著提高了草鱼肝脏pk、gck、g6pd、fas和acc-1等基因

mRNA表达水平（P0.05），而高脂肪饲料显著提高了pk、gck、fbp、pck、lpl和hsl等

基因mRNA表达水平（P0.05）。高脂肪和高碳水化合物饲料激活了肝脏AMPK/ACC

通路，抑制了TOR/SREBP-1通路。综上所述，与等能的高脂饲料相比，高糖饲料更容

易造成草鱼肝脏脂质沉积。草鱼通过加速肝脏脂肪分解、糖酵解和糖异生，提高了对高

脂饲料的利用率，高碳水化合物饲料能促进草鱼肝脏糖酵解和磷酸戊糖途径，抑制糖异

生过程。

实验二：为研究高碳水化合物饲料对草鱼生长、血清生化、肌肉组织的DNA甲基

化图谱和基因转录图谱的影响，选择初始均重为（27.87±0.40）g的健康草鱼，分别以对

照饲料（CON，含碳水化合物330g/kg）和高碳水化合物饲料（HC，含碳水化合物490

g/kg）饲喂8周后，采样分析。结果显示，HC组草鱼终末体重、增重率（WGR）、饲料

效率（FER）和蛋白质效率（PER）显著降低（P0.05），肠系膜指数（MFI）显著升高

（P0.05）。与CON组相比，HC组全鱼、肌肉和肝脏粗脂肪含量均显著升高（P0.05），

HC组血清谷草转氨酶（AST）、谷丙转氨酶（ALT）活性，以及葡萄糖（GLU）、高密度

脂蛋白胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）和总胆固醇（T-CHO）含量显

著升高（P0.05），血清甘油三酯（TG）含量显著降低（P0.05）。通过重亚硫酸盐测

序和转录组测序分析，筛选到3135个差异甲基化区域（DMRs）和530个差异表达基因

（DEGs），共有27个DMRs与DEGs呈现负相关，有11个DMRs位于DEGs的启动

子，其中有7个靶基因启动子区域甲基化水平降低，且转录水平增加，差异基因包括FOX

蛋白、二酰基甘油激酶（DGKZ）、原肌球调节蛋白（tmod1）、Notch2、dnajc1、zgc:77838、

vwde，4个转录水平降低的基因分别是EGFL6、Erα、cohesinsubunitSA-1-like、LOC795573，

通过功能注释差异基因主要涉及细胞分化、肌肉收缩、脂质磷酸化等GOterms和磷脂

酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信号通路、Notch信号通路等。综上所述，高碳

水化合物饲料引起草鱼组织脂肪异常沉积，对草鱼生长和健康产生不利影响，通过影响

靶基因启动子区域甲基化水平影响基因表达水平，主要调控PI3K/Akt信号通路影响肌

肉糖脂代谢和生长。

关键词：草鱼，高能饲料，肝脏，肌肉，DNA甲基化

ABSTRACT