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本研究以大口黑鲈(Micropterus salmoides)为研究对象,克隆获得其肝脏胰岛素基因cDNA全序列,并研究了饲料中不同精氨酸(Arg)水平以及糖脂比(碳水化合物与脂肪比)对大口黑鲈脑垂体生长激素(GH)、肝脏类胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)和胰岛素mRNA表达的影响。本研究的结果如下:1.大口黑鲈胰岛素基因cDNA全序列的克隆及其编码蛋白的结构分析用RT-PCR和RACE技术克隆了大口黑鲈胰岛素基因cDNA全序列,并对其编码的氨基酸序列和蛋白结构进行了分析。结果显示,该基因cDNA序列全长665 bp,其中包括5’端非翻译区101 bp、3’端非翻译区213 bp和开放读码框(ORF)351 bp。该开放读码框编码包括信号肽、B链、C肽和A链的116个氨基酸,其分子量约为12.7 kDa,理论等电点为5.44。在线分析表明:推测的大口黑鲈前胰岛素原氨基酸序列存在明显的疏水区和一段跨膜区;并存在信号肽序列,信号肽分裂位点在Ala24-Phe25处。大口黑鲈与其他硬骨鱼类及脊椎动物的前胰岛素原氨基酸序列的比对结果显示,前胰岛素原A链和B链氨基酸序列均高度保守,且大口黑鲈前胰岛素原氨基酸序列与硬骨鱼类的前胰岛素原氨基酸序列相似度较高,为75-94%,但与其他脊椎动物的相似度较低,为59-62%。用邻接法构建的系统进化树显示,大口黑鲈前胰岛素原与同为鲈形目的岩钝鲈、红甘鰺和尼罗罗非鱼的前胰岛素原同源性较高。2.饲料中精氨酸水平对大口黑鲈GH、IGF-Ι和胰岛素mRNA表达的影响运用实时荧光定量PCR技术,研究饲料中不同精氨酸水平对大口黑鲈生长和脑垂体GH、肝脏IGF-Ⅰ和胰岛素mRNA表达的影响。实验结果表明,随着饲料中精氨酸水平的增加,大口黑鲈的特定生长率(SGR)呈升高趋势,当Arg水平达到3.01%时,SGR达到最大值(P < 0.05),而其他组无显著性差异(P > 0.05)。当饲料中Arg水平在1.70-2.52%间时,脑垂体GH mRNA水平没有显著性差异(P > 0.05),直到Arg水平达到2.76%时,GH mRNA表达发生显著性的上调(P < 0.05)。随饲料Arg水平从1.70%升高到2.23%,肝脏IGF-ⅠmRNA表达呈显著上调趋势(P < 0.05);当Arg水平高于2.23%时,IGF-ⅠmRNA水平呈不规则波动(P > 0.05)。肝脏胰岛素mRNA水平不受饲料Arg水平的影响。皮尔逊相关性分析显示,肝脏IGF-ⅠmRNA水平与SGR间呈显著的强正相关(P=0.017, r=0.892)。本实验结果表明,饲料中Arg对大口黑鲈生长,脑垂体GH和肝脏IGF-ⅠmRNA的表达均有影响。3.饲料中糖脂比对大口黑鲈GH、IGF-Ι和胰岛素mRNA表达的影响运用实时荧光定量PCR技术,研究不同的糖脂(CHO/LIP)比对大口黑鲈生长和脑垂体GH、肝脏IGF-Ⅰ和胰岛素mRNA表达的影响。当饲料中糖脂比为0.32时,特定生长率(SGR)达到较高值(P < 0.05),其他组SGR均无显著性差异(P > 0.05)。当饲料中糖脂比不高于2.36时,脑垂体GH和肝脏胰岛素mRNA水平均呈现出显著性上升趋势(P < 0.05),但肝脏IGF-ⅠmRNA水平呈显著线性下降趋势;但当糖脂比高于2.36时,其mRNA表达不再发生显著变化(P > 0.05)。皮尔逊相关性分析显示,当饲料中糖脂比位于0.32-2.36间时,糖脂比与胰岛素mRNA表达呈显著的线性正相关(P=0.038,r=0.962)。肝脏IGF-ⅠmRNA水平与脑垂体GH mRNA水平存在极高的负相关(P=0.000,r= -0.984);SGR与脑垂体GH mRNA水平有显著的负相关(P=0.041,r= -0.829),而与肝脏IGF-ⅠmRNA表达存在显著的正相关(P=0.019,r=0.885)。本实验结果表明,饲料中糖脂比对大口黑鲈生长,脑垂体GH、肝脏IGF-Ⅰ和胰岛素mRNA的表达均有影响,且生长与IGF-ⅠmRNA表达呈显著的正相关关系,而与GH呈负相关。以上基因mRNA表达丰度的变化可反映出营养因子对大口黑鲈生长的内分泌调控机制的影响。