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团头鲂(Megalobrama amblycephala)是我国主要养殖的几大淡水经济鱼类之一,具有极高的经济价值。提高饲料中的糖水平能够有效降低饲料成本,但是饲料中糖水平过高会给鱼体生长和肝脏健康带来负面影响。在高糖日粮中添加甜菜碱可以有效改善高糖对鱼体造成的负面影响。在本研究的试验一中发现,高糖日粮可导致团头鲂血清中牛磺酸含量降低,添加甜菜碱能够显著改善上述变化,但是这背后的机制却不清楚。因此,在试验二中,我们以高糖日粮为基础,向饲料中添加不同剂量的甜菜碱,结合生长表现、肝脏状况、肠道菌群状况以及血清代谢物含量变化得出高糖条件下甜菜碱的最适添加量,再结合对照组与甜菜碱最适添加量组的血清代谢物和关键酶基因表达的变化来探究高糖日粮中甜菜碱增加牛磺酸的可能途径。主要实验结果如下:1.高糖日粮中甜菜碱对牛磺酸含量的影响在试验一中,选择平均体重为5.47±0.09g的健康团头鲂幼鱼300尾,随机分为4个处理组,每个处理组3个重复,每个重复25尾鱼,且组间初始体重差异不显著。分别用标准饲料、高糖饲料、高糖加甜菜碱饲料投喂CD(对照)组、HCD(高糖)组、LSB(高糖加甜菜碱)组及SBD(12周高糖饲料+4周高糖加甜菜碱饲料)组的试验鱼,试验期为16周。试验结束后检测鱼体血清牛磺酸含量。结果显示:HCD组血清牛磺酸含量显著低于CD组(p<0.05),而LSB组血清牛磺酸含量则显著高于HCD组(p<0.05)。上述结果表明:高糖日粮可降低团头鲂血清中牛磺酸含量,而向高糖日粮中补充甜菜碱能够使血清牛磺酸含量上升。在试验二中,选择平均体重为6.75±0.10g的健康团头鲂幼鱼450尾,随机分为5个处理组,每个处理组3个重复,每个重复30尾鱼,各组间初始体重差异不显著(p>0.05)。5个处理组分别饲喂甜菜碱添加水平为0%、0.2%、0.4%、0.8%和1.6%的高糖饲料,试验期为79天。试验结束后检测鱼体的生长指标、肝脏健康状况、肠道微生物群落多样性和血清代谢物的变化。其血清代谢物牛磺酸的含量除0.2B组(甜菜碱添加水平为0.2%)与CD组(对照组,甜菜碱添加水平为0%)的差异不显著外(p>0.05),其它3组与CD组相比都显著增加(p<0.05),其中0.8B组(甜菜碱添加水平为0.8%)最高,这与试验一的结果相一致。2.高糖日粮中甜菜碱的最适添加量试验二的结果显示:0.8B组的增重率(WGR)最高,显著高于0.2B组(p<0.05)。与CD组相比,0.8B组的饵料系数(FCR)和肝体比(HSI)显著降低(p<0.05)。肝脏组织切片结果表明高糖造成了肝细胞内脂肪大量堆积,0.8%或1.6%的甜菜碱补充明显改善了肝细胞的脂肪堆积状况。肠道微生物结果显示:经Hae III酶切后,与CD组相比和0.2B组相比,1.6B组(甜菜碱添加水平为1.6%)的香浓指数(H′)显著升高(p<0.05),与0.2B组相比,1.6B组的均匀度指数(E′)同样显著升高(p<0.05);经Msp I酶切后,与0.2B组相比,1.6B组的H′和E′均显著升高(p<0.05),此外,微生物群落指数表明高糖日粮中的甜菜碱的添加量越高(0.2%<添加量<1.6%),团头鲂肠道微生物的物种越丰富、越趋于稳定,各个物种间的个体数越平均。其中,虽然1.6B组的甜菜碱添加效果最好,但是0.8B组与1.6B组无显著不同(p>0.05)。主成分分析显示CD组和0.2B组的样品均具有较高的变异性,0.4B组(甜菜碱添加水平为0.4%)、0.8B组和1.6B组的样本性质比较相似;聚类分析显示无论是经Hae III酶切还是Msp I酶切后,CD组和0.2B组样本分为一类,而0.4B,0.8B和1.6B组样本分为另一类,这说明在高糖条件下,高水平的甜菜碱(>0.4%)在微生物群落中引起了相似而重要的转变,高水平的甜菜碱对肠道菌群具有积极影响。血清代谢物结果显示:与CD组相比,0.8B组的蛋氨酸,肌氨酸,甘氨酸,丝氨酸,亚牛磺酸和牛磺酸的含量显著升高(p<0.05),且在各组中处于最高水平。0.8B组的磺基丙氨酸与胱氨酸含量与各组无显著不同(p>0.05)。1.6B组的高半胱氨酸含量显著高于CD组和0.8B组(p<0.05),而血液中过高的高半胱氨酸水平会导致高半胱氨酸血症,不利于动物机体健康,因此0.8B组具有最好的甜菜碱添加效果。综合生长数据、肝脏组织状况、肠道菌群及血清代谢物数据,可以得出结论:高糖日粮中甜菜碱的最适添加量为0.8%,即当日粮中总糖含量为43%时,团头鲂饲料中的甜菜碱的适宜添加量为0.8%。3.高糖日粮中甜菜碱增加血清牛磺酸含量的代谢路径以CD组(对照组,甜菜碱添加水平为0%)和0.8B组(甜菜碱最适添加量组,甜菜碱添加水平为0.8%)为研究对象,检测与牛磺酸生成相关的关键酶的基因表达,并结合血清代谢物的变化来探究高糖日粮中甜菜碱增加血清牛磺酸的代谢路径。血清代谢物结果显示:与CD组相比,0.8B组的甜菜碱、蛋氨酸、肌氨酸、甘氨酸、丝氨酸、亚牛磺酸及牛磺酸水平显著升高(p<0.05),高半胱氨酸、胱氨酸、胱硫醚以及磺基丙氨酸的含量没有发生显著变化(p>0.05)。与CD组相比,0.8B组的半胱胺双加氧酶a(ADOa)、半胱胺双加氧酶b(ADOb)及半胱亚磺酸脱羧酶(CSAD)在m RNA水平的基因表达量显著升高(p<0.05),半胱氨酸双加氧酶1(CDO1)的表达量保持不变(p>0.05),而谷氨酸脱羧酶(GAD)的基因表达量显著降低(p<0.05)。上述试验结果说明:(1)甜菜碱可通过半胱胺(CS)途径和半胱亚磺酸(CSA)途径来调节团头鲂的牛磺酸合成,而磺基丙氨酸(CA)途径并不是甜菜碱调节牛磺酸生成的主要途径;(2)甜菜碱不是通过改变牛磺酸合成过程中的关键代谢物胱硫醚、胱氨酸以及磺基丙氨酸的含量,而是通过增强ADO和CSAD的基因表达来最终增加亚牛磺酸和牛磺酸的含量;(3)在CSA途径中,甜菜碱通过增强CSAD的基因表达促进牛磺酸生成,而GAD不参与牛磺酸的生物合成,或其作用非常有限;在CS途径中,甜菜碱通过增强ADO的基因表达促进牛磺酸合成,但在此过程中ADOa和ADOb哪一个起主要作用还无法断定。