【摘要】：對植物蛋白飼料的厭食現(xiàn)象是肉食性魚類對魚粉依賴性較強的主要原因。與哺乳動物相同,魚類攝食行為受外周和中樞攝食信號系統(tǒng)調(diào)控,主要調(diào)控因子的功能也基本一致,但魚類對植物蛋白源飼料的主動性選擇和回避的關(guān)鍵原因及調(diào)控機制尚不明確。本論文以典型肉食性魚類花鱸為研究對象,探究植物蛋白源替代魚粉對花鱸生長性能和攝食調(diào)控機制的影響。以混合植物蛋白(棉籽濃縮蛋白和大豆?jié)饪s蛋白)替代50%、100%低溫干燥魚粉,設計等氮等能的三種飼料,并以DL-Met,Lys-HCl和L-Thr平衡植物蛋白組中的限制性氨基酸,分別命名為FM、PPB50、PPB100。初始體重為(12.97±0.03)g的花鱸隨機被分為60桶,每桶25尾,每天嚴格在8:00和20:00飽食投喂2次,養(yǎng)殖周期為12周。其中每個處理中的4個重復(共12桶)每天計算日攝食量并在4周、8周、12周后進行稱重,統(tǒng)計生長指標(長期攝食試驗)。其余用于短期攝食試驗采樣,并分別在3天、2周、4周的餐后3h、6h、24h進行血漿和胃、下丘腦組織樣品的采集。12周長期攝食試驗結(jié)束后,每桶隨機選取3尾魚,采集與短期試驗同樣的樣本,并對剩下的魚進行3周禁食和3周恢復攝食試驗,且分別在饑餓3周后、恢復攝食第1餐和第3周的餐后3h、6h、24h進行樣品采集。結(jié)果表明:與魚粉組相比,采用混合植物蛋白替代50%魚粉后,對花鱸生長性能和形體指標沒有顯著影響。但混合植物蛋白完全替代后在短期內(nèi)引起花鱸明顯的厭食現(xiàn)象,4周內(nèi)PPB100組攝食率(FR)顯著低于FM組(P0.05);5-8周,花鱸已經(jīng)適應植物蛋白,PPB100組FR顯著高于FM組(P0.05),但增重率(WG)仍低于FM組;9-12周,PPB100組持續(xù)保持旺盛的食欲,此階段其FR和WG均顯著高于FM組(P0.05)。即花鱸攝食完全植物蛋白飼料后,會出現(xiàn)抑制攝食到適應再到補償攝食的行為。對FM和PPB100組(簡稱PPB)花鱸在不同攝食階段(厭食,適應,補償,人為禁食,恢復攝食)的下丘腦和胃組織樣品進行攝食調(diào)控通路ghrelin/leptin-mTOR/S6K1-NPY/AgRP/POMC相關(guān)基因mRNA水平相對表達量、蛋白磷酸化水平及血漿血糖、神經(jīng)肽、激素含量的比較研究。結(jié)果表明:花鱸攝食完全植物蛋白飼料3天時血糖在餐后0h,3h,6h,24h無差異,而攝食魚粉組在3h和6h存在血糖高峰,進一步表明花鱸3天時處于極端厭食階段�？崭範顟B(tài)下,PPB組胃中g(shù)hrelin mRNA表達增加而leptin表達降低顯示機體處于能量負平衡(饑餓狀態(tài)),分別與下丘腦中相應的受體GHSR和LEPR結(jié)合之后,作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)能量感受器mTOR。雖然此時機體處于饑餓狀態(tài),但下丘腦mTOR mRNA表達及蛋白磷酸化表達水平上調(diào),進一步抑制下游靶蛋白S6K1的蛋白磷酸化,從而下調(diào)促食欲肽AgRP和上調(diào)抑制食欲因子POMC,由此可見中樞攝食調(diào)控系統(tǒng)(mTOR-S6K1-AgRP/POMC)對外周饑餓狀態(tài)(ghrelin/leptin)缺乏有效響應,是導致花鱸厭食的主要原因。相似的結(jié)果在血漿中得到證實,空腹狀態(tài)時PPB組血漿ghrelin含量顯著高于FM組(P0.05),而中樞神經(jīng)食欲肽NPY無顯著差異。厭食狀態(tài)持續(xù)到2周后花鱸開始逐漸適應完全植物蛋白飼料,4周后花鱸下丘腦促食欲肽AgRP mRNA表達水平出現(xiàn)反轉(zhuǎn),PPB組顯著高于FM組(P0.05),表明攝食植物蛋白飼料的花鱸此階段處于積極索食狀態(tài),已經(jīng)完全適應植物蛋白飼料。12周餐后24h,PPB組血漿ghrelin含量顯著低于FM組(P0.05),同時leptin含量顯著高于FM組(P0.05),表明此時相比FM組,PPB組饑餓程度更低,但是中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑食因子POMC的顯著下調(diào)是此階段產(chǎn)生補償攝食的主要原因。人為禁食和恢復攝食試驗結(jié)果表明一旦花鱸適應植物蛋白飼料,無論禁食階段還是恢復攝食階段,中樞神經(jīng)系統(tǒng)攝食調(diào)控基因表達保持與外周饑餓狀態(tài)一致。進一步對比研究發(fā)現(xiàn),由植物蛋白飼料替代魚粉引起的花鱸主動選擇性攝食抑制與人為禁食處理導致的被動攝食抑制存在不同的調(diào)控機制:3d-3h時(厭食階段)抑制食欲因子leptin,mTOR,POMC顯著高于饑餓3周(s3w)(P0.05),而促食欲肽AgRP顯著下調(diào)(P0.05),與花鱸表觀攝食行為表現(xiàn)出的3d時極端厭食和s3w時積極索食狀態(tài)相一致。因此,花鱸對植物蛋白源飼料存在適應能力,ghrelin/leptin-m TOR-S6K1-AgRP/POMC攝食信號通路能夠有效的調(diào)控肉食性魚類攝食植物蛋白后由厭食到適應再到補償生長的攝食行為,對耐高植物蛋白養(yǎng)殖魚類基因靶向育種,有效提高肉食性魚類利用植物蛋白能力具有重要意義。
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S917.4
【圖文】：

0.351 0.490 0.5833.447 3.779 3.9692.386 2.039 1.6282.392 2.062 1.6791.583 1.785 1.8891.699 1.789 1.7585.890 7.107 8.075象花鱸魚苗購自裕隆漁場（威海，山東），花鱸逐步從海水淡產(chǎn)飼料安全評價基地（北京，昌平區(qū)南口鎮(zhèn)）室內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)中水溫和每周測定水質(zhì)以確保養(yǎng)殖系統(tǒng)水溫為 26-30 ℃，溶氧濃氨氮濃度＜0.3 mg L 1，亞硝酸鹽濃度＜0.1 mg L 1，養(yǎng)殖系井水，水流速度約 0.4 Ls 1。正式實驗前進行為期 4 周的馴化驗分別在 08:00 和 20:00 進行兩次飽食投喂。將體質(zhì)健康，且 隨機分配到 3 個處理組，在每個處理組中設置 20 個生物學重 個重復為生長桶，其余為采樣桶。進行為期 12 周的養(yǎng)殖試驗別為 08:00 和 20:00。

圖 2.4 混合植物蛋白完全替代魚粉對花鱸肝臟和后腸組織的影響(H&E) A:肝臟，B:后端腸道組織re 2.4 Liver and distal intestines histology of Japanese seabass fed FM or PPB100 diets. A: liver, B: distal int 討論蛋白質(zhì)和氨基酸是所有生物體的結(jié)構(gòu)與代謝中必不可少的營養(yǎng)元素，但是魚類自身不能的氨基酸，而必須從含有蛋白質(zhì)或氨基酸的飼料中攝取。與畜禽類相比，魚類的營養(yǎng)學不同，且不同魚類品種對配合飼料中的組成成分要求差異較大，尤其是水生動物對飼料質(zhì)利用率低，而對配合飼料中蛋白質(zhì)的需求量更多，因此蛋白質(zhì)是魚類最主要的能量來水生動物的種類對飼料中蛋白質(zhì)需求不同，與水產(chǎn)動物生長性能密切相關(guān)，根據(jù)魚類對性和植物性蛋白的喜好分為肉食性、雜食性和草食性。尤其是肉食性魚類，對植物蛋白有限。近年來，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量與日俱增的同時擴大了對水產(chǎn)飼料的需求量，因此我上魚粉進口大國，而全球魚粉價格居高不下隨著魚粉價格。所以尋求新型蛋白源，減少中魚粉的使用量，已經(jīng)成為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)能夠可持續(xù)發(fā)展中需要解決的重大問題（H0）。而植物蛋白源種植廣泛，資源豐富，價格方面具有不可替代的優(yōu)勢，是魚粉替代的源。但是與魚粉相比，存在諸多缺陷。首先，植物蛋白源氨基酸含量不平衡，例如賴氨酸在其他動物體內(nèi)含量比較豐富，尤其在魚粉和血粉內(nèi)含量較高，而在植物蛋白原料中含量

國農(nóng)業(yè)科學院博士學位論文 第三章 混合植物蛋白完全替代魚粉對花鱸攝食調(diào)控通路的影響3.2.5 混合植物蛋白完全替代魚粉對花鱸攝食調(diào)控通路基因的蛋白磷酸化水平的影響mTOR 及其下游靶蛋白 S6K1，分別作為重要的蛋白激酶，主要以磷酸化形式發(fā)揮功能。由因表達結(jié)果可知，3d-3h 時是花鱸應對植物蛋白飼料厭食最激烈的時間點。將此階段的 S6K1絲氨酸 389 磷酸化位點的蛋白表達量（P-S6K1）與 S6K1 蛋白表達量進行比較，結(jié)果如圖 3.7示。未攝食的植物蛋白組花鱸 P-S6K1/ S6K1 顯著高于魚粉組（P<0.05）。

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本文編號：2794645