本试验选取450尾健康草鱼（721.16±1.98 g）,随机分为6个处理,每个处理3个重复,分别饲喂蛋白质水平为15.91%、19.39%、22.10%、25.59%、28.53%和31.42%的饲粮60 d,旨在探究饲粮中不同的蛋白质水平对生长后期草鱼生产性能、肌肉胶原蛋白合成以及肌纤维生长的影响,并根据生产性能和肌肉品质指标确定生长后期草鱼的蛋白质需要量。结果表明:与蛋白质缺乏（饲粮蛋白水平15.91%）和过量组（饲粮蛋白水平31.42%）相比,饲粮中22.10%-25.59%的蛋白质水平提高了生长后期草鱼的采食量、增重百分比、特定生长率、屠宰率、含肉率、全长、体长、体高、体宽和肥满度（P＜0.05）;增加了肌肉中谷草转氨酶和谷丙转氨酶的活性（P＜0.05）;改善了草鱼肌肉颜色（P＜0.05）,提高了肌肉的系水力和剪切力（P＜0.05）,增加了肌肉中粗蛋白、粗脂肪、不饱和脂肪酸、部分游离氨基酸、肌苷酸、羟脯氨酸和胶原蛋白含量（P＜0.05）。进一步研究发现,饲粮中22.10%-25.59%的蛋白质水平上调了I型胶原α1链（Col1α1）和α2链（Col1α2）的基因表达（P＜0.05）,增加了肌肉中胶原蛋白合成相关分子胰岛素样生长因子（IGF-1）含量、脯氨酰4-羟化酶（P4H）含量、赖氨酰氧化酶（LOX）含量、PI3K、Akt、S6K1、La核糖核蛋白结构域家族成员6a（LARP6a）、转化生长因子（TGF-β1）、Smad2、Smad4的mRNA水平,以及p-Smad2、Smad2、Smad4、p-Akt、Akt、LARP6的蛋白水平（P＜0.05）,促进了胶原蛋白的合成;同时,降低了胶原蛋白降解相关分子基质金属蛋白酶-2（MMP-2）含量（P＜0.05）,以及上调了Smad3、金属蛋白酶组织抑制剂-2（TIMP-2）的基因表达和Smad3的蛋白表达（P＜0.05）,抑制了胶原蛋白的降解;增加了肌纤维密度和新生肌纤维出现频率（P＜0.05）,上调了肌纤维分化相关因子MyoD、Myf5、MyoG和MyHC的基因表达（P＜0.05）,以及下调了肌生成抑制素MSTN-1和MSTN-2的基因表达（P＜0.05）,促进了肌纤维的生长。综上所述,饲粮中适宜的蛋白质水平（22.10%-25.59%）提高了生长后期草鱼的生产性能、氨基酸代谢和肌肉品质;并且可能通过TGF-β1/Smads和IGF-1/PI3K/Akt/S6K1/LARP6a信号通路、P4H和LOX促进胶原蛋白合成,可能通过Smad3、TIMP-2和MMP-2抑制胶原蛋白降解,进而增加肌肉中的胶原蛋白含量;可能通过MSTN和MRFs等信号分子促进肌纤维生长。此外,根据SGR和肌肉胶原蛋白含量的二次回归分析,确定生长后期草鱼的蛋白质需要量分别为26.21%和24.85%。