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在高植物蛋白饲料中添加胆固醇、牛磺酸和大豆皂甙对大菱鲆生长性能和胆固醇代谢的影响

作　者: 贠彪
导　师: 麦康森
学　校: 中国海洋大学
专　业: 水产养殖
关键词: 大菱鲆胆固醇牛磺酸大豆皂甙限饲植物蛋白鱼粉生长胆固醇代谢
分类号: S963
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

以我国重要海水肉食性养殖鱼类大菱鲆（Scophthalmus maximus L.）为实验对象，在室内流水养殖系统中进行摄食生长实验，研究高植物蛋白饲料中添加胆固醇、牛磺酸和大豆皂甙以及限饲水平对大菱鲆生长性能和胆固醇代谢的影响。在此基础上探讨植物蛋白降低鱼类血浆胆固醇的机制。本文的研究内容和主要研究结果如下：1、高植物蛋白饲料中添加胆固醇对大菱鲆幼鱼摄食、生长和胆固醇代谢的影响用添加胆固醇的高植物蛋白饲料饲喂大菱鲆（Scophthalmus maximus L.）幼鱼9周，研究其对大菱鲆摄食、生长和胆固醇代谢的影响。实验设计了5组等氮等脂饲料，以含鱼粉58%的饲料作为基础饲料（FM），而其它4组饲料均含14.5%的鱼粉、42.0%豆粕和18.5%谷朊粉，在这4组饲料中分别补充0.0%（C-0.0%）、0.5%（C-0.5%）、1.0%（C-1.0%）和1.5%（C-1.5%）的胆固醇，其实测值分别为0.30%、0.77%、1.25%和1.78%，而基础饲料中胆固醇检测值为0.63%。结果表明，摄食饲料FM的大菱鲆增重率和饲料效率均显著高于其它饲料组（P<0.05）。与C-0.0%组相比，摄食饲料C-1.0%组显著提高了大菱鲆幼鱼的摄食率、增重率和血浆及肝脏胆固醇水平（P<0.05）。与C-1.0%组相比，摄食饲料C-1.5%组显著抑制了实验鱼的增重率和摄食率（P<0.05）。当饲料中胆固醇含量为1.25%（C-1.0%）时，其全鱼脂肪含量最高，且显著高于其它处理组（P<0.05）。饲料中胆固醇含量与血浆中总胆固醇、游离胆固醇、胆固醇酯、高密度脂蛋白胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇的含量、肝脏中总胆固醇、胆固醇酯的含量及粪便中总胆固醇的含量呈显著相关关系，相关系数均大于0.74。饲料中含有0.30%的胆固醇（C-0.0%），其粪便总胆汁酸含量和肝脏胆固醇7A羟化酶的活性在所有处理组中最低。该研究结果表明，高植物蛋白饲料中含有1.25%的胆固醇有利于大菱鲆幼鱼的生长，且对其生理状态无不良影响。2、大菱鲆HMG-CoAr基因的克隆、序列分析以及胆固醇添加到高植物蛋白饲料中对肝脏HMG-CoAr基因mRNA表达量的影响以大菱鲆（Scophthalmus maximus L.）为实验材料，利用同源克隆技术和RACE技术从大菱鲆肝脏中成功扩增出3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶（3-hydroxy-3-methylglutaryl-Coenzyme A reductase，HMG-CoAr）cDNA的全序列。HMG-CoAr基因cDNA全长序列为3048bp（Genbank No: JN542428），其中包括一个有2664bp的开放阅读框且编码887个氨基酸，预测分子量约为96.52kDa，理论等电点为6.44。BLAST分析显示大菱鲆HMG-CoAr基因与其它已知脊椎动物具有高度同源性，且N-端和C-端高度保守，仅连接N-端和C-端的中间疏水部分变异较大。序列分析指出HMG-CoAr基因在N-端氨基酸部分包括5个主要的跨膜域。实时定量PCR技术检测了全鱼粉组（FM）、高植物蛋白组（C-0.0%）和高植物蛋白组基础饲料中添加1.0%的胆固醇（C-1.0%）对大菱鲆肝脏HMG-CoAr基因mRNA表达量的影响。结果表明，与摄食全鱼粉组相比（DietFM），摄食高植物蛋白饲料（C-0.0%）能显著上调大菱鲆肝脏HMG-CoAr基因mRNA的表达（P<0.01）。然而，当高植物蛋白饲料中补充1.0%的胆固醇则显著抑制肝脏HMG-CoAr基因mRNA的表达量（P<0.01）。该研究结果表明，充足的饲料胆固醇能够显著抑制HMG-CoAr基因mRNA的表达，胆固醇的合成受反馈调节机制控制。3、高植物蛋白饲料中添加胆固醇和牛磺酸对大菱鲆幼鱼摄食、生长、胆固醇代谢以及肝脏HMG-CoAr基因mRNA表达量的影响在高植物蛋白饲料中添加胆固醇、牛磺酸或同时添加胆固醇和牛磺酸研究其对大菱鲆（Scophthalmus maximus L.）幼鱼生长性能和胆固醇代谢的影响。实验基础饲料（对照组）包括14.5%的鱼粉和50%的粗蛋白，在基础饲料中分别添加1.0%牛磺酸、1.0%胆固醇及1.0%胆固醇和1.0%牛磺酸的混合物（各组饲料分别命名为C-1.0%、T-1.0%和TC），配制成等氮等脂的实验饲料。实验结果表明摄食饲料C-1.0%、T-1.0%和TC的大菱鲆增重率显著高于对照组。其中摄食饲料TC的大菱鲆增重率最高，但与C-1.0%相比无显著差异（P>0.05）。与摄食饲料C-1.0%相比，摄食饲料TC显著降低了大菱鲆血浆总胆固醇、游离胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇含量（P<0.05）。与对照组相比，摄食饲料C-1.0%能显著提高实验鱼胆固醇7A羟化酶（CYP7A1）的活性（P<0.05），且摄食饲料T-1.0%组CYP7A1活性最高。与摄食饲料C-1.0%相比，摄食饲料TC能显著下调HMG-CoAr基因mRNA的表达量（P<0.05）。该研究结果表明，高植物蛋白饲料中添加1.0%胆固醇和1.0%的牛磺酸有利于大菱鲆的生长。4、饲料中添加大豆皂甙对大菱鲆幼鱼摄食、生长和胆固醇代谢的影响本实验旨在研究大豆皂甙对大菱鲆幼鱼（Scophthalmus maximus L.）摄食、生长和胆固醇代谢的影响。以鱼粉饲料为基础饲料（对照组，不添加大豆皂甙），分别在对照饲料基础上添加0.3%（实际含量为0.25%）和0.6%（实际含量为0.5%）的大豆皂甙产品，配制出另外的2组实验饲料。3组饲料大豆皂甙的含量分别为0.0%（Diet1）、0.25%（Diet2）和0.5%（Diet3）。结果表明，与对照组相比，饲料中添加0.25%的大豆皂甙（Diet2）对实验鱼的摄食率、饲料利用率和生长无显著影响。但与对照组相比，饲料中添加0.5%的大豆皂甙显著抑制了实验鱼的生长（P<0.05）。血浆、肝脏和粪便胆固醇代谢相关指标在各处理组间均无显著差异。以上结果表明在鱼粉为基础的饲料中添加0.25%大豆皂甙对大菱鲆幼鱼的生长没有负面效应，而添加0.5%大豆皂甙则显著抑制大菱鲆幼鱼的生长。各组间实验鱼血浆、肝脏和粪便胆固醇含量无显著差异，这表明在鱼粉为基础的饲料中添加大豆皂甙对实验鱼胆固醇代谢无显著影响。5、限饲水平对大菱鲆幼鱼生长性能、胆固醇代谢以及肝脏HMG-CoAr基因表达的影响以初始体重为6.4±0.1g的大菱鲆幼鱼为实验研究对象，探讨限饲水平对大菱鲆幼鱼生长性能和胆固醇代谢的影响。实验分为4组，对照组以表观饱食投喂，其它3组摄食率相应调整为表观饱食的75%、50%和25%，并分别命名为100%组、75%组、50%组和25%组。实验结果表明，摄食率与大菱鲆增重率、血浆总胆固醇、游离胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇呈显著的正相关关系（P<0.05）。而摄食率与肝脏总胆固醇、游离胆固醇及胆固醇酯呈显著负相关关系（P<0.05）。与对照组相比，25%组的酰基辅酶A：胆固醇酰基转移酶（ACAT）活性显著降低（P<0.05），且其活性与摄食率呈显著正相关关系（P<0.05）。与对照组相比，摄食表观饱食50%或25%的实验组显著上调了3-羟基-3-甲基戊二酰-辅酶A还原酶（HMG-CoAr）基因的mRNA表达。以上结果表明，植物蛋白所致的鱼类血浆低胆固醇效应部分归因于其摄食植物蛋白后导致的摄食率下降。在50%或25%组中、显著升高的实验鱼肝脏胆固醇含量可能与其胆固醇合成能力升高有关。

全文目录

摘要  5-9
Abstract  9-17
引言  17-19
第一章文献综述  19-37
  1. 胆固醇在鱼类饲料中应用的研究进展  19-25
    1.1 胆固醇的生理功能  19-20
    1.2 胆固醇的合成  20-22
    1.3 胆固醇在水产动物上的研究进展  22-24
    1.4 小结  24-25
  2. 牛磺酸在鱼类饲料中应用的研究进展  25-29
    2.1 牛磺酸的生理功能  25-26
    2.2 鱼类合成牛磺酸的能力  26-27
    2.3 牛磺酸在水产动物上的研究进展  27-28
    2.4 小结  28-29
  3. 植物蛋白降低鱼类血浆胆固醇机制的研究进展  29-35
    3.1 植物蛋白源替代鱼粉后对鱼类胆固醇代谢的影响  29-30
    3.2 大豆皂甙对鱼类胆固醇代谢的影响  30-34
    3.3 限饲对鱼类胆固醇代谢的影响  34-35
    3.4 小结  35
  4. 本研究的目的和意义  35-37
    4.1 研究的目的  35-36
    4.2 研究的意义  36-37
第二章高植物蛋白饲料中添加胆固醇对大菱鲆幼鱼摄食、生长和胆固醇代谢的影响  37-54
  1. 引言  37-38
  2. 材料和方法  38-41
    2.1 饲料原料和饲料配方  38-39
    2.2 实验过程  39-40
    2.3 化学分析  40-41
    2.4 计算和统计方法  41
  3. 结果  41-43
  4. 讨论  43-46
  附表和图  46-54
第三章大菱鲆 HMG-COAR 基因的克隆、序列分析以及高植物蛋白饲料中添加胆固醇对肝脏 HMG-COAR 基因表达的影响  54-87
  1. 引言  54-55
  2. 材料和方法  55-66
    2.1 饲料原料和饲料配方  55
    2.2 实验过程  55-56
    2.3 HMG-CoAr 基因的克隆  56-62
    2.4 序列分析和系统进化分析  62-63
    2.5 HMG-CoAr mRNA 表达的实时荧光定量 PCR 分析  63-65
    2.6 统计方法  65-66
  3. 结果  66-67
    3.1 HMG-CoAr 基因的 cDNA 克隆  66
    3.2 HMG-CoAr 基因序列特征分析  66
    3.3 与其它物种的 HMG-CoAr 序列比对和系统进化树分析  66-67
    3.4 HMG-CoAr 基因表达的定量分析  67
  4. 讨论  67-70
  附表和图  70-87
第四章高植物蛋白饲料中添加胆固醇和牛磺酸对大菱鲆幼鱼摄食、生长、胆固醇代谢以及肝脏 HMG-COAR 基因表达的影响  87-102
  1. 引言  87-88
  2. 材料和方法  88-91
    2.1 饲料原料和饲料配方  88-89
    2.2 实验过程  89-90
    2.3 化学分析  90-91
    2.4 计算和统计方法  91
  3. 实验结果  91-93
    3.1 成活率、生长性能和体指数  91-92
    3.2 体组成  92
    3.3 血浆、肝脏和粪便胆固醇  92
    3.4 CYP7A1 活性  92
    3.5 HMG-CoAr 基因表达  92-93
  4. 讨论  93-95
  附表和图  95-102
第五章饲料中添加大豆皂甙对大菱鲆幼鱼摄食、生长和胆固醇代谢的影响  102-115
  1. 前言  102-103
  2. 材料与方法  103-105
    2.1 饲料原料和饲料配方  103
    2.2 实验过程  103-104
    2.3 化学分析  104-105
    2.4 计算和统计方法  105
  3. 结果  105-106
    3.1 成活率和生长性能  105-106
    3.2 体指数  106
    3.3 血浆、肝脏和粪便胆固醇  106
  4 讨论  106-109
  附表  109-115
第六章限饲水平对大菱鲆幼鱼生长性能、胆固醇代谢以及肝脏HMG-COAR 基因表达的影响  115-130
  1. 引言  115-116
  2. 材料与方法  116-118
    2.1 实验饲料和实验设计  116
    2.2 实验过程  116-117
    2.3 化学分析  117-118
    2.4 计算和统计方法  118
  3. 结果  118-119
    3.1 饲料的营养组成和生长性能  118
    3.2 血浆胆固醇  118-119
    3.3 肝脏胆固醇  119
    3.4 ACAT 活性  119
    3.5 肝脏 HMG-CoAr 基因 mRNA 的表达  119
  4. 讨论  119-122
  附表和图  122-130
第七章全文总结  130-131
参考文献  131-145
本研究已发表和拟发表的 SCI 论文  145-146
博士在读期间已发表或拟发表的 SCI 论文  146-148
致谢  148

在高植物蛋白饲料中添加胆固醇、牛磺酸和大豆皂甙对大菱鲆生长性能和胆固醇代谢的影响

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