养殖鱼类糖代谢关键酶基因调控分子机理研究

本课题围绕养殖鱼类饲喂富含糖类物质的人工配合饲料后出现持续的高血糖，制约其对糖的利用的机理的科学问题，拟以我国海淡水养殖鱼类中的大宗养殖品种- - 大菱鲆（代表海水肉食性鱼类）和草鱼（代表淡水草食性鱼类）作为研究对象，从鱼类糖代谢基因调控的角度开展系统研究，比较分析糖酵解与糖异生通路中葡萄糖激酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶等关键酶类的活性、基因表达水平和相关代谢产物，研究饲料中糖类物质水平和来源对体内与糖代谢有关的激素（如胰岛素）分泌水平的影响，结合在摄食不同饲料糖水平和来源后的综合反应，探讨鱼体内糖代谢关键酶基因调控的分子机理，并与已发表的陆生脊椎动物的相关研究成果进行比较分析。以期为提高养殖鱼类对饲料中糖类物质的利用，提高植物性蛋白源在饲料中的使用比例，减少含氮废物的排泄提供理论依据。

本课题选择海水肉食性鱼类大菱鲆和淡水草食性鱼类草鱼为研究对象，比较研究和探讨饲料碳水化合物水平和类型对糖代谢、脂肪代谢、激素分泌、生长和体组成等生物学和理化指标的影响，并利用现代分子生物学手段分析糖代谢关键酶基因调控分子机理。结果表明，饲料添加15%的葡萄糖或糊精时，可以有效促进大菱鲆肝脏糖酵解能力；低水平的葡萄糖（5%）促进糖异生酶活性和表达，糊精对糖异生酶活性和表达都存在一定程度的抑制；除葡萄糖激酶外，其他糖代谢相关酶活性和表达均不受蔗糖水平的显著影响。饲料中添加葡萄糖时脂肪合成酶活性最高，但脂肪分解代谢酶肝脏脂蛋白脂酶和总脂酶最低；添加不同水平糊精使脂肪合成代谢酶萄糖-6-磷酸脱氢酶活性呈先升高后降低趋势，添加15%时最高；除肠道脂肪酶（5%最高）外，脂肪分解代谢酶活性均随糊精添加量升高而呈降低趋势。大菱鲆生长和生化指标的结果表明，大菱鲆对糊精的利用效率显著高于葡萄糖和蔗糖，且糊精更易诱导胰岛素分泌，但葡萄糖更能显著提高大菱鲆抗氧化酶活性，且更利于糖脂代谢相关基因ghrelin的表达；当饲料蛋白水平为40%，脂肪水平为12%时，饲料中添加15%的糊精能够达到50%蛋白和12%脂肪所产生的生长效果；当蛋白含量为45%，饲料总能为20kJ/ g时，糖脂比为1.48 :1的饲料能使大菱鲆的生长和饲料利用达到较好的效果。同时，草鱼肝脏丙酮酸激酶的活性和表达随饲料糖水平的升高而升高，通过斑马鱼仔鱼早期营养程序化可以实现成鱼对饲料糖的消化和代谢水平的永久改变。. 本研究到目前为止共发表学术论文4篇，其中SCI收录2篇；待发表文章2篇，其中SCI收录1篇。