基于代谢组学方法研究低分子水解鱼蛋白调控肉食性鱼类生长性能的作用机制

水解鱼蛋白具有可与低温生产的优质鱼粉相媲美的特性，对肉食性鱼类的生长具有明显促进作用，但尚不清楚水解鱼蛋白如何影响鱼体的代谢活动。本项目拟采用代谢组学、差异蛋白组学、生物信息学等现代技术，以大菱鲆为肉食性鱼类动物模型，旨在回答：水解鱼蛋白对大菱鲆鱼体代谢过程会产生怎样的影响，这些影响对其生长和饲料利用的相关关系如何等问题。通过对饲料中添加水解鱼蛋白的大菱鲆血浆、肝脏和肾脏等组织代谢物组分析，结合多变量统计为基础的模式识别技术，建立鱼类代谢组分析方法；重点研究水解鱼蛋白对大菱鲆鱼体内代谢过程中内源性小分子代谢产物表达谱、生理生化的关键变化，探讨水解蛋白对其机体重要器官的蛋白表达谱的影响，阐明水解鱼蛋白在大菱鲆体内吸收、利用和代谢的调控规律，为阐明水解鱼蛋白对肉食性鱼类的作用机制，提高水解鱼蛋白利用率提供依据。同时，也为系统和高效地开展鱼类营养代谢的研究工作提供新的方法学基础。

世界鱼粉年产量仅为600-700万吨，而养殖产量以每年11%的速度扩张，很显然，这样的增长速度难以维持以鱼粉为主要蛋白源的水产养殖业稳定发展，开辟鱼粉替代品迫在眉睫。水解鱼蛋白具有可与低温生产的优质鱼粉相媲美的特性，对肉食性鱼类的生长具有明显促进作用，但尚不清楚水解鱼蛋白如何影响鱼体的代谢活动。本项目以大菱鲆为对象研究了不同分子量及不同水平的低分子水解鱼蛋白对大菱鲆生长、蛋白效率比、蛋白沉积率、蛋白生物效应价的影响，并探讨了其与生长激素(GH)及类胰岛素样生长因子水平的影响，揭示了不同水平的水解鱼蛋白与GHR及IGF-ⅠmRNA表达量的关系。.不同分子量水解鱼蛋白的研究结果显示，在高植物蛋白饲料中添加低分子量水解鱼蛋白, 大菱鲆幼鱼的生长和饲料利用有升高的趋势, 但不同分子量水解鱼蛋白均显著提高了大菱鲆对饲料干物质、蛋白质和氨基酸的消化率, 且低分子量效果优于中分子量和高分子量；此外, 添加不同分子量水解鱼蛋白都降低了牛磺酸的消化率。代谢组学分析显示鱼粉组与低分子量、中分子量及高分子量的肝脏及肌肉的代谢物均产生差异，这些代谢物主要参与肝脏和肌肉的氨基酸代谢、胆碱代谢和能量代谢，而且代谢物的变化与生长有相同的变化趋势。.以超滤水解鱼蛋白替代10%鱼粉不影响大菱鲆的生长，超滤水解鱼蛋白水平与大菱鲆的特定生长率、摄食率、饲料效率、蛋白效率比、蛋白沉积率无明显的相关关系，而与消化率呈正相关，与PepT1的表达呈负相关。高水平超滤水解鱼蛋白水平影响生长及肝、肌肉的代谢，在肝脏主要二甲胺及N,N-二甲基甘氨、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸及精氨酸发生变化，这些代谢物参与了胆碱代谢及氨基酸代谢，在肌肉主要乳酸、丙氨酸、脯氨酸、延胡索酸、酪氨酸、组氨酸、胱硫醚及牛磺酸发生变化，这些代谢物主要参与糖酵解代谢、糖异生代谢及牛磺酸代谢。.主要成果包括三方面：1） 揭示不同分子量水解鱼蛋白对大菱鲆消化率的影响，尤其是对牛磺酸消化率的影响； 2）探明低分子水解鱼蛋白与大菱鲆生长性能、饲料利用、蛋白利用、消化率、形态学指标的剂量—效应关系；3）首次发现代谢组学可以结合生长揭示低分子水解鱼蛋白大菱鲆体内吸收、利用和代谢的调控规律。