肉堿對魚類營養(yǎng)代謝的調(diào)控機(jī)制研究

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1、2018屆研究生博士學(xué)位論文分類號：學(xué)校代碼：10269密級：學(xué)號：52131300008論文題目：肉堿對魚類營養(yǎng)代謝的調(diào)控機(jī)制研究院系：生命科學(xué)學(xué)院專業(yè)：動物學(xué)研究方向：水生動物營養(yǎng)代謝生理指導(dǎo)教師：杜震宇教授學(xué)位申請人：李加敏2018年4月2018屆研究生博士學(xué)位論文分類號：學(xué)校代碼：10269密級：學(xué)號：52131300008EastChinaNormalUniversity博士學(xué)位論文DOCTORALDISSERTATION論文題目：肉堿對魚類營養(yǎng)代謝的調(diào)控機(jī)制研究姓名：李加敏學(xué)號：52131300008學(xué)

2、院：生命科學(xué)學(xué)院專業(yè)：動物學(xué)方向：水生動物營養(yǎng)代謝生理導(dǎo)師：杜震宇教授2018年4月EastChinaNormalUniversity(10269)Dissertationfordoctoraldegreeof2018EastChinaNormalUniversityTHEREGULATIONOFCARNITINNEINFISHNUTRIONALMETABOLSIMName:JiaminLiStudentIDNO:52131300008Department:LifeSciencesMajor:ZoologyRese

3、archarea:AquacultureNutritionSupervisor:Prof.ZhenyuDuApril,2018李加敏博士學(xué)位論文答辯委員會成員名單姓名職稱單位備注李家樂教授上海海洋大學(xué)主席周歧存教授寧波大學(xué)莊平研究員東海水產(chǎn)研究所楊嘉龍研究員華東師范大學(xué)陳立僑教授華東師范大學(xué)中文摘要中文摘要水產(chǎn)養(yǎng)殖中高脂飼料的應(yīng)用可起到蛋白節(jié)約效應(yīng)，但高脂飼料也會帶來魚類脂肪的嚴(yán)重沉積，進(jìn)而影響魚類生長和健康，因此尋找有效的降脂因子以降低高脂飼料的危害受到魚類營養(yǎng)學(xué)家的重視。哺乳動物的已有研究表明，肉堿通過提升線粒

4、體β-氧化能力，促進(jìn)脂肪分解。肉堿在魚類營養(yǎng)研究和養(yǎng)殖實踐的應(yīng)用表明，肉堿在眾多魚類中起到促進(jìn)生長、降低體脂，甚至節(jié)約蛋白的作用。然而在不同魚類中，肉堿作用效果不同，甚至在一些魚類中增加了組織脂肪的沉積。由于肉堿降脂的機(jī)制不清晰，使得人們不能準(zhǔn)確理解肉堿作用的這種矛盾性和復(fù)雜性。此外，在生產(chǎn)實踐中，肉堿以L-肉堿和D-肉堿兩種形式存在，而兩者之間在魚類營養(yǎng)代謝中的功能差異并不十分明確，也使得對不同構(gòu)型肉堿的選擇缺乏確鑿的科學(xué)依據(jù)。以上這些問題的存在，嚴(yán)重限制了肉堿在魚類養(yǎng)殖中的進(jìn)一步應(yīng)用。因此系統(tǒng)地研究肉堿在魚類營

5、養(yǎng)代謝中的調(diào)控機(jī)制，為魚類養(yǎng)殖中添加肉堿以實現(xiàn)降脂和節(jié)約蛋白的效果提供必要的理論依據(jù)。為此本文通過對斑馬魚飼喂含L-肉堿和肉堿合成抑制劑的飼料，構(gòu)建高肉堿和低肉堿斑馬魚模型，以研究L-肉堿在魚類營養(yǎng)代謝中的調(diào)控機(jī)制；之后，又構(gòu)建了低肉堿羅非魚模型，并以此為基礎(chǔ)研究不同構(gòu)型肉堿在魚類營養(yǎng)代謝中調(diào)控功能的差異。1.高肉堿對斑馬魚營養(yǎng)代謝調(diào)控的研究本論文首先在斑馬魚中進(jìn)行L-肉堿調(diào)控功能的研究。配制含L-肉堿(500mg/kgBW)，且脂肪水平為7%的飼料，飼喂斑馬魚6周以構(gòu)建高肉堿魚類模型，然后再分別飽食和饑餓處理一周

6、，通過檢測生理生化和分子指標(biāo)，以系統(tǒng)地研究L-肉堿對魚類營養(yǎng)代謝的調(diào)控作用。對肝臟和肌肉組織中肉堿的含量的檢測發(fā)現(xiàn)，在兩種營養(yǎng)狀態(tài)下，L-肉堿添加組中肝臟和肌肉的游離型肉堿和總?cè)鈮A含量都有明顯增加；在兩種營養(yǎng)狀態(tài)下，L-肉堿添加組全魚總脂無明顯變化，14但肝臟和肌肉中的甘油三酯含量明顯降低。C標(biāo)記的棕櫚酸測定的結(jié)果顯示，在兩種營養(yǎng)狀態(tài)下，肝臟和肌肉中線粒體的β-氧化能力得到提升，同時QPCRI中文摘要結(jié)果顯示肝臟和肌肉中cpt1的轉(zhuǎn)錄表達(dá)顯著上調(diào)，脂質(zhì)合成基因(acc、fas、dgat2)的轉(zhuǎn)錄表達(dá)受到抑制，而過氧

7、化物酶體的β-氧化能力和關(guān)鍵基因-acox3的表達(dá)無變化。本實驗檢測了糖代謝的相關(guān)指標(biāo)以研究肉堿對糖代謝的調(diào)控作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在饑餓狀態(tài)下，肉堿添加組的全魚糖原含量顯著增加，而兩種營養(yǎng)狀態(tài)下，其肝臟糖異生相關(guān)基因的表達(dá)和肌肉中糖酵解相關(guān)基因的表達(dá)分別得到顯著的增加和降低。對蛋白代謝相關(guān)指標(biāo)的檢測發(fā)現(xiàn)，飽食狀態(tài)下，肉堿添加組的全魚蛋白含量顯著增加，肝臟mtor基因的表達(dá)顯著上調(diào)。本實驗同時檢測了炎癥因子的基因表達(dá)，結(jié)果顯示在飽食和饑餓狀態(tài)下，肉堿添加組肌肉中促炎因子(tnf-α)和抑炎因子(tgf-β1)的基因表達(dá)分

8、別受到抑制和增強(qiáng)。以上實驗結(jié)果表明，飼料中添加合適的L-肉堿可增加魚類組織中肉堿含量，進(jìn)而通過增強(qiáng)線粒體的β-氧化能力以降低體脂，也能夠抑制機(jī)體對糖的利用，還可通過調(diào)控mtor信號通路增加蛋白合成，起到節(jié)約蛋白的效應(yīng)；同時添加L-肉堿也有減少炎癥發(fā)生的可能。總之，L-肉堿在魚類營養(yǎng)代謝中發(fā)揮著綜合性的調(diào)控作用。2.低肉堿對斑馬魚營養(yǎng)代謝調(diào)控的研究由于肉堿作用