大黄鱼糖营养代谢调控与利用的生理与分子机制

In the present project, modern biochemistry, physiology, molecular biology, and isotope technique are used to study the key factors on nutritional metabolic regulation and utilization of carbohydrate of large yellow croaker. The key factors contained: (1) relationship between carbohydrate digestive enzyme in the digestive tracts and glands and dietary carbohydrate types and levels; (2) relationship between key enzyme's activities and gene expression of glycolysis and gluconeogenesis and plasma glucose level, as well as the physiological and molecular mechanism of nutritional and hormonal regulation; (3) relationship between glucose tolerance and insulin and glucagon levels; (4) interactions between dietary carbohydrate and lipid, and protein; (5) comparison on utilization between monosaccharides and polysaccharides. The results showed the trends of carbohydrate digestivie enzymes and glucose key metaoblic enzymes activities. Digestion and absorption database of different carbohydrate sources were established. The results revealed insulin and glucagon on the role of regulation of glucose metabolism and plasma glucose tolerance. And the mechanism of regulation of key enzyme in glucose metabolism gene expression for large yellow croaker were evaluated. It is proposed to increase the measures of carbohydrate utilization ability. Through this project, in theory, the results exposited physiological and molecular mechanisms in the carbohydrates metabolic regulation and utilization; and in application, provided the theroetical basis of development efficient feed of large yellow croaker.

本项目运用现代生物化学、生理学、分子生物学等方法并结合同位素示踪技术，研究影响大黄鱼糖营养代谢调控和利用的一系列关键因素，包括：（1）大黄鱼消化道、消化腺糖消化酶活力与糖种类和添加水平的关系；（2）大黄鱼血浆葡萄糖水平与糖酵解和糖异生作用关键酶活性与基因表达的关系，及通过营养、激素调控血糖水平的生理和分子机制；（3）大黄鱼葡萄糖耐量与胰岛素和胰高血糖素水平关系；（4）大黄鱼对饲料中糖、脂类和蛋白质利用关系；（5）大黄鱼对单糖和多糖的利用能力。拟阐明大黄鱼糖消化酶和糖代谢关键酶活性变化趋势；获得大黄鱼对不同糖源的消化吸收数据库；揭示胰岛素和胰高血糖素对大黄鱼糖营养代谢调节作用以及大黄鱼葡萄糖的耐受性变化规律；探讨大黄鱼糖代谢关键酶基因表达的调控机理；提出增强大黄鱼对糖利用能力的措施等。在理论上阐明大黄鱼糖营养代谢调控和利用的生理和分子机制；在应用上为开发大黄鱼高效配合饲料提供理论依据。

大黄鱼是我国独具特色的海水养殖品种之一，在我国东南沿海的海洋渔业中占有重要地位。大黄鱼的养殖在福建和浙江等省迅速推广，年产量超过10万吨。在三大能源物质当中，糖是最廉价的能源物质。虽然陆生动物能够有效利用饲料中的糖类，但鱼类对糖的利用能力不及陆生动物。. 本项目研究了大黄鱼消化道消化酶活性，肝脏糖代谢关键酶活性，血浆中胰岛素和胰高血糖素水平与血糖关系，葡萄糖耐量，糖对蛋白质的节约作用，糖、脂类和蛋白质交互作用，大黄鱼对单糖和多糖利用能力的比较等；并从分子水平分析大黄鱼肝脏糖酵解和糖异生途径关键酶活性和基因表达的变化规律。. 重要结果如下：（1）大黄鱼利用结构复杂多糖的能力要高于单糖，不同糖类对大黄鱼糖酵解和糖异生途径关键酶活性的影响存在差异，小麦淀粉和玉米淀粉是大黄鱼饲料中优质的糖源；（2）以小麦淀粉为糖源，确定了大黄鱼饲料中糖的适宜添加量为10.90%-12.13%，相当于饲料中小麦面粉的添加量为18.17%-20.22%；（3）以增重率为指标，大黄鱼饲料中适宜的糖脂比为2.0-3.0:1；（4）大黄鱼饲料中适宜的糖水平可以起到节约蛋白质的效用；（5）与葡萄糖相比，随着饲料中小麦淀粉水平的增加，大黄鱼能够通过调节糖代谢关键酶活性及肝糖原含量来维持血糖的平衡，从而有效利用小麦淀粉，促进大黄鱼生长；（6）注射葡糖糖后，大黄鱼血糖达到峰值并持续较长时间，糖酵解关键酶如HK和GK表达量受血糖水平的调节，糖异生途径没有被抑制，会导致内源性葡萄糖的产生，从而影响了大黄鱼对葡萄糖的利用；（7）饲料中添加外源糖苷酶可以改善大黄鱼对高糖饲料的利用，并可以改善肠道消化酶活力；（8）饲料中添加外源糖苷酶可以改善大黄鱼肠道微生物群落组成，使有益菌群如变形菌们细菌数量增加。. 本项目研究一方面可以阐明大黄鱼糖代谢调控和利用的物质和能量基础，另一方面可以揭示大黄鱼糖代谢调控和利用的生理和分子机制。从而在理论上丰富大黄鱼糖营养代谢调控理论；在应用上为研制大黄鱼健康养殖的全价配合饲料提供理论依据。