牛磺酸对草鱼生产性能、肠道、鳃和机体健康及肉质的作用及其机制

牛磺酸对草鱼生产性能、肠道、鳃和机体健康及肉质的作用及其机制

【摘要】： 本文研究了在植物蛋白饲粮中添加牛磺酸对生长中期草鱼生产性能、肠道、鳃和机体健康以及肉质的作用及其机制。试验选取了初始体重为255.74± 0.65 g的健康草鱼540尾,分别饲喂鱼粉饲粮(牛磺酸含量0.42 g kg-1饲粮)和添加不同水平牛磺酸的植物蛋白饲粮(牛磺酸添加量分别为:0、0.50、0.99、1.46和1.98 gkg-1饲粮),进行为期60天的生长试验。生长试验结束后,为了研究牛磺酸对鱼类肠道、鳃和机体健康的作用及其作用机制,每个处理选取30尾接近处理均重的鱼平均分为两组,分别进行了为期14天的嗜水气单胞菌攻毒试验和3天的柱状黄杆菌攻毒试验。结果表明:饲粮中添加适量的牛磺酸提高了生长中期草鱼特异性生长率(SGR)、增重百分比(PWG)、采食量(FI)和饲料效率(FE),提高了生产性能。进一步研究发现:添加适量的牛磺酸提高了草鱼肠炎、烂鳃和赤皮抵抗力,增强了肠道、鳃和机体健康。这与添加适宜量的牛磺酸提高了草鱼肠道、头肾、脾脏、皮肤和鳃免疫功能和结构完整性有关:(1)适量的牛磺酸提高了草鱼肠道、头肾、脾脏、皮肤和鳃中溶菌酶(LZ)和酸性磷酸酶活力(ACP)活力、补体C3和C4以及免疫球蛋白IgM含量,上调了抗菌肽LEAP-2A、LEAP-2B、hepcidin、β-defensin-1和Mucin 2(仅肠道)mRNA水平,提高了抗菌能力,牛磺酸可能通过下调核转录因子KBp65(NF-κB p65)(而不是NF-κBp52)mRNA水平和上调雷帕霉素靶蛋白信号(TOR)mRNA水平,下调了主要促炎细胞因子肿瘤坏死因子α(TNF-α)(后肠除外)、干扰素γ2(鳃除外)、白介素1β、IL-8(前、中肠除外)和IL-17D(鳃除外)等的mRNA水平,上调了主要抗炎细胞因子IL-10(后肠除外)、IL-11和转化生长因子β1(TGF-β1)(而不是TGF-β2)等的mRNA水平,降低了炎症反应,增强了免疫功能。(2)一方面,适宜量的牛磺酸可能通过上调草鱼肠道、头肾、脾脏、皮肤和鳃中信号分子Nrf2和下调信号分子keap1a(而不是keap1b)的mRNA水平上调了 CuZnSOD、MnSOD、GPx1a、GPx1b(而不是 GPx4a 和 GPx4b)、CAT、GSTR、GSTO1、GST02、GSTP1、GSTP2(肠道除外)和GR的mRNA水平,提高了铜锌超氧化物歧化酶(CuZnSOD)、锰超氧化物歧化酶(MnSOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、过氧化氢酶(CAT)(中肠和后肠除外)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)和谷胱甘肽还原酶(GR)活力以及谷胱甘肽(GSH)含量,增强了抗氧化损伤能力,降低了氧化损伤;同时,添加适量的牛磺酸通过下调信号分子p38 MAPK或JNK(肠道、鳃除外)mRNA水平,上调了 B细胞淋巴瘤蛋白-2(Bcl-2)和髓细胞白血病基因-1(Mcl-1)的mRNA水平,下调了caspase-3、caspase-7、caspase-8、caspase-9、B 细胞淋巴瘤 2 相关 X 蛋白(Bax)、凋亡蛋白酶活化因子-1(Apaf-1)和死亡因子Fas配体(FasL)(脾脏和皮肤除外)mRNA水平,抑制了细胞凋亡,维持了草鱼肠道、头肾、脾脏、皮肤和鳃细胞结构完整性;另一方面,适宜量的牛磺酸可能通过下调肌球蛋白轻链激酶(MLCK)mRNA水平,上调了细胞间屏障功能蛋白ZO-1、ZO-2(鳃除外)、occludin(头肾、脾脏和后肠除外)、claudin-b和claudin-c等的mRNA水平,下调了孔状疏松蛋白claudin-12/-15 mRNA水平,维持了细胞间结构完整性。此外,添加适量的牛磺酸还提高了生长中期草鱼肌肉营养物质(蛋白、必需氨基酸、风味氨基酸和多不饱和脂肪酸)含量、pH和羟脯氨酸含量,降低了粗脂肪含量、蒸煮损失、剪切力、乳酸含量、组织蛋白酶B和L活力和饱和脂肪酸含量,改善了肌肉品质。进一步研究发现:肌肉品质的提高可能与牛磺酸通过上调TOR、S6K1、Nrf2、CK2α和CK2[β mRNA水平,提高了 CuZnSOD等抗氧化酶的mRNA水平和活力,增强抗氧化损伤能力,减少了 ROS含量,降低了氧化损伤有关。综上所述,饲粮中添加适宜量的牛磺酸能够提高生长中期草鱼的生产性能、肠道、鳃和机体健康以及改善肌肉品质。抗病力的提高与适宜量的牛磺酸提高了草鱼肠道、头肾、脾脏、皮肤和鳃的免疫功能和结构完整性有关:(1)添加适量的牛磺酸提高了草鱼肠道、头肾、脾脏、皮肤和鳃抗菌物质活力、含量和mRNA水平,提高了抗菌能力;并通过下调NF-κB p65等信号分子的mRNA水平和上调TOR等信号分子的mRNA水平下调了主要促炎细胞因子的mRNA水平和上调主要抗炎细胞因子的mRNA水平,降低了炎症反应,提高了免疫功能;(2)牛磺酸可能通过上调Nrf2的mRNA水平上调了 CuZnSOD等抗氧化酶mRNA水平和活力从而降低了氧化损伤,并通过下调p38 MAPK和JNK(肠道和鳃除外)等信号分子的mRNA水平下调了caspase-3等促凋亡蛋白mRNA水平抑制了细胞凋亡,维持了细胞结构完整性;同时,可能通过调控MLCK信号调控了细胞间紧密连接蛋白mRNA水平,维持了细胞间结构完整性。肌肉品质的提高可能与牛磺酸通过Nrf2信号上调了 CuZnSOD等抗氧化酶mRNA水平和活力从而降低了肌肉氧化损伤有关。以PWG、肠炎、赤皮和烂鳃抵抗力以及肌肉羟脯氨酸含量为标识确定中期草鱼(255-740 g)在植物蛋白饲粮中牛磺酸的最适添加量分别为:1.05、1.08、1.12、1.09和1.02 gkg-1饲粮。

【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017

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