中国是淡水鱼生产和消费大国,2017年淡水鱼总产量达2702.56万t,其中养殖产量2540.98万t,占淡水鱼总产量的93%。随着湖泊、水库等大水面退出淡水鱼人工投饵养殖,池塘养殖已成为我国淡水鱼主要养殖方式。然而传统池塘养殖过程中存在养殖密度高、投饵量大等现象,容易造成养殖水体富营养化、藻类大量繁殖、养殖和物流水体氨氮浓度上升,引起鱼类产生应激反应并对鱼肉食用品质产生不良影响。将养殖大西洋鲑、虹鳟、鳕鱼等采用清洁水源进行净化处理,能够减少鱼肉中的不良气味,提高鱼肉的感官接受程度,国内已有采用池塘换水或网箱吊水等方式净化草鱼、鳙鱼等,但未系统开展淡水鱼在净化处理过程中肌肉品质变化规律的研究,微流水处理对淡水鱼肌肉食用品质的提升效果及提升肌肉品质的代谢机制尚不明确。本课题选用池塘养殖鲫鱼和草鱼为研究对象,在研究氨氮环境下鱼体应激反应及其对鱼肉品质影响的基础上,采用湖泊或室内微流水处理系统对草鱼和鲫鱼进行净化处理,研究草鱼和鲫鱼在处理过程中肌肉食用品质的变化规律,明确微流水处理对养殖淡水鱼品质的提升效果和适宜的处理时间;利用代谢组学方法和转录组学方法,研究微流水处理过程中草鱼和鲫鱼的代谢差异物、关键路径调控基因的表达状态,从而阐明微流水处理提升淡水鱼肌肉食用品质的代谢机制,为建立池塘养殖淡水鱼的微流水提质技术、开发高品质调理水产食品提供理论依据和实践指导。具体研究内容和结果如下:1.氨氮环境对淡水鱼品质的影响利用四种浓度的氯化铵溶液（1 mmol/L、2.5 mmol/L、5 mmol/L、10 mmol/L）构建氨氮环境对鲫鱼进行氨氮暴露,研究氨氮环境对鲫鱼应激反应、机体氨氮积累和肌肉气味品质的影响。结果表明,氨氮暴露会造成鲫鱼产生应激反应,氨氮浓度低于1 mmol/L时鲫鱼应激反应较弱且能够恢复,氨氮浓度高于2.5 mmol/L后鲫鱼出现较强的应激反应;较高的环境温度（27℃）会增加鲫鱼对氨氮的敏感性;氨氮暴露引起鲫鱼血液和肌肉中的氨氮积累,1 mmol/L～10 mmol/L四种浓度氨氮环境下鲫鱼血液氨氮含量在4 h内就显著上升超过100%,24 h内可升高8～10倍;低温下肌肉氨氮积累量较低,而较高温度（高于17℃）和氨氮浓度（高于5 mmol/L）下,暴露4 h使肌肉氨氮增加超过30%,暴露24 h后肌肉氨氮上升可超过100%。氨氮暴露显著改变了鲫鱼肌肉气味特征,并使肌肉挥发性成分中胺类物质含量和比例上升,导致二甲胺、丁胺等胺类的产生,对鲫鱼肌肉的风味品质造成不良影响。2.湖泊微流水处理对草鱼肌肉品质的影响利用湖泊微流水净化系统对养殖草鱼进行处理,研究处理时间对草鱼肌肉营养成分、质构和持水特性、滋味成分和滋味特征、气味成分和气味特征等品质参数的影响。结果表明,随处理时间延长,草鱼肌肉硬度上升,肌肉中蛋白质、脂肪含量逐渐下降,挥发性盐基氮和羰基含量显著下降,而水溶性蛋白和游离氨基酸含量则呈先上升后下降的趋势,在处理20 d时达到最大值32.5 mg/g和714μg/g;微流水处理可以显著改变草鱼肌肉的滋味特征、气味特征、挥发性气味成分的种类和相对含量,处理20 d的草鱼肌肉感官评价得分82.5分,其风味品质明显优于未经处理和处理10 d的草鱼肌肉样品的,而与微流水处理30 d、40 d、50 d的草鱼肌肉样品无显著差异。养殖草鱼最适宜的湖泊微流水处理时间为20 d。3.室内微流水处理对鲫鱼肌肉品质的影响利用室内微流水系统对养殖鲫鱼进行处理,研究微流水处理时间对鲫鱼肌肉营养成分、持水性、滋味成分和滋味特征、气味成分和气味特征等品质参数的影响。结果表明,在微流水处理10 d内,鲫鱼肌肉中水分、粗蛋白、粗脂肪含量无显著变化,而肌糖原含量在处理9 d后下降至0.17 g/100g,处理10 d后鲫鱼肌肉脂质中硬脂酸、软脂酸和油酸的相对含量下降至0.05g/100g、0.23 g/100g和0.34 g/100g,而DHA等多不饱和脂肪酸含量无显著变化;微流水处理期间,鲫鱼肌肉中水溶性蛋白含量、K值呈下降趋势,氨氮含量和蛋白质羰基含量净化9 d后分别下降14.42mg/100g和102.96μmol/g,游离氨基酸含量呈先上升后下降趋势并在处理5 d时达到最高值1066μg/g;鲫鱼肌肉气味和滋味特征分别在处理5 d和7 d后出现显著差异,肌肉中癸醛等醛类物质和挥发性胺类物质在微流水处理后下降约39%和70%;净化处理7 d后鲫鱼肌肉的风味品质显著优于未处理和处理1 d～5 d的鲫鱼样本,而与处理9 d的鲫鱼样本无显著差异。养殖鲫鱼最适宜的室内微流水处理时间为7 d。4.微流水处理提升草鱼肌肉品质的代谢机制利用湖泊微流水处理系统对养殖草鱼进行为微流水处理,采用基于UPLC-QTOF MS技术的代谢组学方法分析微流水处理过程中草鱼肌肉代谢物种类和含量的变化,从处理0d、10 d、20 d、30 d、40 d、50 d的草鱼肌肉中分离鉴定得到代谢物共377个,其中包含氨基酸及代谢物73个,脂类及代谢物117个,核酸及代谢物56个,糖及碳源类代谢物123个;处理后草鱼肌肉出现显著的代谢差异,而处理20d及更长时间下草鱼肌肉代谢差异较处理10 d更显著;筛选得到不同处理时间与处理前比较草鱼肌肉的差异代谢物54～71种,微流水处理过程中草鱼肌肉出现氨基酸和脂肪酸分解代谢增强、嘌呤代谢中核苷酸积累、氧化三甲胺相关代谢物减少等代谢变化。草鱼品质提升的主要机制为饥饿驱动下草鱼肌肉中磷脂酰丝氨酸等信号分子合成增加,蛋白质和脂肪的分解代谢加强,嘌呤代谢中IMP合成得到增强,对脂肪酸的跨膜转运活跃,同时氧化三甲胺的积累受到抑制。在微流水处理过程中鱼肉中IMP和丙氨酸等风味物质含量显著上升,而黄嘌呤等苦味物质和氧化三甲胺类等不良风味来源物质含量显著下降,从而改善了养殖草鱼的肌肉品质。5.微流水处理提升鲫鱼肌肉品质的代谢机制利用室内微流水系统对养殖鲫鱼进行微流水处理,采用基于UPLC-QTOF MS技术的代谢组学方法分析微流水处理过程中鲫鱼肌肉代谢物种类和含量的变化,从处理0 d、1 d、5 d、9 d的鲫鱼肌肉中分离鉴定得到代谢物共342个,其中包含氨基酸及其代谢物71个,脂类及代谢物107个,核酸及代谢物52个,糖及碳源类代谢物112个;微流水处理5 d和9 d后鲫鱼肌肉出现显著的代谢差异;筛选得到不同处理时间与处理前比较鲫鱼肌肉的差异代谢物21～71种,微流水处理使鲫鱼肌肉中TCA循环、鸟氨酸循环、嘌呤代谢、氨基酸代谢和脂肪酸代谢通路受到影响,其中鸟氨酸、精氨基琥珀酸、鸟嘌呤核苷、腺嘌呤单核苷酸、丝氨酸、酪氨酸等代谢物在微流水处理过程中代谢合成明显增强并得到积累,而草酸、瓜氨酸、色氨酸、赖氨酸等代谢物含量显著下降,鲫鱼品质提升的主要代谢机制是通过鸟氨酸循环作用脱除鱼体肌肉中氨氮及尿素、积累鸟氨酸,并经嘌呤代谢促进鲜味核苷酸的合成和积累,从而改善了养殖鲫鱼的肌肉品质。6.微流水处理提升鲫鱼肌肉品质的转录机制利用室内微流水系统对养殖鲫鱼进行微流水处理,采用基于RNA-Seq技术的转录组学方法并以鲤鱼基因组为参考序列分析处理过程中鲫鱼肌肉差异表达基因,鉴定得到微流水处理1 d、5 d和9 d后鲫鱼肌肉中差异表达基因分别为2915、7852和7183个;处理5 d和处理9 d时鲫鱼肌肉基因表达状态较处理前出现显著差异;微流水处理过程中鲫鱼肌肉嘌呤代谢通路和精氨酸代谢通路分别有28.3%和28.6%的基因产生差异表达;微流水处理5 d时鲫鱼肌肉中精氨基琥珀酸合成酶、精氨基琥珀酸裂解酶、氨甲酰磷酸合成酶、吡咯啉羧酸合成酶等基因表达上调,使氨氮和尿素含量显著下降,并使肌肉中鸟氨酸、精氨基琥珀酸等代谢物积累程度上升,验证了较短时间微流水处理对鲫鱼鱼肉风味品质提升的主要机制;微流水处理9 d后鲫鱼肌肉中5′-核苷酸酶表达下调、嘌呤核苷磷酸化酶表达下调、次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶表达上调,共同造成由嘌呤碱基向嘌呤核苷酸的合成增加,使肌肉中鲜味核苷酸积累,可能为微流水处理延长至10天及更长时间下鲫鱼鱼肉风味品质提升的主要机制。