维生素A对生长中期草鱼生产性能、肠道、机体和鳃健康以及肌肉品质的作用及作用机制

摘要

本文旨在研究维生素A(VA)对生长中期草鱼生产性能、肠道、机体和鳃健康以及肌肉品质的作用及作用机制。试验选择初始体重为262.02±0.45g的健康草鱼540尾，随机分成6个处理组，饲喂不同水平的VA饲粮进行10周的生长试验，考察VA对生长中期草鱼生产性能以及肌肉品质的影响。生长试验结束后分别选取15尾鱼进行2周的嗜水气单孢菌攻毒试验和3天的鱼害链球菌攻毒试验，研究VA对鱼类肠道、机体和鳃结构完整性和免疫功能的作用及作用机制。
　　结果表明:适宜水平的VA提高了中期草鱼增重率(PWG)、特定生长率(SGR)、采食量(FI)和饲料效率(FE)并且提高了了抵抗肠炎、赤皮和烂鳃发生的能力。进一步研究发现:VA提高草鱼抵抗肠炎、赤皮和烂鳃发生的能力与其维持了肠道、机体和鳃结构完整性有关:①适宜水平的VA上调了生长中期草鱼肠道、机体和鳃核因子E2相关因子2(Nrf2)基因表达、下调了锚定蛋白kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1a(Keap1 a)（皮肤和鳃包括Keap1b）基因表达，上调了铜锌超氧化物歧化酶(CuZnSOD)、锰超氧化物歧化酶(MnSOD)（肠道除外）、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶亚型1a(GPx1a)（脾脏和鳃除外）、GPx4a和GPx4b（前中肠和鳃除外）、谷胱甘肽硫转移酶亚型r(GSTr)（头肾除外）和谷胱甘肽还原酶(GR)以及中后肠GSTp1和GSTo1亚型及皮肤GPx1b基因表达，提高了相应抗氧化酶的活力，从而提高了自由基清除能力，并降低了活性氧(ROS)含量，降低了脂质过氧化和蛋白质氧化损伤;同时，适宜水平的VA上调了草鱼肠道雷帕霉素靶蛋白(TOR)和核糖体蛋白S6激酶1(S6K1)基因表达及下调了eIF4E结合蛋白(4E-BP1)，同时下调了机体和鳃p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)，下调了肠道、机体和鳃Fas配体(FasL)基因表达，下调了半胱天冬酶-8(caspase-8)介导的死亡受体凋亡途径，并下调了肠道、机体和鳃促凋亡蛋白酶激活因子1(Apaf-1)（皮肤除外）和B细胞淋巴瘤蛋白-2相关X蛋白(Bax)基因表达以及上调了抗凋亡蛋白B细胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)基因表达，下调了caspase-9和caspase-3介导的线粒体凋亡途径，降低了肠道、机体和鳃细胞凋亡，维持了肠道、机体和鳃细胞结构完整性;②适宜水平的VA下调了生长中期草鱼肠道、机体和鳃肌球蛋白轻链激酶(MLCK)基因表达，上调了肠道、机体和鳃细胞间紧密连接蛋白闭锁连接蛋白-1(ZO-1)、occludin、claudin-b、claudin-c、claudin-12和claudin-15a（鳃除外）亚型基因表达、肠道和鳃claudin-3基因表达、中后肠和鳃claudin-7以及后肠claudin-11基因表达，维持了细胞间结构完整性。此外，适宜水平的VA提高草鱼抵抗肠炎、赤皮和烂鳃发生的能力也与其提高了肠道、机体和鳃免疫功能有关:①适宜水平的VA提高了生长中期草鱼肠道、机体和鳃非特异性免疫因子溶菌酶(LA)和酸性磷酸酶(ACP)活力以及补体C3和C4含量;上调了肠道、机体和鳃抗菌肽铁调素(Hepcidin)、β-防御素(β-defensin-1)以及肝脏表达抗菌肽2A(LEAP-2A)（前、中肠除外）和LEAP-2B（前、中肠除外）基因表达，提高了肠道、机体和鳃免疫力;②适宜水平的VA下调了草鱼肠道、机体和鳃促炎症信号分子抑制蛋白κB激酶β(IKKβ)、IKKγ(不通过IKKα)、核因子-κB p65(NF-κB p65)（前肠除外）、NF-κB P52（肠道和鳃除外）和肠道c-Rel基因表达以及上调了肠道、机体和鳃抑制子IκBα基因表达，下调了促炎细胞因子肿瘤坏死因子α(TNF-α)（脾脏除外）、干扰素γ2（IFN-γ2）（脾脏除外）、白介素-1β(IL-1β)、IL-6（前肠和鳃除外）、IL-8、前中后肠IL-12p35和IL-15基因表达以及中后肠IL-17D基因表达，并下调了草鱼中肠和后肠p38MAPK基因表达，上调机体和鳃TOR和S6KI基因表达，下调机体和鳃4EBP-1基因表达，从而上调了抗炎细胞因子IL-10（前肠和皮肤除外）、IL-11、转化生长因子β1(TGF-β1)（前肠除外）和TGF-β2（前肠除外）基因表达以及前中后肠IL-4/13A和IL-4/13B基因表达，降低了炎症反应，提高了鱼类肠道、机体和鳃的免疫功能。同时，适宜水平的VA提高生长中期草鱼肌肉蛋白品质、脂肪品质、胶原蛋白含量、保水性、PH和肌肉硬度，并且上调了Nrf2基因表达、下调了Keap1a基因表达，上调了CuZnSOD、MnSOD、CAT、GPx1a、GPx1b、GPx4a、GPx4b和GSTr基因表达，提高了相应抗氧化酶的活力，并且降低了ROS，降低了脂质过氧化和蛋白质氧化损伤，表明适宜水平的VA改善了中期草鱼的肌肉品质，且VA改善鱼类肌肉品质可能与其增强肌肉的抗氧化能力有关。
　　综上所述，适宜水平的VA能够提高中期草鱼的生产性能以及增强肠炎、赤皮和烂鳃病的抵抗能力。抵抗肠炎、赤皮和烂鳃病能力的提高与VA维持了鱼类肠道、机体和鳃结构完整性和提高了免疫功能有关:①VA可能通过上调Nrf2信号上调了CuZnSOD等抗氧化酶基因表达和活力从而降低了氧化损伤，并上调了抗凋亡蛋白Bcl-2以及下调了主要的促凋亡相关蛋白基因表达，抑制了细胞凋亡，维持了细胞结构完整性;②可能通过下调MLCK信号调控了细胞间紧密连接蛋白基因表达，维持了细胞间结构完整性;③提高了主要抗菌物质活力和含量、上调了主要抗菌肽的基因表达提高了抗菌能力，并上调了主要抗炎细胞因子，下调了主要促炎细胞因子及相关信号分子NF-κB p65等的基因表达，降低了炎症反应，提高了鱼类肠道、机体和鳃的免疫功能。同时，VA能提高鱼类肌肉营养成分以及保水性、胶原蛋白含量等，改善肌肉品质，且这一结果可能与VA增强鱼类肌肉的抗氧化能力有关。在本试验的条件下，根据体增重、抗肠炎发生率、头肾ACP、脾脏补体C3、抗鳃蛋白羰基(PC)以及肌肉剪切力为标识，中期草鱼(262-997g)对VA的需要量分别为1929、2048、2016、2281、2054和2093 IU/kg日粮。

目录

声明

摘要

符号说明

1 选题背景

2 文献综述

2．1 VA的结构特点及在体内的代谢途径

2．2 VA对水生动物生产性能的影响

2．3 VA对水生动物肠道、机体和鳃结构完整性的影响

2．3．1 VA对水生动物抗氧化能力的影响

2．3．2 VA对水生动物细胞凋亡的影响

2．3．3 VA对水生动物紧密连接的影响

2．4 VA对水生动物免疫功能的影响

2．4．1 VA对水生动物免疫物质的影响

2．4．2 VA对水生动物炎症的影响

2．5 VA对鱼类肉质的影响

2．5．1 VA对鱼类肌肉营养成分的影响

2．5．2 VA对鱼类肉质参数的影响

2．5．3 VA对鱼类肉质影响的可能机制

2．6 鱼类VA需要量

2．6．1 鱼类VA缺乏症

2．6．2 鱼类VA需要量

2．7 存在问题

3 本研究的目的和意义

3．1 研究目的

3．2 研究的意义

4 材料和方法

4．1 试验设计

4．2 基础饲粮配方及主要营养成分

4．3 生长试验及饲养管理

4．4 攻毒试验

4．5 指标测定

4．5．1 生产性能指标

4．5．2 肌肉成分的测定

4．5．3 肠道、机体、鳃和肌肉免疫及抗氧化参数测定

4．5．4 基因表达测定

4．6 数据处理与统计分析

5 结果与分析

5．1 VA对中期草鱼生产性能的影响

5．2 VA对中期草鱼肠炎、赤皮、烂鳃发病率的影响

5．3 VA对中期草鱼肠道健康的影晌

5．3．1 VA对中期草鱼肠道抗氧化系统的影响

5．3．2 VA对中期草鱼肠道凋亡途径的影响

5．3．3 VA对中期草鱼肠道紧密连接蛋白的影响

5．4 VA对中期草鱼机体健康的影响

5．4．1 VA对中期草鱼机体抗氧化系统的影晌

5．4．2 VA对中期草鱼机体凋亡途径的影响

5．4．3 VA对中期草鱼机体紧密连接蛋白的影响

5．4．4 VA对中期草鱼机体免疫功能的影响

5．5 VA对中期草鱼鳃健康的影响

5．5．1 VA对中期草鱼鳃抗氧化系统的影响

5．5．2 VA对中期草鱼鳃凋亡途径的影响

5．5．3 VA对中期草鱼鳃紧密连接蛋白的影响

5．5．4 VA对中期草鱼鳃免疫功能的影响

5．6 VA对中期草鱼肌肉品质的影响

5．6．1 VA对中期草鱼肉质理化指标的影响

5．6．2 VA对中期草鱼肌肉游离氨基酸含量的影响

5．6．3 VA对中期草鱼肌肉游离脂肪酸含量的影响

5．6．4 VA对中期草鱼肌肉抗氧化能力的影响

5．7 部分指标相关分析结果

5．7．1 肠道部分指标相关分析结果

5．7．2 机体、鳃和肌肉部分指标相关分析结果

6 讨论

6．1 VA提高了鱼类生产性能以及抵抗肠炎、赤皮和烂鳃的能力

6．2 VA增强了鱼类肠道健康

6．2．1 VA维持了鱼类肠道结构完整性

6．2．2 VA增强鱼类肠道免疫功能

6．3 VA增强了鱼类机体健康

6．3．1 VA增强了鱼类头肾、脾脏和皮肤的免疫功能

6．3．2 VA增强了鱼类头肾、脾脏和皮肤的结构完整性

6．4 VA增强了鱼类鳃健康

6．4．1 VA增强了鱼类鳃的结构完整性

6．4．2 VA增强了鱼类鳃的免疫屏障功能

6．5 VA对中期草鱼肌肉品质的影响

6．5．1 VA对中期草鱼肌肉营养组分的影响

6．5．2 VA对中期草鱼肌肉质地的影响

6．5．3 VA提高中期草鱼肌肉品质的可能方式

6．6 生长中期草鱼VA需要量

7 结论

参考文献

致谢

硕士攻读期间发表文章