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非淀粉多糖(NSPs)是饲料中植物蛋白源的重要组分之一，医学及畜禽营养最新研究发现其在低剂量时具有抗氧化，提升免疫，改善肠道菌群功效，而高剂量时表现出一定的抗营养作用。随着鱼粉等动物蛋白资源的日趋紧张和水产养殖规模的不断扩大，植物性蛋白源在水产配合饲料中的用量越来越高，随之NSPs在水产饲料中的含量也逐渐增加，果胶和纤维素是植物性蛋白源成分中的主要NSPs成分，然而高剂量NSPs对水产动物的生理影响至今尚未引起足够的关注。黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)是我国一种重要的杂食偏肉食性的淡水经济鱼类。近年来，随着市场需求量持续增加，黄颡鱼在我国的养殖面积不断扩大，2019年中国渔业统计年鉴显示黄颡鱼全国养殖量高达50.9万吨。于此同时，黄颡鱼的病害也越来越多，尤其是脂肪肝、绿肝、肝胆肿大等肝胆疾病，发病率高，死亡率高，加之病因不明给养殖业带来了巨大的损失。配合饲料中高剂量的NSPs可能和这些肝胆疾病有直接关系。本研究中首先比较了水溶性NSPs果胶和非水溶性NSPs纤维素在高剂量时对黄颡鱼的生长、消化和生理影响差异，继而深入研究了果胶对黄颡鱼生理影响的剂量效应和时间效应，在此基础上进一步探究了基于胆汁酸(BAs)代谢的高剂量NSPs抗营养作用机制，旨在明确高剂量NSPs对黄颡鱼的抗营养作用的强度和途径，为植物性饲料的合理利用提供依据。本文的主要研究内容和研究结果包括以下三部分:
1.高剂量果胶和纤维素对黄颡鱼生长及生理影响的比较研究
本研究旨在探究高剂量NSPs对鱼类的营养胁迫效应，明确不同NSPs对鱼类抗营养作用强度的差异。配制鱼粉组(CON)、30％果胶组(PEC)、30％纤维素组(CEL)及混合组(MPC)共4组等氮等脂日粮。以初始体重为(5.80±0.20)g的黄颡鱼为实验对象，每天表观饱食饲喂两次，持续56d，采样分析其生长性能、饲料利用率、脏器指数、体组成、血清生化和肝肠形态学等指标。结果显示:与CON组相比，PEC组实验鱼肝体指数、表观消化率、血清甘油三酯、总胆固醇、总蛋白、白蛋白、血清球蛋白浓度及碱性磷酸酶活性均显著下降(P＜0.05)。且肝脏有明显的弥漫性脂肪变性和纤维化，肠道褶皱高度和宽度显著降低(P＜0.05)。MPC组实验鱼有类似的但较弱的不良表现，而CEL组实验鱼的不良表现最弱。但MPC组血清总BAs含量是CON的74.5倍，而PEC组和CEL组分别是CON组的4.9倍和1.2倍。CEL和MPC组分别有11.67％和10.0％的黄颡鱼出现绿肝症，而摄食PEC日粮的黄颡鱼肝脏则呈现白肝症状。上述结果表明:高剂量的果胶和纤维素对黄颡鱼的肝脏和肠道均会造成不同程度的结构和功能损伤，但果胶造成的损伤远高于纤维素;高剂量NSPs引起的肝肠组织损伤可能与黄颡鱼BAs代谢紊乱有关。
2.果胶对黄颡鱼抗营养作用的时间和剂量效应研究
前述研究发现，高果胶日粮组黄颡鱼肝、肠组织损伤最严重，但血清总BAs水平反而低于纤维素组，提示高剂量果胶对BAs代谢影响可能随作用时间和作用剂量而变化。本研究仍以黄颡鱼为对象，通过对果胶剂量效应和时间效应的探究，继而揭示其抗营养作用的规律。配制含有不同水平果胶[0gkg-1(FM)、10gkg-1(PEC1)、50gkg-1(PEC5)、150gkg-1(PEC15)和300gkg-1(PEC30)]的五种等氮等脂日粮，饲喂初始体重(9.65±0.08g)的黄颡鱼56d。另外，饲喂FM和PEC30日粮的黄颡鱼，分别于第2、7、14、28，56d进行间隔采样。结果显示，摄食PEC30日粮黄颡鱼在第2d即有绿肝症状出现，7d时绿肝率达到峰值，此时血清和肝脏的总BAs分别是FM组的80和3倍，第28d和56d未发现绿肝症状;可见胆汁颜色在28d时出现变淡，56d时透明无色。摄食PEC30日粮7d后肝脏LXRa，CYP7A1和NTCP基因表达显著上调(P＜0.05)，CYP8B1表达显著下调(P＜0.05)，56d后上述基因表达均显著降低(P＜0.05)。此外，摄食PEC30日粮56d后，肝细胞呈明显弥漫性脂肪变性和纤维化损伤。饲喂不同果胶水平日粮56d后，黄颡鱼血清总胆红素、直接胆红素、甘油三酯、总胆固醇、总蛋白、白蛋白和球蛋白含量随果胶添加量的增加而降低。然而，间接胆红素和总胆红素分别在摄食PEC15和PEC5日粮中，绿肝和胆汁淤积情况最严重。上述结果表明:果胶对黄颡鱼的生理影响随其剂量和作用时间不同而变化，短期胁迫表现为肝脏BAs合成亢进和胆汁於积，长期胁迫则引起肝脏脂肪变性和纤维化。
3.高果胶日粮干扰黄颡鱼BAs代谢的机制探讨
前述研究结果已证实高果胶日粮能够引起黄颡鱼胆汁酸代谢紊乱，但其干扰途径并不清楚。本研究共包含为三部分内容，分别从果胶对食糜胆汁酸结合裹挟影响重吸收，果胶改变肠道菌群结构和功能，及分析胆汁淤积胆汁酸差异靶标代谢物并探究改善措施等途径来揭示果胶诱导黄颡鱼胆汁酸代谢紊乱的潜在机制。结果显示:高果胶日粮能结合裹挟肠道胆汁酸并引起肝脏胆汁酸合成亢进，首餐后即可造成肠道食糜胆汁酸浓度升高胆汁酸重吸收率降低;此外果胶改变黄颡鱼肠道菌群结构和降低食糜胆盐水解酶浓度可能是造成胆汁酸代谢紊乱的另一诱导途径。高果胶日粮胁迫7d能够造成黄颡鱼肝脏胆汁酸合成亢进，肠道胆汁酸吸收增强，导致肝脏胆汁淤积，疏水性胆汁酸含量比例升高，通过补充甘氨胆酸能够缓解这种不良影响。以上结果表明果胶能够通过直接裹挟和改变肠道菌群结构和胆汁酸转化功能两个途径共同导致胆汁酸代谢紊乱。
本研究科学问题源于水产养殖生产实际，课题研究结果不仅能够揭示NSPs对鱼类胆汁酸肝肠循环的影响机制，还有望为防治鱼类肝胆综合症提供新方法。应用前景广阔，理论及实践意义较大。
1.高剂量果胶和纤维素对黄颡鱼生长及生理影响的比较研究
本研究旨在探究高剂量NSPs对鱼类的营养胁迫效应，明确不同NSPs对鱼类抗营养作用强度的差异。配制鱼粉组(CON)、30％果胶组(PEC)、30％纤维素组(CEL)及混合组(MPC)共4组等氮等脂日粮。以初始体重为(5.80±0.20)g的黄颡鱼为实验对象，每天表观饱食饲喂两次，持续56d，采样分析其生长性能、饲料利用率、脏器指数、体组成、血清生化和肝肠形态学等指标。结果显示:与CON组相比，PEC组实验鱼肝体指数、表观消化率、血清甘油三酯、总胆固醇、总蛋白、白蛋白、血清球蛋白浓度及碱性磷酸酶活性均显著下降(P＜0.05)。且肝脏有明显的弥漫性脂肪变性和纤维化，肠道褶皱高度和宽度显著降低(P＜0.05)。MPC组实验鱼有类似的但较弱的不良表现，而CEL组实验鱼的不良表现最弱。但MPC组血清总BAs含量是CON的74.5倍，而PEC组和CEL组分别是CON组的4.9倍和1.2倍。CEL和MPC组分别有11.67％和10.0％的黄颡鱼出现绿肝症，而摄食PEC日粮的黄颡鱼肝脏则呈现白肝症状。上述结果表明:高剂量的果胶和纤维素对黄颡鱼的肝脏和肠道均会造成不同程度的结构和功能损伤，但果胶造成的损伤远高于纤维素;高剂量NSPs引起的肝肠组织损伤可能与黄颡鱼BAs代谢紊乱有关。
2.果胶对黄颡鱼抗营养作用的时间和剂量效应研究
前述研究发现，高果胶日粮组黄颡鱼肝、肠组织损伤最严重，但血清总BAs水平反而低于纤维素组，提示高剂量果胶对BAs代谢影响可能随作用时间和作用剂量而变化。本研究仍以黄颡鱼为对象，通过对果胶剂量效应和时间效应的探究，继而揭示其抗营养作用的规律。配制含有不同水平果胶[0gkg-1(FM)、10gkg-1(PEC1)、50gkg-1(PEC5)、150gkg-1(PEC15)和300gkg-1(PEC30)]的五种等氮等脂日粮，饲喂初始体重(9.65±0.08g)的黄颡鱼56d。另外，饲喂FM和PEC30日粮的黄颡鱼，分别于第2、7、14、28，56d进行间隔采样。结果显示，摄食PEC30日粮黄颡鱼在第2d即有绿肝症状出现，7d时绿肝率达到峰值，此时血清和肝脏的总BAs分别是FM组的80和3倍，第28d和56d未发现绿肝症状;可见胆汁颜色在28d时出现变淡，56d时透明无色。摄食PEC30日粮7d后肝脏LXRa，CYP7A1和NTCP基因表达显著上调(P＜0.05)，CYP8B1表达显著下调(P＜0.05)，56d后上述基因表达均显著降低(P＜0.05)。此外，摄食PEC30日粮56d后，肝细胞呈明显弥漫性脂肪变性和纤维化损伤。饲喂不同果胶水平日粮56d后，黄颡鱼血清总胆红素、直接胆红素、甘油三酯、总胆固醇、总蛋白、白蛋白和球蛋白含量随果胶添加量的增加而降低。然而，间接胆红素和总胆红素分别在摄食PEC15和PEC5日粮中，绿肝和胆汁淤积情况最严重。上述结果表明:果胶对黄颡鱼的生理影响随其剂量和作用时间不同而变化，短期胁迫表现为肝脏BAs合成亢进和胆汁於积，长期胁迫则引起肝脏脂肪变性和纤维化。
3.高果胶日粮干扰黄颡鱼BAs代谢的机制探讨
前述研究结果已证实高果胶日粮能够引起黄颡鱼胆汁酸代谢紊乱，但其干扰途径并不清楚。本研究共包含为三部分内容，分别从果胶对食糜胆汁酸结合裹挟影响重吸收，果胶改变肠道菌群结构和功能，及分析胆汁淤积胆汁酸差异靶标代谢物并探究改善措施等途径来揭示果胶诱导黄颡鱼胆汁酸代谢紊乱的潜在机制。结果显示:高果胶日粮能结合裹挟肠道胆汁酸并引起肝脏胆汁酸合成亢进，首餐后即可造成肠道食糜胆汁酸浓度升高胆汁酸重吸收率降低;此外果胶改变黄颡鱼肠道菌群结构和降低食糜胆盐水解酶浓度可能是造成胆汁酸代谢紊乱的另一诱导途径。高果胶日粮胁迫7d能够造成黄颡鱼肝脏胆汁酸合成亢进，肠道胆汁酸吸收增强，导致肝脏胆汁淤积，疏水性胆汁酸含量比例升高，通过补充甘氨胆酸能够缓解这种不良影响。以上结果表明果胶能够通过直接裹挟和改变肠道菌群结构和胆汁酸转化功能两个途径共同导致胆汁酸代谢紊乱。
本研究科学问题源于水产养殖生产实际，课题研究结果不仅能够揭示NSPs对鱼类胆汁酸肝肠循环的影响机制，还有望为防治鱼类肝胆综合症提供新方法。应用前景广阔，理论及实践意义较大。