鱼粉vps是什么

MarineSciences/Vol.
43,No.
12/201997无鱼粉日粮条件下黄颡鱼生长性能和肝胰脏转录组差异表达的研究周露阳,叶元土,蔡春芳,吴萍,高敏敏,郁浓,孙飞,吕昊,石瑶瑶,吕斌,易皓明(苏州大学基础医学与生物科学学院,江苏苏州215123)摘要:本研究以黄颡鱼(Pelteobagrusfulvidraco)为试验对象,设计两种饲料:鱼粉组和无鱼粉组,在池塘网箱中投喂70d,研究其生长性能和肝胰脏转录组表达的差异.
同鱼粉组相比,无鱼粉组黄颡鱼特定生长率下降了30.
25%(P0.
05);蛋白质沉积率下降了57.
05%,脂肪沉积率下降了54.
45%.
结果表明,无鱼粉日粮导致黄颡鱼的生长速度显著下降;饲料效率显著降低.
表2黄颡鱼生长速度和日粮利用效率(n=4)Tab.
2Growthperformanceandfeedefficiencyofyellowcatfish(n=4)指标鱼粉组无鱼粉组初均质量(g)11.
98±0.
1112.
04±0.
14末均质量(g)50.
06±2.
36b32.
71±0.
19a成活率(%)95.
83±3.
8294.
17±6.
29特定生长率(%/d)12.
38±0.
10b1.
66±0.
03a饲料系数1.
37±0.
09a2.
52±0.
04b蛋白质沉积率(%)220.
44±1.
46b8.
78±0.
21a脂肪沉积率(%)366.
96±3.
52b30.
50±0.
29a注:1.
特定生长率(%/d)=100*(lnWt–lnW0)/t;式中Wt、W0分别表示终末均质量、初始均质量,t为饲养天数;饲料系数=饲料消耗量/鱼体增加质量;2.
蛋白沉积率(%)=100*(试验结束时体蛋白含量–试验开始时体蛋白含量)/摄食蛋白总量;3.
脂肪沉积率(%)=100*(试验结束时体脂肪含量–试验开始时体脂肪含量)/摄食脂肪总量;a、b表示显示性差异(表3、表4同)2.
2鱼体常规组成鱼体常规组成可见表3,无鱼粉组黄颡鱼干物质、粗蛋白、粗脂肪含量均下降,灰分含量增加,其中脂肪含量下降达到显著性差异(P0.
05);无鱼粉组的甘油三酯含量显著低于鱼粉组(P<0.
05).
结果表明,摄食无鱼粉日粮70d后,黄颡鱼肝胰脏受到损伤;血清营养物质浓度下降,其中血清甘油三酯为显著下降,这可能导致鱼体脂肪含量显著下降.
2.
4显著差异表达的基因数无鱼粉组与鱼粉肝胰脏转录组基因经过统计分100海洋科学/2019年/第43卷/第12期析(表5),总计有12020个基因差异表达,其中差异表达上调的基因有5020个、差异表达下调的基因有7000个,差异表达的基因数量很大.
在具有差异表达的基因中,依据log2(NF/FM)的绝对值大于2(具有显著差异)、并进行分段统计结果见表5.
具有显著差异表达上调的基因数为1013个基因、下调的基因数为2749,显著差异表下调基因数远大于上调基因数.
表4试验日粮对黄颡鱼血清生化指标的影响(n=4)Tab.
4Effectsofexperimentaldietsontheserumbio-chemicalindicesofyellowcatfish(n=4)指标鱼粉组无鱼粉组谷草转氨酶(U/L)386.
3±65.
26a533.
0±86.
43b谷丙转氨酶(U/L)12.
33±0.
58a30.
67±6.
03b总胆红素(μmol/L)0.
47±0.
120.
27±0.
06总蛋白(g/L)31.
67±1.
1530.
73±3.
01葡萄糖(mmol/L)5.
77±1.
773.
90±1.
15胆固醇(mmol/L)4.
35±0.
964.
13±0.
5甘油三酯(mmol/L)7.
20±0.
78b4.
30±1.
49a2.
5转录组GO分类结果将经过GO注释的差异表达基因进行分类,在细胞组成(cellularcomponent,CC)、生物过程(biolo-gicalprocess,BP)和分子功能(molecularfunction,MF)3个一级条目下的二级条目(Term)中,上调和下调的基因数统计见表6.
表5无鱼粉日粮与鱼粉日粮的转录组差异表达基因数量统计Tab.
5StatisticalanalysisofdifferentiallyexpressedgenesinthetranscriptomeoftheNFdietcom-paredwiththeFMdietlog2(NF/FM)下调基因数(个)log2(NF/FM)上调基因数(个)(≤–2)~(–4)2147≥2-4814(≤–4)~(–6)571≥4-6176(≤–6)~(–8)30≥6-820≤(–8)1≥83小计27491013差异表达基因总数(个)70005020在细胞组成中,基因表达受影响最大的是细胞、细胞器和膜的组成,其中细胞部分有超过50%的基因差异表达下调,细胞器和细胞器部分合计也有60%左右的基因差异表达下调.
在生物过程中,细胞过程受影响较大,有19.
52%差异表达上调基因、44.
39%差异表达下调基因,其次为代谢过程、生物调节、对刺激的反应、细胞成分组织或生物发生、发展过程等受影响较大.
在分子功能中,受影响最大的是结合,有18.
27%基因差异表达上调、44.
76%的基因差异表达下调,其次为催化活性、分子功能调节剂等.
表6黄颡鱼摄食无鱼粉日粮后肝胰脏转录组差异表达基因的GOTerm分类结果Tab.
6TheGOTermclassificationresultsofdifferentiallyexpressedgenesinthelivertranscriptomeafterfeedingNFdiettoyellowcatfish基因二级GO条目上调基因数(个)上升百分比①下调基因数(个)下降百分比②细胞部分109121.
73355950.
84细胞器74314.
8240534.
36细胞器部分59411.
83176225.
17膜4879.
7155722.
24膜部分3997.
95124517.
79大分子复合物3567.
0998114.
01细胞外区域部分3226.
416969.
94细胞外区域1292.
572042.
91细胞连接1092.
173424.
89膜封闭的管腔871.
731251.
79超分子复合物430.
861942.
77突触部分400.
81542.
2CC突触150.
3871.
24细胞过程98019.
52310744.
39BP代谢过程73214.
58194027.
71MarineSciences/Vol.
43,No.
12/2019101续表基因二级GO条目上调基因数(个)上升百分比①下调基因数(个)下降百分比②生物调节66313.
21247135.
3对刺激的反应3476.
91102314.
61细胞成分组织或生物发3316.
59119217.
03发展过程3146.
25117016.
71定位2845.
6694313.
47多细胞生物过程1873.
736769.
66免疫系统过程1392.
774025.
74多生物过程1082.
152072.
96生物黏附651.
292753.
93运动641.
272984.
26生殖过程551.
12573.
67细胞增殖370.
741371.
96有节奏的过程300.
6831.
19信号290.
58781.
11行为260.
52971.
39BP生长190.
381101.
57结合91718.
27313344.
76催化活性4629.
2151121.
59结构分子活动1232.
451171.
67分子功能调节剂1212.
414416.
3转运活动801.
592513.
59转录调节活性761.
513484.
97分子换能器活动741.
472543.
63MF信号传感器活动721.
433444.
91①注释到GO条目的上调差异表达基因占全部上调差异表达基因的比例;②注释到GO条目的下调差异表达基因占全部下调差异表达基因的比例这些结果表明,摄食无鱼粉日粮70d后,鱼体细胞的组成、细胞代谢过程和分子功能方面均受到了重大的影响,可能导致了细胞组织结构与功能的重大改变.
在差异表达上调与下调的基因比例看,多数是差异表达下调.
因此,无鱼粉日粮可能更多地是对细胞组成、细胞过程等产生不良的影响.
2.
6转录组KEGG通路分类结果KEGG通路是将具有显著差异表达的基因,依据KO注释结果按照KEGGpathway进行分类.
结果见表7.
有细胞衰老、蛋白质消化吸收、轴突导向、趋化因子信号通路、MAPK信号通路等共15个代谢通路的基因显著差异表达,且这些通路中,均是差异表达下调的基因数大于差异表达上调的基因数.
依据表7的信息,黄颡鱼摄食无鱼粉日粮70d后,其肝胰脏转录组KEGG通路差异基因表达可以得到以下结果:无鱼粉日粮对黄颡鱼生理代谢的作用位点主要集中在几个重要的信号通路、神经分泌与调控系统,作用方式表现为对信号通路、神经分泌与激素调控系统形成较大的干扰.
这些信号通路主要为细胞增殖与分化(细胞衰老、癌症中的微小RNA通路、PI3K-Akt信号通路、ErbB信号通路)、炎症因子产生与抗炎症因子(趋化因子信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用、TRP通道的炎症介质调节)、激素调控(GnRH信号通路、胰岛素信号通路)和蛋白质消化吸收、糖代谢等,显示对细胞增殖、分化的负面影响,并引起炎症介质产生与传导、免疫防御反应等生理响应.
尤其是引起神经系统(轴突导向)、下丘脑激素调控系统(GnRH信号通路、5-羟色胺能突触)、胰腺分泌系统等的重大变化;无鱼粉日粮对黄颡鱼作用结果主要表现为对细胞损伤增强,损伤作用的路径主要为细胞炎症因子传导;鱼体的生理响应主要为抗炎症反应、清除损伤的细胞和蛋白质等成分、免疫防御系统结构损伤和能力的下降,在鱼体可能102海洋科学/2019年/第43卷/第12期出现抗应激能力下降、抗病力下降等表象;对日粮蛋白质消化吸收(蛋白质消化吸收)、胰腺分泌、胰高血糖素(胰岛素信号通路、胰岛素信号通路、胰高血糖素信号通路)系统等产生重大不利影响,降低了鱼体对日粮营养物质利用能力,鱼体沉积的营养物质减少、生长速度降低.
表7黄颡鱼摄食无鱼粉日粮后肝胰脏转录组显著差异表达基因的KEGGpathway分类结果Tab.
7TheKEGGpathwayclassificationresultsofdifferentiallyexpressedgenesinthelivertranscriptomeafterfeedingNFdiettoyellowcatfish通路名称上调基因数(个)下调基因数(个)差异表达趋势细胞衰老875整体差异表达下调蛋白质消化吸收336肠内消化和黏膜细胞基底转运基因差异表达下调轴突导向698整体差异表达下调趋化因子信号通路979整体差异表达下调信号通路MAPK10100AKT、ATF4上调,其他途径MAP3K1、JNK、HRAS、NLK等下调癌症中的微小RNA1169整体差异表达下调型流感A865整体差异表达下调细胞因子-细胞因子受体相互作用2152CC族中CCL2、3、4、26上调,CCL18、19、20、24、25下调;IL6ST族整体下调;IL2RB族整体上调,PDGF族下调,TGF-β族下调GnRH信号通路347GNAS→ATF4上调;PRKCA为节点路径整体下调;CGA上调5-羟色胺能突触541整体差异表达下调长期抑郁症432PRKCA为节点路径整体下调信号通路IL-171322IL17RC、HSP90A上调,NFKB1、P38等下调胰腺分泌PaN1043ATP1A等上调,ATP2B等下调胰岛素信号通路469AKT上调,其他整体下调TRP通道的炎症介质调节249TRPV1、2、4下调,对温度敏感性下降2.
7极显著差异表达的部分基因以log2值的绝对值大于5、GOBP注释结果和KO注释结果的基因信息统计列入表8,显示极显著差异表达的单一基因.
可以得到以下结果:(1)涉及到细胞增殖、分化,尤其是细胞吞噬、神经细胞突触发育的基因极显著的差异表达、且为差异表达下调;(2)涉及到细胞免疫、体液免疫的多数基因差异表达下调,显示鱼体免疫防御系统能力具有下降的趋势;(3)参与细胞或组织中蛋白质泛素化标记和降解的基因极显著地差异表达,清除损伤的细胞组成物质如蛋白质的作用增强.
黄颡鱼摄食无鱼粉日粮70d后,肝胰脏转录组中极显著差异表达的基因信息提示,鱼体自身的免疫防御系统的结构与功能发生重大变化,且为下调的趋势;鱼体多数细胞受到衰老、吞噬的生理代谢变化,激活细胞自我修复、清除变性蛋白质等生理变化;同时,鱼体消化能力有下降的趋势.
这与生长性能下降、鱼体营养物质含量下降的结果有一致性.
表8log2值的绝对值大于5的GOBP注释结果和KO注释结果的基因信息统计表Tab.
8GeneinformationstatisticstablewithGOBPannotationandKOannotationwithabsolutevalueoflog2valuegreaterthan5log2(NF/FM)KOID基因GOBP描述–10.
94K09029|FOSB;蛋白质FosBGO:0032870|对激素刺激的细胞反应–7.
68K09878|AQP10;水通道蛋白10GO:0009636|对有毒物质的反应–7.
54K05412|CD80;CD80抗原GO:0042102|T细胞增殖的正调节–7.
43K09033|JDP2;jun二聚化蛋白2GO:0006357|RNA聚合酶II启动子的转录调控–6.
87K07497|K07497;转座酶GO:0032197|转座,RNA介导MarineSciences/Vol.
43,No.
12/2019103续表log2(NF/FM)KOID基因GOBP描述–6.
84K06238|COL6A;胶原蛋白,VI型,αGO:0007155|细胞黏附–6.
40K11840|USP9_24;泛素羧基末端水解酶9/24GO:0006511|泛素依赖性蛋白质分解代谢过程–6.
40K05100|MST1R,RON;巨噬细胞刺激1受体GO:0045087|先天免疫应答–6.
15K08115|CSPG4;硫酸软骨素蛋白多糖4GO:0001525|血管生成–6.
15K06271|TLN;Talin-2GO:0007155|细胞黏附–6.
04K01081|E3.
1.
3.
5;5′-核苷酸酶GO:0046085|腺苷代谢过程–6.
02K14286|AGXT2L1,ETNPPL;乙醇胺磷酸盐磷酸裂解酶GO:0035162|造血–5.
98K16342|PLA2G4,CPLA2;细胞溶质磷脂酶A2GO:0090594|对创伤的炎症反应–5.
94K06271|TLN;Talin-2GO:0007155|细胞黏附–5.
94K05724|FGD5_6;FYVE,RhoGEF和PH域5/6GO:0035023|Rho蛋白信号转导的调节–5.
94K15690|RC3H;RING手指和含CCCH型锌指结构域的蛋白质GO:0071347|对白细胞介素-1的细胞应答–5.
84K19526|VPS13B;液泡蛋白分选相关蛋白13BGO:0015031|蛋白质转运–5.
84K08789|MAST;微管相关丝氨酸/苏氨酸激酶GO:0035556|细胞内信号转导–5.
79K04959|ITPR2;肌醇1,4,5-三磷酸受体2型GO:0001666|对缺氧的反应–5.
74K10413|DYNC1H;动力蛋白重链1,胞质GO:0060236|有丝分裂纺锤体组织的调节–5.
74K05850|ATP2B;Ca2+转运ATP酶,质膜GO:0006874|细胞钙离子稳态–5.
69K11860|OTUD7A_B;含OTU结构域蛋白7GO:0032717|白细胞介素-8的负调节产生–5.
69K05691|CTNNA;连环蛋白αGO:0007409|轴突形成附–5.
69K03348|APC1;后期促进复合亚基1GO:0051437|泛素-蛋白质连接酶活性的正调节参与调节有丝分裂细胞周期转变–5.
69K16342|PLA2G4,CPLA2;细胞溶质磷脂酶A2GO:0090594|炎症反应–5.
64K17388|ROCK2;Rho相关蛋白激酶2GO:0030036|肌动蛋白细胞骨架组织–5.
64K10413|DYNC1H;动力蛋白重链1,胞质GO:0031122|细胞质微管组织–5.
64K10055|ZBTB16,PLZF;锌指和含BTB结构域的蛋白质16GO:0032481|I型干扰素产生的正调节–5.
64K06821|PLXNB;丛蛋白B.
GO:0048675|轴突延伸–5.
58K19028|PFKFB1;6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2,6-双磷酸酶1GO:0006003|果糖2,6-二磷酸代谢过程–5.
58K10586|BIRC6,BRUCE;杆状病毒IAP重复序列蛋白6(apollon)GO:2001237|外源性凋亡信号通路的负调节–5.
52K08826|HIPK;同源域相互作用蛋白激酶GO:0043066|凋亡过程的负调节–5.
52K10395|KIF4_21_27;驱动因素家庭成员4/21/27GO:0007018|基于微管的运动–5.
52K07188|LIPE,HSL;激素敏感性脂肪酶GO:0008203|胆固醇代谢过程–5.
52K07372|GJA1,CX43;间隙连接蛋白,α1GO:0033334|鳍形态发生–5.
46K04959|ITPR2;肌醇1,4,5-三磷酸受体2型GO:0006816|钙离子转运–5.
46K06245|LAMB4;层粘连蛋白,β4GO:0007155|细胞黏附–5.
46K10413|DYNC1H;动力蛋白重链1,胞质GO:0019886|抗原加工和通过MHCII类呈递外源肽抗原–5.
46K19008|SIK1;丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶SIK1GO:0055007|心肌细胞分化–5.
40K05160|TNFRSF25;肿瘤坏死因子受体超家族成员25GO:0033209|肿瘤坏死因子介导的信号传导途径–5.
40K14437|CHD7染色质-解旋-DNA结合蛋白7GO:0006338|染色质重塑–5.
33K10413|DYNC1H;动力蛋白重链1,胞质GO:0031122|细胞质微管组织–5.
33K13024|PPIP5K,VIP;肌醇六-磷酸盐/二磷酸肌醇-五磷酸盐1-激酶GO:0006020|肌醇代谢过程–5.
33K11857|USP47;泛素羧基末端水解酶47GO:0006511|泛素依赖性蛋白质分解代谢过程104海洋科学/2019年/第43卷/第12期续表log2(NF/FM)KOID基因GOBP描述–5.
33K19036|IGHMBP2;ATP依赖性RNA/DNA解旋酶IGHMBP2GO:0006310|DNA重组–5.
33K04498|EP300,CREBBP,KAT3;E1A/CREB结合蛋白GO:0009887|动物器官形态发生–5.
33K18082|MTMR3_4,ZFYVE10_11;肌管相关蛋白3/4GO:0007179|转化生长因子β受体信号通路–5.
33K11446|KDM5,JARID1;组蛋白去甲基化酶JARID1GO:0034720|组蛋白H3-K4去甲基化–5.
33K05628|RERE;精氨酸-谷氨酸二肽重复蛋白质GO:0048755|神经的分支形态发生–5.
26K06238|COL6A;胶原蛋白,VI型,αGO:0007155|细胞黏附–5.
26K10693|MYCBP2,PAM;E3泛素-蛋白连接酶MYCBP2GO:0016567|蛋白质泛素化–5.
26K10594|HERC1;E3泛素-蛋白连接酶HERC1GO:0010507|自噬的负调节–5.
26K10352|MYH;肌球蛋白重链GO:0031032|肌动蛋白结构组织–5.
26K09278|RUNX2,AML3;与runt相关的转录因子2GO:0002063|软骨细胞发育–5.
26K11446|KDM5,JARID1;组蛋白去甲基化酶JARID1GO:0034720|组蛋白H3-K4去甲基化–5.
26K14571|RIX7,NVL;核糖体生物发生ATP酶GO:0051973|端粒酶活性的正调节–5.
26K16529|AKAP13;A激酶锚蛋白13GO:0071883|通过肾上腺素能受体信号传导途径激活MAPK活性–5.
18K09228|KRAB;含KRAB结构域的锌指蛋白GO:0006355|转录调节,DNA模板化–5.
18K04534|GNAO,G-ALPHA-O;鸟嘌呤核苷酸结合蛋白G(o)亚基αGO:0007186|G蛋白偶联受体信号通路–5.
18K02649|PIK3R;磷酸肌醇-3-激酶,调节亚基GO:2001275|响应胰岛素刺激的葡萄糖输入的正调节–5.
18K06065|NCOR2,SMRT;核受体共抑制因子2GO:0000122|来自RNA聚合酶II启动子的转录的负调节–5.
11K06070|PKD;蛋白激酶DGO:0002250|适应性免疫应答–5.
11K03164|TOP2;DNA拓扑异构酶IIGO:0006265|DNA拓扑变化–5.
11K15603|TCF4_12;转录因子4/12GO:0006955|免疫应答–5.
11K06496|SELP;选择素,血小板GO:0007155|细胞黏附–5.
11K09239|HIVEP;人类免疫缺陷病毒I型增强子结合蛋白GO:0006366|转录自RNA聚合酶II启动子–5.
11K03900|VWF;血管性血友病因子GO:0007596|血液凝固–5.
11K04882|KCNAB1;钾电压门控通道振荡器相关亚家族A,β成员1GO:1901379|钾离子跨膜转运的调节–5.
11K17701|SIPA1L1,E6TP1;信号诱导的增殖相关蛋白1GO:0031532|肌动蛋白细胞骨架重组–5.
11K16527|AKAP11;A激酶锚蛋白11GO:0035556|细胞内信号转导–5.
11K18730|GIGYF;PERQ富含氨基酸,含有GYF结构域的蛋白质GO:0048009|胰岛素样生长因子受体信号通路–5.
11K10398|KIF11,EG5;驱动蛋白家庭成员11GO:0051301|细胞分裂–5.
11K05197|GRIA1;谷氨酸受体1GO:0071230|对氨基酸刺激的细胞反应–5.
02K16732|PRC1;胞质分裂蛋白调节剂1GO:0000022|有丝分裂纺锤体伸长–5.
02K10511|ZBTB39;锌指和含BTB结构域的蛋白质39GO:0006355|转录调节–5.
02K06645|CDC25A;M期诱导剂磷酸酶1GO:1902751|细胞周期的正调节G2/M期转变–5.
02K04366|RAF1;RAF原癌基因丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶GO:0030154|细胞分化–5.
02K15728|LPIN;磷脂酰磷酸酶LPINGO:0032869|对胰岛素刺激的细胞反应–5.
02K16536|HOOK3;蛋白质HOOK3GO:0031122|细胞质微管组织–5.
02K06115|SPTB;血影蛋白βGO:0007411|轴突导向5.
06K10802|HMGB1;高迁移率族蛋白B1GO:0002250|适应性免疫应答MarineSciences/Vol.
43,No.
12/2019105续表log2(NF/FM)KOID基因GOBP描述5.
06K08762|DBI,ACBP;地西泮结合抑制剂(GABA受体调节剂,酰基辅酶A结合蛋白)GO:0006637|酰基辅酶A代谢过程5.
06K07253|MIF;苯丙酮酸互变异构酶GO:0006954|炎症反应5.
06K00940|Ndk,NME;核苷-二磷酸激酶GO:0071333|对葡萄糖刺激的细胞反应5.
06K16449|RGS;G蛋白信号调节因子GO:0007186|G蛋白偶联受体信号通路5.
06K02126|ATPeF0A,MTATP6,ATP6;F型H+转运ATP酶亚基aGO:0015986|ATP合成偶联质子转运5.
06K02256|COX1;细胞色素c氧化酶亚基1GO:0006123|线粒体电子转运,细胞色素c转氧5.
07K07605|KRT2;II型角蛋白GO:0097191|外源性细胞凋亡信号传导途径5.
15K02976|RP-S26e,RPS26;小亚基核糖体蛋白S26eGO:0006412|翻译5.
15K13361|FXYD3,MAT8;含FXYD结构域的离子迁移调节剂3GO:0034220|离子跨膜转运5.
15K13959|KLHL38;kelch样蛋白38GO:0016567|蛋白质泛素化5.
15K06230|GLI3;锌指蛋白GLI3GO:0007411|轴突指导5.
23K10091|LGALS4;半乳糖凝集素4GO:0007155|细胞黏附5.
23K07752|CPD;羧肽酶DGO:0071352|对白细胞介素-2的细胞反应5.
39K15528|FAAH;脂肪酸酰胺水解酶GO:0009062|脂肪酸分解代谢过程5.
46K03990|C3;补体3GO:0006956|补体激活5.
52K00657|SPEG;二胺N-乙酰转移酶GO:0001525|血管生成5.
59K04612|CASR;钙敏感受体GO:0007193|腺苷酸环化酶抑制G蛋白偶联受体信号通路5.
59K02896|RP-L24e,RPL24;大亚基核糖体蛋白L24eGO:0000027|核糖体大亚基装配5.
82K01382|CTSE;组织蛋白酶EGO:0019886|抗原加工和通过MHCII类呈递外源肽抗原5.
97K06497|CD63,MLA1,TSPAN30;CD63抗原GO:0007160|细胞-基质黏附6.
02K17549|PPP1R1C;蛋白磷酸酶1调节亚基1CGO:0006469|蛋白激酶活性的负调节6.
06K17349|TSPAN8;四跨膜蛋白-8GO:0007166|细胞表面受体信号通路6.
11K00355|NQO1;NAD(P)H脱氢酶(醌)GO:0043066|凋亡过程的负调节6.
62K17093|ANXA4;膜联蛋白A4GO:0030855|上皮细胞分化6.
93K01360|PCSK2;前蛋白转化酶枯草杆菌蛋白酶/kexin2型GO:0034230|脑啡肽加工7.
13K01377|PGC;胃泌素GO:0006914|自噬7.
21K06499|CEACAM;癌胚抗原相关细胞黏附分子GO:0007267|细胞-细胞信号传导8.
01K03984|SERPINA1,AAT;α-1抗胰蛋白酶GO:0007596|血液凝固8.
52K13915|LYZ;溶菌酶CGO:0050830|对革兰氏阳性细菌的防御反应注:Log2FoldChange:两组的标准化后的数值倍数的比例的log2值;GO-biological-process:注释到的描述生物进程的GOTerm;KO:注释到的KEGG中的ID.
3讨论3.
1无鱼粉日粮对黄颡鱼的生长性能和生理代谢产生了重大影响周歧存[10]、吉红[11]等总结了水产动物饲料中鱼粉替代的研究情况,多数研究结果表明水产动物饲料中鱼粉被植物蛋白、陆生动物蛋白或单细胞蛋白替代后,鱼体生长速度下降、饲料效率降低,鱼体免疫能力下降,肝细胞受到损伤、肠道黏膜受到损害等[1-2,10-11].
本试验结果与这些研究结果基本一致.
与鱼粉组比较,无鱼粉组黄颡鱼的特定生长率显著下降了30.
25%、饲料系数显著增加了83.
94%.
试验结束时,黄颡鱼鱼体粗蛋白、粗脂肪、灰分等含量下降,其中鱼体粗脂肪含量显著下降.
鱼体血清总蛋白、血糖、血脂(甘106海洋科学/2019年/第43卷/第12期油三酯)含量下降,其中血脂含量显著下降;而血清转氨酶活力显著增加,显示肝胰脏受到损伤.
依据试验结束时鱼体肝胰脏转录组分析结果中GO注释分类、KEGG注释分类结果显示,无鱼粉日粮诱导了较多的生理代谢通路基因差异表达多数为差异表达下调.
本文试验结果表明,无鱼粉日粮使黄颡鱼的生长性能显著下降,鱼体营养物质的沉积量减少,对鱼体神经系统发育与神经细胞分泌、激素调控系统、炎症与抗炎症、免疫防御等多方位的影响.
可以认为,无鱼粉日粮对黄颡鱼生理代谢的影响是多方面、深层次的整体性的影响,且是不利的影响.
3.
2日粮中鱼粉不仅有营养作用,还有生理代谢的调控作用在两个饲料配方中,仅有28%鱼粉的差异,日粮的总蛋白、总脂肪、总能量和总磷是一致的,日粮对黄颡鱼的生长性能和生理代谢作用为什么会有这样大的差异,是需要研究和讨论的问题.
需要从鱼粉的营养作用和生理活性作用两个方面来理解饲料原料、日粮的作用.
从鱼粉的营养作用来分析,蛋白质和氨基酸、脂肪和脂肪酸、糖类、维生素和矿物质等营养素在几乎所有的生物性饲料原料存在,而不同饲料原料中差异除了营养素的百分含量的差异外,就是氨基酸的组成模式、脂肪酸的组成模式、不同营养素之间的组成模式.
饲料原料或饲料中营养素的组成模式与养殖动物需要的营养素组成模式越接近,则营养素的平衡性越好,对养殖动物的生长效果越显著.
鱼粉作为来自于海洋鱼类的代表性原料,在营养素的组成模式如氨基酸组成模式、消化利用率等方面具有优势,这是鱼粉优于其他饲料原料的主要优势.
然而,仅仅是在营养素方面的优势不足以对养殖动物生产性能产生如此大的差异,应该是含有对养殖动物生理代谢产生重大影响的物质存在,并且对养殖动物的生理代谢产生了积极的影响,并结合在营养素中的优势而成为养殖动物、尤其是水产养殖动物饲料中具有特殊性的饲料原料,成为一类不可替代的动物蛋白质原料.
对于鱼粉的这些特殊活性分子,作者进行了离体细胞试验,分离排除,推测究竟可能属于哪类物质,结果将另文发表.
有研究指出,日粮中、尤其是鱼粉中氨基酸可以通过氨基酸受体信号通路和TOR信号通路促进蛋白质的合成[1,12-13].
本试验中,这2个代谢通路没有显著差异表达,mTOR(serine/threonine-proteinkinasemTOR)log2(NF/FM)值–0.
3238,没有达到显著差异水平.
Regulatory-associatedproteinofmTOR的log2(NF/FM)值–1.
39、eif-2-alphakinaseGCN2的log2(NF/FM)值–0.
4130.
生命起源于海洋,鱼粉作为海洋动物蛋白质原料,还有海洋生物的一些成分,而这些成分应该是水产动物所必需的,也是其他陆生动物性饲料原料和植物性原料所不具备的.
是一类什么特殊物质目前还是未知的,一些学者称之为"未知生长因子".
可以推测的是:这类物质含量不会很高、且来源于海洋生物.
这些物质有什么作用目前也不清楚.
如果含量不高、作用又很大,可以推测的是,这类物质应该是能够对水产动物生理健康维护、生理代谢调控产生良好的作用,只有如此才能放大日粮中鱼粉对水产动物生产性能、生理健康的作用效果.
作者之前的研究发现用酶解的鱼溶浆(粉)、酶解的鱼浆等产品替代鱼粉,在草鱼(Ctenopharyngodonidellus)[14,15]、黄颡鱼[16-17]日粮中试验,其养殖效果优于鱼粉.
尤其是以10%水分含量计的酶解鱼溶浆,在黄颡鱼日粮中仅仅8%~9%的添加量达到了与28%和30%的鱼粉等效的结果[17].
这些结果表明,来自于海洋鱼类的酶解产品用于日粮中的养殖效果远优于传统鱼粉的结果,而单纯从蛋白质和氨基酸的营养角度去理解是不完整的,更多地应该是这些产品中含有的生理活性物质对鱼体生理代谢产生了重大影响.
3.
3无鱼粉日粮干扰多个信号通路,营养代谢被抑制,鱼体免疫防御能力下降按照一般生物学规律理解,鱼粉等产品中含有的生理活性物质要产生生理调节作用,应该满足以下条件:(1)从物质来源分析,要有物质基础.
这类生理活性物质只有鱼粉或来自于海洋生物如鱼、虾、蟹、软体动物(乌贼、鱿鱼)、海藻等含有或经过加工(酶解)后所产生,而在其他陆生动物、植物性原料中所没有:(2)从作用位点或作用环境分析,这类生理活性物质既可以在消化道中发挥作用,也通过消化道吸收进入鱼体血液、淋巴液并转送鱼体各器官组织中发挥作用;(3)从作用方式或作用途径分析,这类物质能够对不同的代谢通路、尤其是神经分泌或激素信号通路形成干扰,放大作用效果,而不仅仅是营养需要的作用;(4)从作用结果来分析,这类生理代谢作用的结果是对鱼体生长、发育和生理健康MarineSciences/Vol.
43,No.
12/2019107的维护具有正向的结果,反之为负面影响的结果.
首先,从转录组差异表达基因数的结果看(表5),肝胰脏是动物的代谢中心,无鱼粉日粮对黄颡鱼肝胰脏在转录组水平的基因表达产生了重大的影响,且影响的面很广(差异表达基因数量多、差异表达的KEGG通路多)、影响的程度较深(对细胞组织结构有影响、对神经分泌和激素信号通路有重大影响).
显示出无鱼粉日粮对黄颡鱼生理代谢的影响是多层面、广泛性的影响,而不是对单一器官组织、单一作用途径的影响.
其结果无鱼粉日粮是对鱼体生长性能(表2、表3)和生理健康(表4)造成整体性的负面影响.
如果从鱼粉日粮角度来分析,就是鱼粉中含有某些生理活性物质,这些生理活性物质是以神经分泌、激素调控信号通路,以及其他重要的生理代谢信号通路作为作用位点,通过对信号通路的实施干扰,从而对鱼体生长、生理健康等造成重大的影响.
其次,无鱼粉日粮对生理代谢作用位点或作用层次主要是生理代谢信号通路,包括了神经分泌信号通路和激素调控信号通路.
即鱼粉中可能含有对代谢信号通路产生重大影响的生理活性物质,并通过干扰生理代谢信号通路对鱼体整体生理代谢产生重大的影响.
受到日粮鱼粉影响的生理代谢通路主要包含了以下KEGG通路(表7)和GO条目(表6),受到无鱼粉日粮影响极显著差异表达的基因也为此提供了部分证据(表8).
转录组分析结果表明:神经系统组织结构和神经分泌活动受到损伤或抑制;多个重要信号通路受到干扰,生理代谢受到广泛性的影响;抗应激、免疫防御系统受到深层次的影响,鱼体生理健康受到不利影响;营养代谢通路基因差异表达下调,鱼体整体代谢强度和生长速度下降.
结合养殖试验结果也表明,无鱼粉日粮导致黄颡鱼的末端神经系统发育受到一定程度的损伤作用,而神经分泌、神经激素的调控作用受到抑制.
作用的结果是对鱼体生长、生理代谢产生整体性的、广泛性的、深层次的不利影响,导致鱼体生长性能下降、生理代谢的紊乱或被抑制.
而养殖试验结果如特定生长率低,血清转氨酶活性增加,营养性物质如血清总蛋白、血脂、血糖等的含量降低等结果与上述分析是一致的,也提供了有效的证据.
无鱼粉组黄颡鱼对日粮营养物质的消化吸收受到抑制、胰岛素、胰高血糖素等激素调节活动受到抑制,其结果就是对饲料利用效率下降、鱼体沉积的营养物质减少.
在养殖试验结果中,与摄食鱼粉组日粮比较,摄食无鱼粉日粮组黄颡鱼血清总蛋白、血糖、血脂是下降的,且甘油三酯含量下降达到显著性水平.
饲料系数增加,显示鱼体对饲料利用效率显著下降.
鱼体组成中,蛋白质、脂肪含量下降.
这些结果与转录组基因差异表达结果是相互印证的.
4结论无鱼粉日粮与含28%秘鲁鱼粉日粮比较,在池塘网箱中饲喂黄颡鱼70d,无鱼粉日粮组黄颡鱼生长性能显著下降.
转录组基因差异表达分析结果显示,无鱼粉日粮导致黄颡鱼神经系统细胞结构损伤、神经分泌和激素分泌出现紊乱,对多个重要代谢信号通路形成干扰,放大了无鱼粉日粮对鱼体代谢的作用程度.
无鱼粉日粮对黄颡鱼生理代谢的作用是多位点、多途径的,导致鱼体生理代谢强度整体下降、抗炎症和抗应激能力下降、免疫防御能力下降.
综合表现为黄颡鱼生长性能下降、抗应激和抗病能力的下降.
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12/2019109Fishmeal-freedietcanreducethegrowthperformanceandthehepatopancreastranscriptionalsignificantdifferentialexpre-ssionofyellowcatfish,PelteobagrusfulvidracoZHOULu-yang,YEYuan-tu,CAIChun-fang,WUPing,GAOMin-min,YuNong,SUNFei,LVHao,SHIYao-yao,LVBin,YIHao-ming(SchoolofBasicMedicalSciencesandBiotechnology,SoochowUniversity,Suzhou215123,China)Received:May,17,2019Keywords:Fishmeal;growthperformance;signalingpathway;nerve;hormone;yellowcatfishAbstract:Inthepresentstudy,theeffectsofdietaryfishmealonthegrowthperformanceandphysiologicalme-tabolismofyellowcatfish,Pelteobagrusfulvidraco,wereinvestigated.
Wepreparedtwodietscontaining28%Pe-ruvianfishmeal(controldiet,FM)andfishmeal-free(testdiet,NF),whichwereisonitrogenous,isoenergetic,andisophosphate.
Dietswereofferedtoyellowcatfishrearedinnetcages(12.
02±0.
11g)for70days.
Specialgrowrate(SGR)decreasedby30.
25%(P<0.
05),feedcoefficientrate(FCR)increasedto83.
94%(P<0.
05),andcrudelipidcontentsignificantlydecreasedinthefishfedtheNFdietcomparedwiththosefedtheFMdiet(P<0.
05).
Inaddition,theconcentrationoftriglyceridesintheirserumsignificantlydecreased(P<0.
05)andtheactivityofse-rumaminotransferasesignificantlyincreasedinfishfedtheNFdiet(P<0.
05).
Hepatopancreastranscriptomean-notationshowedthatintotal,12020genesweredifferentiallyexpressed,ofwhich5020wereupregulatedand7000weredownregulated.
Intotal,1013genesweresignificantlyupregulatedand2749genesweredownregulatedintheNFdietcomparedwiththeFMdiet(P<0.
05).
TheGOtermandKEGGpathwaywereusedtoclassifydif-ferentiallyexpressedgenesbetweenthetwodiets.
Resultsshowedthatmostofthedifferentiallyexpressedgenesweredownregulatedinthecellcomposition,cellbiologicalprocesses,andcellmolecularfunctioninthehepato-pancreasoffishfedtheNFdiet,suggestingthatthecellulartissuestructureandfunctionoftheirhepatopancreaswereaffectedtoacertainextent.
FifteenconsiderablydifferentmetabolicpathwayswereenrichedbyKEGG,in-cludingaxons,neurohormonesecretion,hormonesecretionandregulation,metabolicsignalingpathway,inflam-matoryfactortransmission,anti-stress,immunedefense,andotherimportantpathways.
Theseresultsindicatedthatfishmealmaycontainsomephysiologicallyactivesubstances.
Thesephysiologicallyactivesubstancescanaffectneurosecretory,hormoneregulation,metabolicsignalpathway,andotherprocessesandhaveapositiveeffectontheentirephysiologicalmetabolismintensity,cellstructureandfunction,andphysiologicalhealthstatebyregulatingthesetargetmetabolicpathwaysofthehepatopancreas.
Thelackofthesephysiologicallyactivesubstancesinfishmealwillresultinadeclineingrowthperformance,causedamagetosomeorgansandcells(suchaslivercells,nerveaxons),anddecreaseanti-stressabilityandimmunedefenseofthefish.
(本文编辑:谭雪静)