卤虫体内β-胡萝卜素代谢转化途径研究

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卤虫(Artemia sp.)无节幼体和成虫是海水苗种培育重要的生物饵料,利用卤虫非选择性滤食特性,通过营养强化使卤虫肠道包裹并携带特定强化剂,可以有效的满足水产动物对必须脂肪酸、氨基酸、维生素等的需求。本研究拟利用β-胡萝卜素作为强化剂,通过观察β-胡萝卜素强化对卤虫体内类胡萝卜素组成和含量的影响,探索卤虫体内类胡萝卜素的变化规律,评价卤虫成为类胡萝卜素生物载体的可行性同时通过转录组学挖掘与β-胡萝卜素代谢转化相关的基因。为探究β-胡萝卜素强化对卤虫体内类胡萝卜素组成和含量的影响,本文以渤海湾卤虫为研究对象,选用四个梯度β-胡萝卜素强化剂(0、5、15、25 mg/L),分别比较卤虫无节幼体和成虫强化24 h和强化后饥饿24 h后体内类胡萝卜素组成和含量的变化。研究结果表明,强化过程中,卤虫无节幼体富集β-胡萝卜素含量于12 h达到最高,卤虫成虫于6 h达到最高,并且卤虫体内β-胡萝卜素含量随着强化剂量增大显著上升(P<0.05),表现出良好的富集效果;根据强化实验结果,卤虫无节幼体和成虫分别选择在强化12 h和6 h后进行饥饿,对β-胡萝卜素在卤虫体内的稳定性进行考察,在饥饿24h过程中,卤虫体内β-胡萝卜素含量随着时间的延长显著下降(P<0.05),并于24 h降至最低,但高浓度强化组β-胡萝卜素沉积量依然显著高于(P<0.05)低剂量强化组。在对卤虫β-胡萝卜素强化后体内类胡萝卜素组成的探究中,发现强化后的卤虫无节幼体和成虫体内均只检测到β-胡萝卜素、角黄素和海胆酮三种类胡萝卜素,并且β-胡萝卜素强化对卤虫体内类胡萝卜素组成有显著影响,卤虫无节幼体和成虫体内角黄素含量变化也跟β-胡萝卜素强化梯度表现出显著相关性。在强化过程中卤虫无节幼体和成虫体内海胆酮和角黄素含量显著上升(P<0.05),随着强化时间的增长呈现先升高后下降的趋势;在强化后饥饿过程中,卤虫无节幼体和成虫体内海胆酮含量均从饥饿开始显著降低(P<0.05),卤虫无节幼体体内角黄素含量呈现先增高后下降的趋势,强化组成虫体内角黄素含量在饥饿6 h时与强化前无显著性差异,6 h后开始显著降低。因此推测卤虫无节幼体和成虫均具有将β-胡萝卜素转化成海胆酮和角黄素的能力。以0 mg/L为对照组(CG),25 mg/L为处理组(TG)对强化12 h的卤虫无节幼体进行转录组测序,共获得42.44 Gb Clean Data,各样品Clean Data均达到6.63 Gb以上,Q30碱基百分比在93.86%以上,组装得到的unigene个数为:58202,Transcription个数为:93648,使用六大数据库(NR,Swiss-Prot,Pfam,COG,GO和KEGG数据库)进行比对。对对照组和处理组进行差异表达分析,结果显示上调表达基因1279个,下调表达基因1426个,并对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析,最后挖掘出与卤虫体内参与β-胡萝卜素代谢转运的相关关键酶基因和转录因子。
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