鱼类肠道微生物与肠道细胞在消化吸收饲料脂肪中的协同机制研究

The shortage of fishmeal and fish oil is the most important global issue for aquaculture. Reducing the energy supply from protein by improving the utilization efficiency of triglyceride in fish is important for promoting the sustainable and healthy development of aquaculture. Both fish and their gut microbiota are involved in the lipid metabolism but the mechanism remains unknown. This study will illustrate the function of intestinal bacteria and epithelial in triglyceride degradation and absorption. First, we will screen oil-degrading bacteria from the intestine of Tilapia and inoculate these bacteria into germ-free zebrafish to identify their function in triglyceride degradation and fatty acids absorption. Then, we will evaluate the synergistic mechanism of the intestinal bacteria and epithelial in triglyceride degradation and absorption in vitro and in vivo in Tilapia. This study will identify the role of fish and fish gut microbiota in the lipid metabolism, providing a theoretical basis for artificial regulation of fish lipid metabolism.

在当前鱼粉资源紧缺的现实困境下，提高鱼类对饲料脂肪的降解和利用效率，降低饲料蛋白质的分解供能比例是节约蛋白质、提高饲料效率的重要途径之一。最新研究提示，鱼体对饲料脂肪的降解和吸收是肠道细胞及肠道微生物互作的结果，但其具体过程和机制尚不明了。为更深入地阐明鱼类对饲料脂肪的消化吸收机制，本项目拟借助学科交叉优势，从肠道微生态角度入手，以罗非鱼和斑马鱼为对象，重点研究肠道微生物及肠道上皮细胞在鱼体降解和吸收饲料脂肪过程中的功能及协同机制。拟首先筛选出罗非鱼肠道中降解油脂的微生物，并将其接种至无菌斑马鱼中，探讨其如何参与宿主对饲料脂肪的降解，以及降解产物对鱼肠道上皮细胞结构、生理功能的影响。其次在活体和离体两个层面，解析目标肠道微生物与肠道上皮细胞在消化、利用饲料脂肪中的协同机制。该项目将为阐明鱼类及鱼肠道微生物对饲料脂肪的消化吸收机制，并为建立鱼类脂代谢人工调控策略提供必要的理论参考。

提高鱼类对饲料脂肪的降解和利用效率，是解决鱼粉资源紧缺的重要途径。最新研究提示，鱼体对饲料脂肪的降解和吸收是肠道细胞及肠道微生物互作的结果，但其具体过程和机制尚不明了。为更深入地阐明鱼类对饲料脂肪的消化吸收机制，本项目拟借助学科交叉优势，从肠道微生态角度入手，以罗非鱼和斑马鱼为对象，重点研究肠道微生物及肠道上皮细胞在鱼体降解和吸收饲料脂肪过程中的功能及协同机制。本项目首先利用抗生素模型阐述了肠道微生物在鱼体生长代谢中的重要作用,结果表明环境浓度的抗生素即可以影响鱼肠道微生物的组成，进而影响鱼体的代谢特征；其次，本研究成功构建了无菌斑马鱼模型，并对该模型应用前景、存在的局限性、微生物接种参数进行了深入细致的阐述，为该模型的广泛应用提供了详细的数据信息；最后，本项目从鱼肠道及传统发酵食品中成功分离到若干株潜在鱼用益生菌，并且对其作用机制进行了深入的探讨，结果表明高脂饲料会提高弗氏柠檬酸杆菌属在罗非鱼肠道中的丰度，但是高通量测序结果却表明即使在高脂饲料饲喂组，该菌属在罗非鱼肠道中也并不是优势细菌。然而，更深入的研究发现，就是这样一个看似丰度不高的微生物，却可以通过提高肠道中甘油三酯的重酯化以及提高肠道通透性，最终影响鱼体的能量收支与脂肪沉积。该项目由表及里，从模型构建到功能微生物筛选再到机制探索，为鱼类肠道微生物的功能解析提供了扎实的研究基础。并进一步开发鱼肠道功能微生物，提高水产养殖质量提供了必要的理论参考。