糖类是最廉价的饲料原料,在水产饲料中提高糖水平能起到节约成本的作用。然而,鱼类对糖类不耐受,其中鱼类胰岛素的分泌滞后于其对糖类的吸收速度被认为是主要原因之一。哺乳动物肌肉组织中葡萄糖的吸收能通过非胰岛素依赖的AMPKα-TBC1D1通路影响细胞内GLUT4转位来实现。但是,鱼类中葡萄糖的吸收过程是否通过该通路调控GLUT4来实现却并不清楚。此外,通过营养调控策略缓解高糖饲料对鱼类生长和代谢的损伤,也是目前鱼类营养学关注的焦点。但相关营养调控策略能否通过影响AMPKα通路发挥缓解作用,目前研究较少。因此,本文以黄鳝为研究对象,通过检测生长性能、生理生化和分子指标,探究了AMPKα通路介导鱼类应对高淀粉饲料的分子机制及调控策略。研究内容如下:1.黄鳝AMPKα1的表型与组织表达分析本文通过分子克隆获得黄鳝AMPKα1的开放阅读框(ORF)并进行鉴定,有助于了解AMPKα1的功能和进一步深入探讨AMPKα参与黄鳝糖代谢的机制。结果显示,黄鳝AMPKα1的ORF长为1722 bp,共编码573个氨基酸;黄鳝AMPKα1与其他物种氨基酸序列同源性较高,与攀鲈的序列相似度高达96.68%,在进化上相对保守;黄鳝AMPKα1基因在脑、肠和肝脏中表达量较高,其次是在脾和肾中,肌肉中的表达量最低。2.不同淀粉水平饲料对黄鳝肌肉AMPKα介导的葡萄糖吸收和利用代谢的影响葡萄糖的吸收是糖利用的关键环节。在哺乳动物上,葡萄糖吸收调控机制的研究较为系统,其中GLUT4主要介导肌肉中的葡萄糖转运。AMPK作为GLUT4的上游调节因子,在鱼类肌肉葡萄糖代谢中可能发挥重要的作用,但AMPKα对鱼类肌肉葡萄糖吸收的调控研究尚属空白。本文以α淀粉为糖源,配制5组不同淀粉水平(15%、20%、25%、30%和35%)(分别命名为S15、S20、S25、S30和S35)的等氮等脂饲料。选取初始体重为(30.00±0.10)g的黄鳝幼鱼为实验对象,进行为期8周的养殖试验。研究结果显示:随饲料淀粉水平的升高,黄鳝肌肉中ampkα1、ampkα2、tbc1d1CH-223191和glut4的基因表达量均呈先升高后下降的趋势,其中S20组的各基因表达量均显著高于其它组(P<0.05)。不同淀粉水平饲料未能显著影响肌糖原的含量(P>0.05)。HK和PFK的活性皆呈先增加后下降的趋势,S30组的HK活性最高,显著高于S25组(P<0.05),但与其它组间无显著差异(P>0.05);而S20组的PFK活性最高,显著高于S15组(P<0.05),与S25和S30组均无显著差异(P>0.05)。S25组的PK活性最高,显著高于其它组(P<0.05),S30组的PK活性显著低于其它组(P<0.05)。S20组https://www.selleck.cn/products/Taurine.htmlhk和pfk的表达量显著高于其它组(P<0.05);S25组的pk表达量显著高于S30组(P<0.05),但与其它组无显著差异(P>0.05)。g6pase、fpbase和pepck的m RNA表达量均随糖水平的升高呈先上调后下调的趋势,S25组g6pase和pepck的表达量均显著高于其它组(P<0.05),且其它组间无显著差异(P>0.05);S20组fbpase的表达量显著高于S30组(P<0.05),且与其它组间无显著差异(P>0.05)。g6pd的m RNA表达量随糖水平的升高呈先上调后下调,再上调的趋势,且在S20组表达量最高,显著高于S30组(P<0.05)。上述结果表明,饲料中添加适宜的α淀粉水平(20%)可上调黄鳝肌肉中葡萄糖吸收相关基因的表达;在饲料中添加20%的α淀粉可相对增强黄鳝肌肉的葡萄糖利用,发现AMPKα-TBC1D1-GLUT4通路可能介导黄鳝肌肉的葡萄糖吸收。3.二甲双胍对饲喂高淀粉饲料黄鳝生长性能、组织形态和AMPKα通路介导的糖代谢的影响本实验旨在探究二甲双胍对饲喂高淀粉饲料黄鳝幼鱼(初始均重,17.14±0.02g)生长性能、组织形态和糖代谢的影响。以α淀粉为糖源配制4种等氮等脂饲料,分别命名为LC组(对照组,15%α淀粉)、HC组(高糖,35%α淀粉)、HCM0.25组(高糖+0.25%二甲双胍,35%α淀粉+0.25%二甲双胍)和HCM0.50组(高糖+0.5%二甲双胍,35%α淀粉+0.5%二甲双胍)。黄鳝饱食投喂,养殖周期为8周。研究结果发现,相对其他组,HCM0.50组的末均重、增重率和特定生长率均显著下降,饲料转化率显著增加(P<0.05);其他组组间生长性能差异不显著。相比于LC组,HC组的肝细胞肿胀,空泡数量增多,细胞核变小或消失,细胞膜出现损伤;而相较于HC组,HCM0.25组肝细胞形态明显得到改善。与此同时,HC组的肝糖原含量显著高于LC组(P<0.05),但HCM0.25组的糖原含量显著低于HC组(P<0.05)。HC组肝脏组织的HK、PFK、FBPase和PEPCK的酶活性显著高于LC组(P<0.05);相对于HC组,HCM0.25和HCM0.50组PFK和PK酶活性显著被提升(P<0.05),但FBPase的活性显著下降(P<0.05),且均与LC组无显著差异Biomass by-product(P>0.05)。另外,HC组肝脏中pk、g6pase和fbpase的m RNA表达量与LC组无显著差异(P>0.05),但hk、pfk和pepck的m RNA表达量均显著上调(P<0.05);与HC组相比,HCM0.25和HCM0.50组的pk的m RNA表达量均显著上调,而g6pase、fbpase和pepck的m RNA表达量显著下调(P<0.05)。除此之外,各组间肌糖原含量均无显著差异(P>0.05)。与LC组相比,HC组肌肉中pfk、pk、g6pase、fbpase和pepck的m RNA表达量无显著变化(P>0.05),但hk的m RNA表达量显著下调了1.51倍,g6pd的m RNA表达量显著上调了1.46倍(P<0.05);与HC组相比,HCM0.25组的hk、pfk、g6pase和pepck的表达量均显著上调(P<0.05);HCM0.50组糖代谢相关基因的表达与HC组无显著变化(P>0.05)。HCM0.25组肌肉中ampkα1、ampkα2、tbc1d1和glut4的m RNA表达量相较于HC组均显著上调(P<0.05)。上述结果表明,35%α淀粉饲料不影响黄鳝的生长性能,会损伤肝脏组织形态;添加0.25%的二甲双胍可缓解高α淀粉饲料摄食对黄鳝肝脏的损伤;同时,二甲双胍可能会增加肌肉葡萄糖吸收。