大口黑鲈GSK3β基因研究及饲料中添加盐酸小檗碱对其生长、抗氧化能力及糖代谢的影响

研究一:大口黑鲈GSK3β的基因研究。利用(RACE)技术克隆大口黑鲈糖原合成酶激ZD1839细胞培养酶3β(GSK3β)基因的全长序列,在此基础上,对上述基因进行多重序列比对及进化树分析。利用实时定量PCR技术检测GSK3β基因在组织中的表达差异。Licl是GSK3β的抑制剂,本研究中配制含有不同浓度Licl(0、0.1、0.5、1‰)后,进行为期八周的摄食试验,实验结束后取出大口黑鲈肝脏组织检测GSK3β和GS的基因表达趋势变化。结果如下:大口黑鲈GSK3βc DNA序列全长为5065bp,其中编码区全长序列为1266bp,编码421个氨基酸。功能域分析发现大口黑鲈GSK3β基因主要功能域包括STKc功能域、ATP结合位点、轴蛋白结合位点、多肽底物结合位点和活性位点。多重序列比对分析显示以及构建GSK3β基因进化树发现,大口黑鲈GSK3β进化过程较为保守,与大菱鲆亲缘关系较近,与哺乳动物亲缘关系较远。组织表达分析发现,GSK3β基因在大口黑鲈所检测的11种组织中(脑、心脏、肝脏、肌肉、精巢、胰脏、肠、脂肪、卵巢、脾脏及肾脏)均有表达,其在脑中的表达量最高,在心脏、肝脏、肌肉、精巢及胰脏中表达量较高,在肠、脂肪、卵巢、脾脏及肾脏中表达量较低。对大口黑鲈肝脏组织中的GSK3β和GS基因表达分析发现,Licl的添加抑制了GSK3β而显著上调了GS的基因表达,这在一定程度上证明了GSK3β对GS的调控作用。研究二:饲料中添加盐酸小檗碱(Berberine Hydrochloride,BBH)对大口黑鲈的生长性能、抗氧化能力及糖代谢的影响。选择12%淀粉添加量为高糖对照组(HC),在对照组的基础上,分别添加100 mg/kg(HCB100)和400 mg/kg(HCB400)的盐酸小檗碱作为实验组。将大口黑鲈禁食24 h后,随机挑选体型相近的270条大口黑鲈(67.7±0.51 g)作为试验鱼随机分配到9个体积为800 L的养殖桶中,每个养殖桶中放入30条鱼,每组3个重复。分别在每日上午8点和下午5点,进行两次表观饱食投喂。养殖实验持续进行11周。在试验过程中,系统中的水经珊瑚沙和海绵过滤后再经紫外线消毒,水流保持一致(2.0 L min~(-1)),并且采用自然光照,对水进行监测以保持合适的水质(温度27±1℃,p H 7.2±0.2,溶解氧≥6 mg/L)。研究结果如下:1、饲料中添加不同浓度的盐酸小檗碱对大口黑鲈的生长、体组成和饲料利用的影响。饲料中盐酸小檗碱的添加对大口黑鲈的存活率没有显著影响(P>0.05)。与对照组(HC)相比,饲料中盐酸小檗碱的添加对大口黑鲈的生长性能(增重率(WG)和特定生长率(SGR))没有显著影响(P<0.05),同时,对大口黑鲈的体型指数如肝体比(HSI)、脏体比(VSI)和肥满度(CF)也没有显著影响(P<0.05)。饲料中添加盐酸小檗碱对大口黑鲈的全鱼水分、粗蛋白和粗脂肪含量没有显著影响(P>0.05),并且各组间大口黑鲈的肝脏脂肪和水分也没有显著差异(P>0.05)。然而,随着饲料中盐酸小檗碱的升高,大口黑鲈肝脏粗蛋白含量显著降低(P>0.05),而大口黑鲈肌肉中粗蛋白的含量显著提高(P<0.05)。饲料中盐酸小檗碱的添加对大口黑鲈肌肉中的水分含量没有显著影响(P>0.05)。添加量为400mg/kg(HCB400)组大口黑鲈肌肉粗脂肪的含量显著高于添加量为100mg/kg(HCB100)组(P<0.05)。2、饲料中添加盐酸小檗碱对大口黑鲈的血清葡萄糖、肝糖原和肌糖原的影响。随着饲料中盐酸小檗碱含量的增加,大口黑鲈血清葡萄糖的含量显著降低(P<0.05)。同时,饲料中添加盐酸小檗碱显著降低了大口黑鲈的肝糖原含量(P<0.05)。HCB400组大口黑鲈的肌糖原含量显著低于其他两种处理组(P<0.05)。3、饲料中添加盐酸小檗碱对大口黑鲈肝脏组织的胰岛素信号通路和糖代谢相关基因表达影响。随着饲料中盐酸小檗碱含量的增加,大口黑鲈胰岛素受体a(IRa)的表达显著上调(P<0.05)。然而,各处理组间大口黑鲈胰岛素受体b(IRb)的表达无显著差异(P>0.05)。饲料中添加100 mg/kg盐酸小檗碱的大口黑鲈磷脂酰肌醇-3-激酶p85(PI3KR1)的表达量显著高于对照组(P<0.05)。此外,随着饲料中盐酸小檗碱含量的增加,大口黑鲈蛋白激酶BC59核磁1(AKT1)的表达显著上调(P<0.05)。饲料中添加盐酸Optical immunosensor小檗碱显著上调了大口黑鲈葡萄糖激酶(GK)的表达量,该基因在HCB400组的表达量最大(P<0.05)。同时,随着饲料中盐酸小檗碱含量的增加,大口黑鲈磷酸果糖激酶(PFKL)的表达量显著上升(P<0.05),但大口黑鲈丙酮酸激酶(PK)的表达没有显著变化(P>0.05)。饲料中添加盐酸小檗碱对大口黑鲈果糖二磷酸酶1(FBP1)和葡萄糖-6磷酸酶催化亚基(G6PC)的表达均无显著影响(P>0.05),但显著上调了大口黑鲈磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)的表达(P>0.05)。4、饲料中添加盐酸小檗碱对大口黑鲈抗氧化能力的影响随着饲料中盐酸小檗碱含量的增加,大口黑鲈肝脏组织中丙二醛(MDA)的含量显著降低(P<0.05)。同时,饲料中添加盐酸小檗碱的大口黑鲈肝脏总抗氧化能力(T-AOC)显著高于对照组(P<0.05),且饲料中添加盐酸小檗碱的大口黑鲈肝脏组织中过氧化氢酶(CAT)活性也显著高于对照组。HCB100组大口黑鲈肝脏组织中超氧化物歧化酶(SOD)活性显著高于对照组(P<0.05)。随着饲料中盐酸小檗碱的含量的增加,大口黑鲈肝脏组织中核因子e2相关因子2(Nrf2)的表达量显著上调(P<0.05)且在HCB400组大口黑鲈肝脏组织中Nrf2的表达量最高。而大口黑鲈肝脏组织中Kelch样环氧氯丙烷(ECH)相关蛋白1(Keap1)的表达趋势与Nrf2相反,该基因在HCB400组表达量最低(P<0.05)。随着饲料中盐酸小檗碱的添加,大口黑鲈肝脏组织中超氧化物歧化酶2(SOD2)表达量显著上升(P<0.05),同时HCB400组大口黑鲈肝脏组织中超氧化物歧化酶1(SOD1)的表达量显著高于其他两种处理(P<0.05)。然而,饲料中盐酸小檗碱的添加对大口黑鲈肝脏组织中过氧化氢酶(CAT)的表达量没有显著影响。