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本文以虎龙斑幼鱼为实验对象,分别通过转录组学技术和细胞学技术来研究精氨酸促虎龙斑生长、免疫机制及虎龙斑中谷氨酸是否能合成精氨酸。1.虎龙斑中谷氨酸-精氨酸合成研究本实验设计了4个细胞培养实验,将虎龙斑肠道、体肾细胞加入不同的培养基中孵育,检测细胞和培养基中游离谷氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸和精氨酸含量。基础培养基为含有双抗（100 IU mL1 penicillin,100 μg mL1 streptomycin）和15%FBS,且不含谷氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸和精氨酸的L-15培养基。实验1是在基础培养基中添加1mmol/L鸟氨酸（培养基A）,然后进行肠道细胞培养。实验2是在基础培养基中添加1mmol/L瓜氨酸（培养基B）,然后进行体肾细胞培养。实验3是在基础培养基中分别添加0、2.00、3.47、5.00mmol/L精氨酸以及5mmol/L谷氨酸（培养基C、D、E、F）,然后进行肠道细胞培养。实验4是在基础培养基中分别添加0、2.00、3.47、5.00mmol/L精氨酸以及5mmol/L谷氨酸培养基（G、H、I、J）,然后进行肠道细胞+体肾细胞混合培养。实验1中当培养基中含有1mmol/L鸟氨酸时,肠道细胞孵育30分钟后合成少量瓜氨酸。实验2中当培养基中含有1mmol/L瓜氨酸时,体肾细胞孵育30分钟后没有合成精氨酸。实验3中在不同培养基中添加0、2、3.47、5mmol/L精氨酸和5mmol/L谷氨酸并孵育30分钟后,培养基C中的谷氨酸浓度显著低于培养基D、E、F（P<0.05）。培养基F中鸟氨酸浓度显著高于培养基D、E,但和培养基C中的鸟氨酸浓度无显著差异。培养基C、D、E、F中瓜氨酸浓度无显著差异。培养基C中没有检测出精氨酸,培养基D、E、F中精氨酸浓度趋势及差异和孵育0分钟时一致。实验4中在不同培养基添加0、2、3.47、5mmol/L精氨酸和5mmol/L谷氨酸并孵育30分钟后,培养基J中的谷氨酸浓度显著高于培养基G、H、I（P<0.05）。培养基G、H中鸟氨酸浓度显著低于培养基I、J。培养基G、H、I、J中瓜氨酸浓度无显著差异。培养基G中没有检测出精氨酸,培养基H、I、J中精氨酸浓度趋势及差异和孵育0分钟时一致。本实验结果表明虎龙斑能利用谷氨酸合成少量鸟氨酸和瓜氨酸,但是不能合成精氨酸或合成能力有限。2.精氨酸促虎龙斑生长、免疫机制本实验通过9周的养殖实验以及转录组学技术来研究精氨酸促虎龙斑生长、免疫机制。设计了 2种等能（350kcal per 100 dry matter）、等蛋（53.5%）、等脂（7%）实验饲料,饲料精氨酸水平为2.05和3.62%（占干重）,参考鯷鱼粉蛋白氨基酸模式,用天冬氨酸和甘氨酸（1:1）来替代饲料部分精氨酸以维持饲料粗蛋白含量。将体重及大小一致的虎龙斑幼鱼（平均初始体重为11.2g/尾）随机分配（15尾/缸）于6个鱼缸中。养殖试验结束后分别取实验鱼肌肉、肝脏和头肾进行转录组测序。一共组装了 108464条序列,通过Blast软件对数据进行比对分析,一共注释了 42242条序列,四大数据库注释得到的基因数量分别为:41912条（Nr）,19064条（kegg）,27806条（Swissport）,25810条（KOG）,有66222条序列未被注释到。饲喂2.05%饲料精氨酸虎龙斑肌肉组织（M1）组装后检测到表达的基因有56682条,饲喂3.62%饲料精氨酸虎龙斑肌肉组织（M2）组装后检测到表达的基因有51979条匹配到参考基因上。M1、M2之间表达差异基因（DEGs）有373个,M2相对于M1组有265个基因上调表达,108个基因下调表达。两者DEGs的KEGG和GO显著性富集通路有26条,包括氨基酸代谢、脂肪酸代谢、萜类骨架生物合成、碳代谢等与生长密切相关的通路,显著差异基因有110个,包括硬脂酰辅A去饱和酶1a（SCD1a）、长链酰基辅酶A合成酶（acyl-CoA）、肌磷酸甘油酸转移酶2（PGAM2）、甘氨酸氨基转移酶（GATM）、鸟氨酸转氨酶（OAT）、天冬氨酸氨基转移酶（Got1）、吡咯啉-5-羧酸还原酶2（PYCR2）、谷氨酰胺酶肝亚型（GLS2）、半胱氨酰白三烯受体（CYSLTR1）等。饲喂2.05%饲料精氨酸虎龙斑肝脏组织（L1）组装后检测到表达的基因有43875条,饲喂3.62%饲料精氨酸虎龙斑肝脏组织（L2）组装后检测到表达的基因(有48712条匹配到参考基因上。L1、L2之间表达差异基因（DEGs）有98个,L2相对于L1组有48个基因上调表达,50个基因下调表达。两者DEGs的KEGG和GO显著性富集通路有26条,包括心肌收缩、氧化还原过程、电子传递链、前体代谢产物和能量的产生、肽酶活性的调节等参与到细胞物质与能量运输及代谢过程,显著差异基因有25个,包括NADH脱氢酶（nad4）、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PCK1）、谷胱甘肽过氧化物酶3前体（Gpx3）、MHC II类抗原（Epak-DAA）、肌凝蛋白（MYH7B）等。饲喂2.05%饲料精氨酸虎龙斑头肾组织（HK1）组装后检测到表达的基因为70393条,饲喂3.62%饲料精氨酸虎龙斑头肾组织（HK2）组装后检测到表达的基因为71620条匹配到参考基因上,HK1、HK2之间出现表达差异基因（DEGs）有110个,HK2相对于HK1组有54个基因上调表达,56个基因下调表达。两者DEGs的KEGG和GO显著性富集条目有6条,包括裂合酶活性,水解酶活性,碳-碳裂合酶活性,碳-氧裂解酶的活性,免疫球蛋白结合,蛋白质复合物结合等。显著差异基因有15个,包括钙/钙调素依赖性蛋白激酶II（CAMK2D）MHCII类抗原（Epco-DAA）甲基丙二酸半醛脱氢酶（mmsA）等。肌肉、肝脏和头肾组织转录组分析结果表明,饲料中添加精氨酸可以通过参与氨基酸代谢、蛋白质合成,脂肪和能量代谢,细胞外基质组成,免疫应答等途径来调节虎龙斑的生长与免疫。