低鱼粉饲料添加牛磺酸影响黄鳝生长和代谢机理研究

The exploititation and efficient ultilization of dietary protein is an important subject for aquacluture industry in china, and needs to be solved urgently. Recently it has been confirmed that taurine effectively reduced the fish meal requirementin the feed of freshwatercarnivorous fish. However, the mechanism how taurine affects fish growth and metabolism still lackssystemic and intensive study. In this proposal, rice filed eel(Monopterusalbus)is chosen as model. We will analysis the effect of dietary taurine supplementation on the growth performance and protein efficiency ratioby comprehensive biochemical methods;will investigate the influences on histological, histochemical and cgto-architecturalcharacteristicsof theliver and intestine by histochemical and cytological techniques;will detect the mRNA differential expression of related hormone and receptors, myogenic regulatory factors that relate to muscle differentiation and growth, genes involved in protein synthesisand two key genes relevant totransport and utilization of amino acids and small peptides by combining molecular biological and biochemical methods. Taken together, by multi-level analysis onproduction performance, protein utilization, nitrogen balance, hormone level and gene differentialexpression,the turnout results will reveal the function of taurine, as well as the underlying molecular mechanism, in regulating growth and metabolism of freshwater carnivorous fish. and providing theoretical basis and technological support for the application of taurine and decreasing the supplementation of fish meal in diets of M. albus.

饲料蛋白的开发和高效利用是我国水产养殖业亟待研究解决的重要课题。近期研究证实牛磺酸可有效降低淡水肉食性鱼类饲料中鱼粉含量，但其生长和代谢机理尚未有系统和深入研究。本项目拟以淡水肉食性鱼类黄鳝为研究对象，采用综合生化分析技术，比较分析低鱼粉饲料中添加牛磺酸对黄鳝生长和蛋白质效率影响；采用组织化学和细胞学技术，分析影响肝脏和肠道组织学、组织化学和细胞结构的特征；采用综合生物化学和分子生物学方法，检测分析相关激素和受体，肌肉分化生长相关的生肌调节基因，蛋白合成相关基因以及氨基酸或小肽转运和利用相关的两个关键基因等mRNA表达差异；综合上述研究，本项目从生产性能、蛋白质利用、氮平衡，激素水平及其基因表达差异等多个层次分析研究牛磺酸添加到低鱼粉饲料对黄鳝生长和代谢的影响，揭示牛磺酸调控淡水肉食性鱼类生长和代谢的功能和作用的分子机理，为合理利用牛磺酸和降低饲料鱼粉含量提供理论依据和技术支撑。

饲料蛋白源开发和高效利用一直是世界水产养殖业关注的热点问题。植物蛋白由于存在大量抗营养因子，且氨基酸不平衡，限制了其在水产饲料中的应用效果。牛磺酸被报道可有效改善动物代谢和抗应激能力，但具体机制不明确。本项目主要研究内容如下：1）高植物蛋白饲料中添加牛磺酸对黄鳝生长性能、消化率、免疫、应激、肝肠形态结构及部分代谢生理生化指标的影响，低鱼粉饲料中添加牛磺酸对黄鳝抗干露胁迫能力；2）高植物蛋白饲料中添加含硫氨基酸对黄鳝生长及氨基酸代谢的影响；3）黄鳝转录组测序及文库建立，筛选了肠道氨基酸代谢相关差异基因；4）以青鱼为研究对象，研究低鱼粉饲料中添加牛磺酸对青鱼生长、消化酶活性及抗氧化能力的影响；5）研究了牛磺酸对不同氧化值鱼油对黄鳝肠道菌群的影响。牛磺酸可以有效地改善高植物蛋白饲料造成的黄鳝生长性能下降、消化率、免疫力及应激能力降低、肝肠形态结构损伤严重和蛋白质合成代谢降低等问题，减少氧化鱼油的负面影响并保持肠道微生物群的稳定，恢复肠道菌群平衡；提高黄鳝血清生长相关激素水平，并使黄鳝脂肪分解代谢加强；在本试验条件下，黄鳝对牛磺酸的需求量为0.3%。低鱼粉饲料中添加牛磺酸可提高青鱼的生长、消化和抗氧化能力，增强青鱼的抗急性拥挤胁迫的能力，调节青鱼脂质代谢和ToR基因表达，且最佳添加比例为0.1%。牛磺酸通过提高血清中生酮/糖氨基酸含量，提高转糖、生酮代谢；半胱氨酸与牛磺酸调控肌细胞生成和分化因子，促进肌肉增长；胱氨酸与半胱氨酸可提高黄鳝氨基酸代谢效率，节约蛋氨酸，但不能完全取代蛋氨酸；且添加蛋氨酸羟基类似物比晶体蛋氨酸更佳。牛磺酸和蛋氨酸等含硫氨基酸应用到低鱼粉饲料中，有利于提高肉食性鱼类生长效果，为水产养殖业健康发展提供理论依据。一方面，黄鳝转录组全长文库的建立，为深入研究黄鳝营养相关分子机制奠定基础；另一方面，黄鳝转录组差异基因的筛选分析，可为深入研究植物蛋白在黄鳝饲料中的应用提供分子机制。