中华鲟(Acipenser sinensis)是濒危物种,国家一级保护动物,其亲鱼的养殖在中国早已开展,但在亲鱼养殖过程中,其性成熟困难是个科学难题,大多数雌鱼性腺发育停留在II期,只有少数发育到III期或IV期,因此,为了更好的保护中华鲟,找到解决其人工养殖条件下性腺发育困难的方法非常重要。本文从营养调控角度出发,首先分析性腺发育处于II期的中华鲟各组织(肌肉、肝脏和性腺)中营养物质(蛋白质、脂肪、氨基酸和脂肪酸)含量,通过对组织间和已报道的不同发育阶段各组织间的营养物质含量进行比较分析,初步鉴定出影响中华鲟性腺发育的关键营养物质。然后,给中华鲟投喂不同脂肪水平饲料,通过定期检测生长性能、性腺发育状况、血清激素水平及生化指标、结合性腺转录组和血清代谢组分析来研究不同脂肪水平饲料对中华鲟性腺发育的影响以及脂肪对性腺发育的相关调节机制。主要研究结果如下:1.初步鉴定中华鲟性腺发育的关键营养物质用于试验的中华鲟养殖在室外圆形水泥池中,全年养殖温度在8℃到26℃,投喂率根据水温控制在体重的0.2-1.5%,投喂70%的人工配合饲料和30%冰鲜鱼,对性腺发育处于II期的3条雌鱼与和3条雄鱼分别取性腺、肌肉和肝脏组织进行营养物质分析。结果表明:雌鱼和雄鱼性腺中的脂肪含量都显著高于肌肉和肝脏中脂肪含量(P<0.05),雌鱼和雄鱼性腺中的蛋白含量显著低于肌肉中蛋白含量(P<0.05);单不饱和脂肪酸(MUFA)含量在雌鱼各组织中显著高于雄鱼(P<0.05),而n-6系列多不饱和脂肪酸(n-6PUFA)含量在雌鱼各组织中显著低于雄鱼(P<0.05);在雌鱼和雄鱼各组织中,棕榈酸(C16:0)和油酸(C18:1n9)含量分别是主要的饱和脂肪酸(SFA)和MUFA;亚油酸(C18:2n6)、花生四烯酸(C20:4n6,ARA)、亚麻酸(C18:3n3)和二十二碳六烯酸(DHA)这些多不饱和脂肪酸含量在雄鱼性腺中显著高于雌鱼(P<0.05)。ARA、二十碳五烯酸(EPA)和DHA在性腺中的含量较低,此外,将本实验结果与发育处于III期和IV期的卵巢中的营养物质含量对比分析发现,发育处于II期中华鲟雌鱼性腺中的脂肪含量及ARA、DHA组成含量相对较低,而这些多不饱和脂肪酸在性腺发育过程中有着重要的生理作用,说明鱼体中的脂肪含量及脂肪酸组成对性腺发育起到关键作用,适当提高亲鱼脂肪营养来提供足够的能量和必须需脂肪酸将有利于中华鲟性腺发育。2.不同脂肪水平饲料对中华鲟雌鱼性腺发育影响给10龄左右、性腺发育处于II-的中华鲟分别投喂三种等氮(粗蛋白质含量为46%)的不同脂肪水平(10%,14%和18%)的饲料,养殖24个月,分别在实验期内的第6、12、18、24个月时采集性腺、肌肉和血清样品用于组织学分析和血清激素及生化分析,第18个月时进行血清代谢组和性腺转录组分析。结果表明:特定生长率(SGR)在10%组显著高于18%组(P<0.05);18%组卵母细胞直径显著增大且卵母细胞中含有大量的脂滴,18%组在第24个月时检测到IV期卵粒;在第12和24个月时,肌肉中的脂滴含量在18%组相比较于10%和14%组显著下降(P<0.05);在12和18个月时,血清甘油三酯(TG)含量在18%组显著高于10%和14%组(P<0.05);在前三次取样时,血清雌二醇(E2)含量在14%组中显著高于10%和18%组(P<0.05)。性腺转录组数据显示三个组间有大量的差异基因,差异基因注释到的主要代谢通路是花生四烯酸(ARA)代谢、萜类化合物生物合成、类固醇生物合成、卵巢类固醇激素合成;此外,性腺中涉及到卵母细胞生长基因(bmp15、gdf9)、脂滴累积相关基因(lpl、fatp4、fabp1)、卵黄生成相关基因(vtgr、ctsd、ctsb)、胆固醇合成相关基因(hmgcs、lss)、花生四烯酸(ARA)代谢相关基因(lox12、lox15、pge2)的mRNA表达量在18%组显著高于其他两组;代谢组与转录组结合分析结果表明14%脂肪水平饲料有利于类固醇激素合成,18%脂肪水平饲料促进了花生四烯酸代谢和胆固醇合成。因此,18%脂肪水平饲料有希望改善中华鲟雌鱼性腺发育。本研究的结果表明:中华鲟体内的脂肪储存量对其性腺发育具有重要的作用,DHA、ARA是中华鲟性腺发育过程中的关键营养物质,会被选择性保留在性腺中;18%脂肪水平饲料可以增强中华鲟雌鱼体内脂代谢、ARA代谢,促进卵母细胞中脂滴沉积和生长,有利于中华鲟雌鱼性腺发育成熟。