黄颡鱼肠道功能对早期植物蛋白营养规划响应机制的研究

Improving the utilization and tolerance of fish to dietary plant protein is critical for developing low- or free-fishmeal diet. The nutrition programming at early stage of fish has found to be one of the best tactics to improve the utilization of dietary plant protein in fish. Intestine integrity is the basis for fish to utilize protein. However, there is no study focusing on fish intestinal function influenced by early plant protein nutritional programming. This study aims to evaluate the effects of early plant protein nutritional programming on growth, digestion and absorption, intestinal barrier in Pelteobagrus fulvidraco using integrated tools of nutritional, histological, physiological and molecular technique. The effect of mTOR on intestinal epithelial cells is also investigated in vitro and vivo experiments to explore the response of intestinal function to early plant protein nutrition programming. The results will provide a theoretical basis for using early nutritional programming to improving the utilization of plant protein in yellow catfish, and also can broaden the ways of improving the utilization of plant protein in fish.

提高鱼类对植物蛋白的利用和耐受，是开发低（无）鱼粉饲料的关键问题。现有研究发现，早期营养规划是提高鱼类利用植物蛋白能力的途径之一。肠道功能结构的完整性是鱼类利用饲料蛋白的基础，目前尚未见早期植物蛋白营养规划对鱼类肠道功能影响的详细报道。本项目拟以早期植物蛋白营养规划为手段，选取黄颡鱼为研究对象，采用营养学、组织学、生理学和分子生物学等技术手段，以生长性能、肠道消化吸收功能、粘膜屏障功能等为评价指标，结合在体和离体实验中mTOR信号通路对黄颡鱼肠道粘膜细胞免疫功能的作用，解析黄颡鱼肠道功能对早期植物蛋白营养规划的适应性响应机制。研究结果可为采取早期营养规划手段改善鱼类植物蛋白利用的研究提供前期基础，可有效拓宽提高鱼类植物蛋白利用效率的途径。

本项目分别以8dph和13dph黄颡鱼仔鱼为实验对象，采用经典营养学手段开展早期豆粕饲料营养规划实验，从鱼体生长、肠道形态学、肠道消化吸收、肠道抗氧化指标和基因表达调控等方面入手，探讨早期豆粕饲料营养规划对后期豆粕饲料再投喂下鱼类肠道功能的影响，从而解析黄颡鱼肠道对早期豆粕饲料营养规划的适应性响应。.实验结果表明，黄颡鱼仔鱼开展“早期营养规划”的时间节点直接影响其规划效果；生长、肠道酶活、抗氧化指标、肠道组织学等均表明8dph日龄较13dph日龄的规划效果更好；与13dph日龄相比，8dph日龄开展早期营养规划可显著改善后期摄食豆粕饲料黄颡鱼的生长性能，促进肠道胃蛋白酶、脂肪酶分泌和鱼体脂肪蓄积，有效改善黄颡鱼肠道组织结构。形态学数据表明，无论是否进行早期营养规划，黄颡鱼均表现出利用肠道延长策略适应豆粕饲料的特性；此外，相关基因mRNA表达水平检测数据表明，早期豆粕饲料营养规划可能通过上调AKT、mTOR，下调4EBP1基因的mRNA表达水平来应对豆粕饲料刺激。黄颡鱼肠道氨基酸转运载体PAT1、肠道紧密连接蛋白（闭合蛋白3、闭锁蛋白和闭锁小带蛋白）、肠道炎症因子（IL-12、IL-10、NF-κB、TNF-α）的mRNA表达均显著受早期豆粕营养规划的影响。