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杜仲作为东亚地区传统使用的中草药,具有强筋健骨、抗氧化以及降低体脂等功效。本试验以草鱼为研究对象,首先通过草鱼肝脏细胞和肌内成纤维细胞的生长、脂代谢和胶原代谢等指标筛选出杜仲及其主要活性成分,然后将其添加到饲料中进行养殖试验,结合生化指标、肉质评价指标、肌肉组织学和转录组学,研究杜仲及其活性成分对草鱼生长、脂代谢以及肌肉品质的调控及其机理。试验一:杜仲及其活性成分对草鱼肝脏细胞生长和脂代谢的影响为考察杜仲提取物及其活性成分对草鱼肝脏细胞生长和脂代谢的影响,分别将杜仲皮提取物（EBE）、杜仲叶提取物（ELE）、松脂素二糖苷（PDG）、绿原酸（CGA）、槲皮素（QC）以及桃叶珊瑚苷（AU）以2.5、5、10、20、40和80μg/ml的浓度添加到培养液中,孵育草鱼肝脏细胞24 h,检测细胞增殖率（MTT法）、甘油三酯含量、生长和脂代谢相关基因表达。结果表明:除PDG外,其他5种添加物均能显著增加细胞增殖率（P＜0.05）;随着浓度的提高,细胞增殖率呈现先上升后下降的趋势,EBE和ELE在40μg/ml浓度,CGA和QC在10μg/ml浓度,AU在20μg/ml浓度时,细胞增殖率最大（P＜0.05）。此外,EBE、ELE、CGA和QC还显著降低了细胞甘油三酯含量（P＜0.05）,而PDG和AU对此则无显著影响（P＞0.05）。在基因表达方面,EBE、ELE、CGA、QC和AU能显著提高胰岛素样生长因子1（IGF-1）、蛋白激酶B（AKT）、雷帕霉素靶蛋白（TOR）和真核起始因子4E结合蛋白1（4E-BP1）等生长相关基因m RNA表达（P＜0.05）,ELE、CGA和QC还显著上调了核糖体S6激酶1（S6K1）的基因表达（P＜0.05）。此外,EBE、ELE、CGA和QC显著增加了过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPARα）、肉毒碱棕榈酰基转移酶1（CPT1）、脂肪甘油三酯脂酶（ATGL）、激素敏感性甘油三酯脂肪酶（HSL）和过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）等脂代谢相关基因相对表达量（P＜0.05）。同时,EBE和ELE组的脂蛋白脂肪酶（LPL）基因表达也显著上调（P＜0.05）。综上所述,杜仲提取物及其活性成分可能分别通过m TOR、PPAR信号通路促进草鱼肝细胞的生长和脂代谢,CGA和QC可能是杜仲改善养殖草鱼生长和脂代谢的主要活性成分。试验二:杜仲及其活性成分对草鱼肌内成纤维细胞生长和胶原代谢的影响为考察杜仲提取物及其活性成分对草鱼胶原代谢的影响,本研究在成功培养草鱼肌内成纤维细胞的基础上,分别用2.5、5、10、20、40和80μg/ml共6种浓度的杜仲皮提取物（EBE）、杜仲叶提取物（ELE）、松脂素二糖苷（PDG）、绿原酸（CGA）、槲皮素（QC）以及桃叶珊瑚苷（AU）孵育细胞24 h,采用MTT法检测细胞增殖率,收集各自最高增殖率的培养基和细胞样品,检测培养基中羟脯氨酸含量以及细胞胶原代谢相关基因的表达。结果表明:除PDG外,其他5种成分均能显著增加细胞增殖率（P＜0.05）;随着浓度的提高,细胞增殖率呈现先上升后下降的趋势,EBE和ELE在40μg/ml浓度,QC和AU在20μg/ml浓度,CGA在10μg/ml浓度时,细胞增殖率最大（P＜0.05）。此外,EBE、ELE、CGA、QC和AU还能显著提高培养基中羟脯氨酸含量（P＜0.05）,而PDG则对羟脯氨酸含量无显著影响（P＞0.05）。在基因表达方面,EBE、ELE、CGA、QC和AU显著提高了转化生长因子β1（TGF-β1）、结缔组织生长因子（CTGF）、Ⅰ型胶原蛋白α1（COL1A1）、Ⅰ型胶原蛋白α2（COL1A2）、赖氨酸氧化酶（LOX）和基质金属蛋白酶组织抑制剂-2（TIMP-2）的基因表达量（P＜0.05）,降低了基质金属蛋白酶-2（MMP-2）基因表达量（P＜0.05）。同时,ELE、CGA、QC和AU组的Smad蛋白2（Smad2）、Smad蛋白4（Smad4）和脯氨酸羟化酶（PHD）基因m RNA水平也显著上调（P＜0.05）。综上所述,杜仲提取物及其活性成分可能通过激活TGF-β/Smads/CTGF信号通路,上调胶原合成基因表达以及降低胶原分解基因表达,从而促进草鱼肌内成纤维细胞的胶原代谢。CGA、QC和AU可能是杜仲改善草鱼胶原代谢的主要活性成分。试验三:杜仲皮、叶及其提取物对草鱼生长、肌肉品质及胶原蛋白形成相关基因表达的影响为考察杜仲及其提取物对草鱼生长、肌肉品质和胶原形成相关基因的影响,本研究在基础饲料中分别添加20 g/kg的杜仲皮（EB）、40 g/kg杜仲叶（EL）以及4 g/kg的杜仲皮提取物（EBE）和4 g/kg杜仲叶提取物（ELE）,共5个实验组,饲养平均体重为59.7±0.3 g的草鱼60d。结果表明,EB、EL和ELE组的增重率（WG）较对照组升高3.38%、5.71%、4.22%,饲料系数降低0.06、0.10、0.07（P＜0.05）,而EBE组在生长性能上与对照组没有显著差异（P＞0.05）。在肌肉营养成分和质构方面,饲料中添加EB、EL和ELE显著提高了肌肉钙、总胶原蛋白、热不溶性胶原蛋白含量以及肌肉硬度、咀嚼性和胶着性,降低了肌肉粗脂肪含量（P＜0.05）。各添加物组肌肉蒸失水率、离心失水率、24时滴水损失和乳酸含量以及血清葡萄糖、总胆固醇和甘油三脂含量均显著降低（P＜0.05）。此外,四种添加物还显著提高了肌肉DHA、n-3PUFAs含量以及肌肉超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和血清GSH-Px活性,显著降低肌肉蛋白羰基（PC）和丙二醛（MDA）含量（P＜0.05）。在基因表达方面,饲料中补充EB、EL和ELE显著提高了肌肉Ⅰ型胶原蛋白α1（COL1A1）、Ⅰ型胶原蛋白α2（COL1A2）和赖氨酸氧化酶（LOX）基因相对表达量,降低了基质金属蛋白酶-2（MMP-2）、基质金属蛋白酶-9（MMP-9）基因相对表达量（P＜0.05）。同时,EL和ELE组脯氨酸羟化酶（PHD）基因的m RNA相对表达水平也显著提高（P＜0.05）。综上所述,饲料中添加EB、EL和ELE可显著促进草鱼生长性能,并通过提高抗氧化能力、肌肉质构特性、肌肉持水力、脂代谢水平和胶原合成相关基因的表达,以及降低胶原分解相关基因的表达共同改善肌肉品质。试验四:杜仲皮、叶对草鱼肌肉、肝脏转录组的影响在试验三的基础上,对草鱼肝脏和肌肉组织进行转录组学分析,研究饲料中添加杜仲皮（EB）、叶（EL）对其生长、脂代谢和肌肉品质的调控机制。结果表明,与对照组相比,EB组肝脏、肌肉中分别有1814、979个显著差异基因,其中683、534个上调基因,1131、445个下调基因;EL组肝脏、肌肉中分别有1915、1980个显著差异基因,其中846、1319个上调基因,1069、661个下调基因。KEGG分析结果显示EB组肝脏、肌肉和EL组肝脏、肌肉各有47、28和36、65条显著富集通路。由上述差异基因和信号通路,筛选出哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（m TOR）和过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）等多条改善草鱼生长和脂代谢的关键信号通路,以及合成、分解肌肉细胞骨架（肌球蛋白和胶原蛋白）等多个影响肌肉品质的关键基因。试验五:绿原酸和槲皮素对草鱼生长、肌肉品质的影响为考察绿原酸和槲皮素对草鱼生长和肌肉品质的影响,在基础饲料中分别添加400 mg/kg绿原酸（CGA）、400 mg/kg槲皮素（QC）以及400 mg/kg（CGA:QC-400）和800 mg/kg（CGA:QC-800）两者等比例的混合物,共5个实验组,饲养平均体重为59.7±0.3 g的草鱼60 d。结果表明,CGA和QC组的增重率较对照组增加4.00%、4.41%,饲料系数降低0.07、0.08（P＜0.05）,两者等比例混合组在生长性能上和对照组没有显著差异（P＞0.05）。与对照组相比,CGA和QC组的干物质、蛋白质消化率以及肠道淀粉酶、蛋白酶活性显著升高（P＜0.05）,血清总胆固醇（TCHO）、甘油三脂（TG）、葡萄糖（GLU）和乳酸（LA）含量显著降低（P＜0.05）。CGA、QC和CGA:QC-800组肌肉总胶原蛋白、热不溶性胶原蛋白含量以及肌肉硬度、咀嚼性、胶着性和肌肉DPA、n-3PUFAs、n-3/n-6比值显著增加,肌肉蒸失水率、冷冻失水率和24时滴水损失显著降低（P＜0.05）。此外,CGA:QC-800组血清TCHO、TG和LA以及肌肉粗脂肪含量也显著下降（P＜0.05）。在饲料中添加CGA、QC和CGA:QC-800显著提高了肌肉超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）以及血清GSH-Px活性,降低了肌肉丙二醛（MDA）、蛋白羰基（PC）以及血清MDA含量（P＜0.05）。综上所述,饲料中添加CGA和QC可显著提高草鱼肠道消化酶、营养物质消化率和肌肉持水力、胶原蛋白含量、质构特性以及抗氧化能力,从而改善草鱼的生长性能和肌肉品质。两者的等比例混合添加没有表现出明显的协同作用。试验六:绿原酸和槲皮素对草鱼肌肉、肝脏转录组的影响在试验五的基础上,对草鱼肝脏和肌肉组织进行转录组学分析,研究饲料中添加绿原酸（CGA）和槲皮素（QC）对其生长、糖脂代谢和肌肉品质的调控机制。结果表明,与对照组相比,CGA组肝脏、肌肉分别有3125、706个显著差异基因,其中1272、391个上调基因,1853、315个下调基因;QC组肝脏、肌肉中分别有2340、658个显著差异基因,其中1049、411个上调基因,1291、247个下调基因。KEGG分析结果显示,CGA组肝脏、肌肉以及QC组肝脏、肌肉各有63、15和48、35条显著富集通路。由上述差异基因和信号通路,筛选出哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（m TOR）、过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）、AMP依赖的蛋白激酶（AMPK）、胰岛素（Insulin）、叉头框蛋白O（Fox O）和糖酵解/糖异生（Glycolysis/Gluconeogenesis）等多条影响草鱼生长、糖脂代谢以及肌肉品质相关的信号通路。