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卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)隶属于鲹科、鲳鲹属,为暖水性中上层洄游性鱼类,已成为我国华南沿海地区重要的经济养殖鱼类,然而养殖过程中过高饵料系数以及不断提高的鱼粉价格,导致了养殖成本的增加,以价格低廉和分布广泛的植物蛋白替代鱼粉是维持卵形鲳鲹产业可持续发展的重要途径。但有研究表明过多的植物蛋白替代时,会使饲料中缺乏牛磺酸,导致鱼类生长性能下降,抗氧化免疫能力降低等不良影响。因此,探讨外源牛磺酸对鱼类产生的多种生理作用是必要的。本试验旨在探讨外源牛磺酸对卵形鲳鲹生长、抗氧化免疫能力及组织牛磺酸沉积的影响,并初步研究牛磺酸调节内源性合成的机制。试验以鱼粉(Fish meal),发酵豆粕和玉米蛋白粉为基础蛋白源配制了牛磺酸含量分别为1.3(对照组)、4.4(T1)、7.4(T2)、10.5(T3)、12.7(T4)g·kg-1等氮等能饲料;将750尾卵形鲳鲹(81.0±0.5)g随机分为5组(每组150尾,分为3个平行),试验为期56 d。实验结果如下:1.在本试验中,外源牛磺酸能显著提高卵形鲳鲹的生长性能,在T3组特定生长率最高(P<0.05),生长最好;T1和T3组摄食率显著高于T0组(P<0.05),T3组肝体比显著高于T0组(P<0.05),各组间的饲料系数、脏体比和肥满度无显著性差异(P>0.05)。T2、T3和T4组全鱼粗蛋白和粗脂肪含量均显著高于T0组,T4组达到最高(P<0.05);T3组和T4组全鱼水分含量显著低于T0组(P<0.05);灰分含量在各组间无显著性差异(P>0.05)。在抗氧化免疫方面,随饲料牛磺酸含量的增加,卵形鲳鲹的抗氧化和抗病能力显著提高。血清超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶活性均随牛磺酸含量的增加而升高,T3组超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性达到最高(P<0.05),T3和T4组过氧化氢酶活性均显著高于T0组(P<0.05),T3和T4组丙二醛含量显著低于T0组(P<0.05)。T2、T3和T4组溶菌酶活性显著高于T0组(P<0.05),T3组补体C4和免疫球蛋白(A、G)含量显著高于T0组(P<0.05),各组间的补体C3和免疫球蛋白M含量无显著性差异(P>0.05)。综合来看,外源牛磺酸能显著提高卵形鲳鲹生长性能和抗氧化免疫能力。以特定生长率为指标,经多项式回归分析,当牛磺酸添加量为10.0 g·kg-1能达到最好的生长需求。2.首次获得卵形鲳鲹ToCBS、ToCSE、ToCDO、ToCSAD和ToADO的cDNA序列,全长分别为2290 bp、2463 bp、1070 bp、1882 bp、2405 bp,开放阅读框分别编码591、409、201、508、253个氨基酸,编码区氨基酸序列均具有显著结构特征。组织表达分析显示,ToCBS和ToCSE mRNA在脑和肝脏中的表达最高;ToCDO mRNA在肝脏和肠道中表达最高;ToCSAD mRNA在肾脏和肝脏中表达最高;ToADO mRNA在心脏和肾脏中表达较高。外源牛磺酸对牛磺酸组织沉积有显著影响,随饲料牛磺酸含量的增加,全鱼、肝、心、鳃、眼、肾、脑、和肌肉中牛磺酸浓度均显著升高(P<0.05)。饲料中不同牛磺酸水平对卵形鲳鲹牛磺酸相关合成酶的酶活和基因表达具有显著影响,CSE、CDO、CSAD和ADO酶活性随着饲粮牛磺酸含量的增加而降低(P<0.05),对CBS活性没有显著影响(P>0.05);随着牛磺酸含量的增加,ToCBS、ToCSE、ToCDO、ToCSAD和ToADO的基因表达量呈下降趋势,与对照组相比,T2、T3和T4组中ToCBS和ToCDO表达均显著下调(P<0.05),T3组和T4组ToCSE表达显著低于T0组,在T3组表达最低(P<0.05);ToCSAD在T4组表达水平最低(P<0.05);ToADO基因在各实验组的表达均低于T0组(P<0.05)。另外,本试验还通过原核表达系统得到CDO重组蛋白。综合来看,卵形鲳鲹有两种主要途径合成牛磺酸的关键酶,具有内源性合成牛磺酸的能力,可以通过ADO和CDO-CSAD两种途径合成牛磺酸。外源牛磺酸能够影响组织牛磺酸沉积以及合成相关酶的酶活和基因表达,对内源性牛磺酸合成具有调控作用。3.通过16S rRNA测序技术对肠道微生物菌群进行分析,每个样品测得87 707条Tags,以97%的一致性为阈值将序列聚类成为OTUs,得到5 382个OTUs,能够注释到数据库的数目为5 130(95.32%)。卵形鲳鲹肠道微生物菌群占据主导地位的主要包括变形菌门Proteobacteria、软壁菌门Tenericutes、螺旋体门Spirochaetes(门水平);支原体菌属Mycoplasma、短螺旋体属Brevinema、甲基杆菌属Methylobacterium(属水平)。优势菌群往往会影响宿主自身微生物的组成和结构,在门水平中,牛磺酸能降低变形菌门和螺旋体门的相对丰度,提高软壁菌门和拟杆菌门的相对丰度(P<0.05),在属水平中,能降低支原体菌属丰度(P<0.05),增加短螺旋体属丰度(P<0.05)。通过Alpha和Beta多样性分析表明牛磺酸能显著影响卵形鲳鲹肠道菌群,降低微生物多样性和丰富度,Alpha多样性分析显示:ACE指数、Chao1指数、香农-威纳指数和辛普森指数随牛磺酸含量的增高而降低,在T2组中最低(P<0.05);Beta多样性分析显示:T1、T2和T3组聚集在一起,物种相似度较高;T0和T4组间样品距离较远。对肠道免疫研究发现,牛磺酸对卵形鲳鲹肠道TLRs/NF-κB信号通路有显著性影响,能够下调促炎因子ToTLR、ToNFkBP 65、ToTNF-α、ToIL-1β和上调抗炎因子ToIL-10表达,提高肠道免疫能力。综上所述,牛磺酸在卵形鲳鲹肠道中发挥着重要的生理功能,对肠道菌群及免疫能力有着显著的影响。牛磺酸能引起肠道菌群丰度和结构的改变,能够调节肠道TLRs/NF-κB信号通路,提高肠道免疫能力。