牛磺酸及相关氨基酸对大菱鲆幼鱼生长性能及TauT mRNA表达的影响

柳 茜梁萌青郑珂珂王成强徐后国

(1. 中国水产科学研究院黄海水产研究所, 青岛 266071; 2. 上海海洋大学水产与生命学院, 上海 201306)

牛磺酸及相关氨基酸对大菱鲆幼鱼生长性能及TauT mRNA表达的影响

柳 茜1,2梁萌青1郑珂珂1王成强1,2徐后国1

(1. 中国水产科学研究院黄海水产研究所, 青岛 266071; 2. 上海海洋大学水产与生命学院, 上海 201306)

以初始体重为(7.90±0.07) g的大菱鲆为实验对象, 鱼粉、豆粕、玉米蛋白粉和谷朊粉为主要蛋白质来源, 鱼油为主要脂肪源, 在此基础配方中分别添加0、1%、2%牛磺酸, 0.5%蛋氨酸及0.5%半胱氨酸(分别命名为T-0、T-1、T-2、M-0.5和C-0.5), 配制5种等氮等脂的配合饲料, 在室内流水养殖系统进行为期10周的养殖实验, 目的是研究饲料中含有高比例植物蛋白时牛磺酸、蛋氨酸和半胱氨酸对大菱鲆幼鱼生长及牛磺酸转运载体(TauT) mRNA表达的影响。结果表明, 与对照组相比, T-1、T-2组大菱鲆幼鱼的特定生长率(SGR)和饲料效率(FE)提高(P＜0.05), 内脏指数(VSI)降低(P＜0.05); M-0.5组大菱鲆幼鱼SGR和FE较对照组提高(P＞0.05), VSI低于对照组(P＜0.05), 肥满度(CF)高于对照组(P＜0.05); C-0.5组SGR较对照组降低(P＜0.05), 但FE、VSI和CF与对照组差异不显著(P＞0.05); T-1、T-2组大菱鲆幼鱼肝脏、脑和眼中TauT mRNA相对表达量低于对照组(P＜0.05), 且随着饲料中牛磺酸含量的增加大菱鲆幼鱼肝脏、脑和眼中TauT mRNA相对表达量降低(P＜0.05); M-0.5组大菱鲆幼鱼肝脏、脑和眼中TauT mRNA相对表达量高于T-0、T-1、T-2组(P＜0.05); C-0.5组大菱鲆幼鱼肝脏、脑和眼中TauT mRNA相对表达量高于T-0、T-1、T-2组(P＜0.05), 但与M-0.5组相比差异不显著(P＞0.05)。综合分析表明, 在实验条件下, 饲料中牛磺酸含量为0.48%、1.06%时能够提高大菱鲆幼鱼的生长性能; 大菱鲆幼鱼体内TauT mRNA表达可能受饲料中牛磺酸、蛋氨酸和半胱氨酸等含硫氨基酸的影响。

牛磺酸; 蛋氨酸; 半胱氨酸; 大菱鲆; 牛磺酸转运载体(TauT)

牛磺酸(Taurine), 化学名称为2-氨基乙磺酸, 俗称牛胆碱, 是一种小分子的β-含硫氨基酸[1]。研究表明, 牛磺酸是机体的一种条件性必需氨基酸, 饵料中植物蛋白高时补充牛磺酸可促进生长、提高饲料转化率, 并有效改善绿肝综合症[2—6]。已有研究表明, 大菱鲆幼体的生长与其体内的牛磺酸水平呈正相关[7]。蛋氨酸(Methionine)是鱼类的一种必需氨基酸, 在动物体内蛋氨酸以S-腺苷甲硫氨酸的形式作为甲基的主要供体[8,9], 用来合成核酸、角质素和胆碱等一些重要化合物[10]; 半胱氨酸(Cysteine)是一种重要的含硫氨基酸, 是组成蛋白质的20种天然氨基酸中惟一具有还原性基团—巯基的氨基酸[11]; 在哺乳动物体内, 牛磺酸可由蛋氨酸(Methionine)和半胱氨酸(Cysteine)合成。作为动物组织中含量最丰富的游离氨基酸, 牛磺酸跨膜转运是通过细胞膜上的牛磺酸转运载体(TauT)来完成的[12]。TauT属于Na+、Cl-依赖型转运体, 在鲈(Lateolabrax japonicus)的研究中发现, TauT在心、肝、眼、脑等组织中均有表达[13]。牛磺酸转运载体(TauT)通过跨膜转运将胞外牛磺酸转运至胞内, 保证其正常功能; TauT表达可随细胞渗透压的改变而发生变化, 其活性也可因不同的调节剂而改变。目前国内外有关鱼类TauT的研究大多集中在其渗透压调节以及外源性牛磺酸对TauT表达的影响方面,而饲料中添加牛磺酸及相关含硫氨基酸对鱼体TauT mRNA表达的影响未见报道。本研究以大菱鲆为对象, 研究饲料中牛磺酸及相关含硫氨基酸对大菱鲆幼鱼生长及肝脏、脑、眼组织中TauT mRNA相对表达量的影响, 为探讨牛磺酸在大菱鲆体内代谢机制积累数据。

1 材料与方法

1.1 实验用鱼

大菱鲆幼鱼购自青岛市通用水产养殖有限公司(中国, 青岛), 养殖实验在烟台天源水产有限公司(中国, 烟台)进行。实验开始前, 停食24h, 随机挑选大小均匀、体格健壮且体表无病, 平均体重(7.90± 0.07) g的大菱鲆幼鱼450尾, 随机平均分配到5×3个养殖桶(40 cm×50 cm×100 cm)中。

1.2 实验饲料

基础饲料以鱼粉、豆粕、玉米蛋白粉和谷朊粉为主要蛋白质来源, 以鱼油为主要脂肪来源。对照组不添加牛磺酸 (T-0), 试验饲料中分别添加1% (T-1)、2% (T-2)牛磺酸、0.5% (M-0.5)蛋氨酸、0.5% (C-0.5)半胱氨酸。5种饲料等氮等脂, 具体配方及营养成分见表 1。饲料原料粉碎后, 过80目筛,按照配方充分混合, 制成粒径为3 mm的饲料, 然后放入60℃烘箱内烘12h, 在-20℃下保存备用。实验饲料的氨基酸组成见表 2。

1.3 饲养管理

养殖实验采用流水系统, 在200 L的方形塑料养殖桶中进行; 水温(16±1)℃, pH 7.6—8.2, 溶氧含量保持在6 mg/L以上。每天饱食投喂两次(6:30和16:30), 投喂后0.5h换水以排除残饵, 实验从2014.7.19开始至2014.9.26结束, 养殖周期为10周。

1.4 样品采集与分析

样品采集在实验鱼分组前, 随机选取10尾大菱鲆作为初始样品进行分析。在实验结束后, 饥饿24h, 称每桶鱼总重; 然后每桶取3尾鱼分别测量其体质量、体长、内脏团质量以及肝脏质量, 用于计算其形体指标; 无菌条件下取眼、脑、肝脏样品于RNAwait保存液(Solarbio)中, -20℃保存, 用于TauT mRNA表达量分析; 每桶随机捞取3尾鱼, -20℃保存, 用于常规分析。

常规及生化分析饲料和全鱼样品在105℃烘干至恒重, 采用凯式定氮法(VELP, UDK142 automatic distillation unit, 意大利)测定粗蛋白质含量; 粗脂肪含量采用索氏抽提法测定(FOSS脂肪测定仪SOXTEC 2050, 瑞典), 样品在马福炉中灼烧5h (550℃), 失重法测定灰分含量。使用日立L-8900型氨基酸分析仪(Titachi L-8900 automatic amino acidanalyzer, Hitachi, 日本)测定饲料中牛磺酸及氨基酸组成。

表 1 实验饲料组成及营养成分分析Tab. 1 Formulation and proximate compositions of experimental diets (%)

1.5 牛磺酸转运载体(TauT) mRNA表达量分析

RNA的提取和cDNA的合成 采用RNAiso Plus (TaKaRa)提取组织总RNA, 利用微量核酸测定仪(Nanodrop ND2000, 美国)检测RNA的浓度和纯度, 使用1%的琼脂糖凝胶电泳检测RNA的质量; 选择A260/A280在1.8—2.1、凝胶检测未降解的RNA, -80℃保存备用。以提取的总RNA为模板, Transcriptor First Strand cDNA Synthesis Kit反转录试剂盒(Roche, 德国)两步法, 采用20 μL反应体系合成第一链cDNA; 得到的cDNA于-80℃保存备用。

引物设计本实验采用相对荧光定量2-∆∆Ct法, 选用在本实验条件下表达稳定的β-Actin为管家基因(序列号: AY008305), 目的基因为大菱鲆TauT (卫育良, 未发表), 引物序列见表 3。

实时荧光定量采用SYBR Green Ⅰ染料法, 荧光试剂选用FastStart Essential DNA Green Master (Roche, 德国), 在荧光定量仪(Eppendorf实时荧光定量PCR仪, 德国)上进行扩增和数据分析。反应总体积20 μL: Master mix 10 μL, 上游引物1 μL,下游引物1 μL, PCR水3 μL, 10倍稀释的cDNA 5 μL。反应条件为: 95.0℃, 10min; 95.0℃, 10s; 60℃, 15s; 72℃, 20s; 进行40个循环; 溶解曲线按仪器默认程序进行。采用2-∆∆Ct法计算TauT基因的相对表达量,公式中的

表 2 实验饲料的氨基酸组成(%干物质)Tab. 2 The amino acid composition of experimental diets (% in dry matter)

表 3 RT-PCR实验用引物Tab. 3 Real-time PCR primers used in the experiment

1.6 计算公式及统计分析

特定生长率(Specific growth rate, SGR, %/d)=100× [ln(终末体重)-ln(初始体重)]/实验天数

成活率(Survival rate, SR, %)=100×实验结束每桶鱼尾数/实验开始每桶鱼尾数

摄食率(Feed intake, FI, %/d)=100×每尾鱼摄食的饲料干物质重/[(实验结束时鱼体重+实验开始时鱼体重)/2×养殖实验天数]

饲料效率(Feed efficiency, FE)=(实验结束时鱼体重-实验开始时鱼体重)/每尾鱼摄食的饲料干物质重

蛋白效率比(Protein efficiency ratio, PER) =(终末体重-初始体重)/蛋白摄入量

蛋白质沉积率(Protein productive value, PPV, %)=100×鱼体蛋白质贮存量/蛋白摄入量

肥满度(Condition factor, CF, g/cm3)=100×实验终体重(g)/(鱼体长度)3(cm3)

肝指数(Hepatosomatic index, HSI, %)=100×肝脏重(g)/鱼体重(g)

内脏指数(Viscerosomatic index, VSI, %)=100×内脏团重(g)/鱼体重(g)

所有实验数据均用平均值±标准误表示, 数据采用SPSS 17.0进行单因素方差分析(One-way ANOVA), 差异显著(P＜0.05)后, 进行Tukey多重比较(Tukey's multiple comparison tests)。

2 结果

2.1 牛磺酸及相关氨基酸对大菱鲆幼鱼生长性能的影响

牛磺酸及相关氨基酸对大菱鲆幼鱼生长性能的影响见表 4, 各实验组成活率无显著差异(P＞0.05);与对照组相比, 饲料中牛磺酸含量为0.48%和1.06%时可提高大菱鲆幼鱼的终末体重与特定生长率(SGR) (P＜0.05), 且随着饲料中牛磺酸含量的增加, 大菱鲆幼鱼的终末体重与SGR提高(P＜0.05); 蛋氨酸添加组大菱鲆幼鱼终末体重与SGR略高于对照组, 但差异不显著(P＞0.05); 半胱氨酸添加组大菱鲆幼鱼终末体重略低于对照组, 但差异不显著(P＞0.05), 而SGR则低于对照组(P＜0.05); 大菱鲆幼鱼的摄食率(FI)随着饲料中牛磺酸含量的升高而升高, 且1.06%牛磺酸组FI高于对照组(P＜0.05), 而与对照组相比,添加蛋氨酸对FI无显著性影响(P＞0.05), 添加半胱氨酸组FI低于对照组, 但差异不显著(P＞0.05); 饲料中牛磺酸含量为0.48%和1.06%时大菱鲆幼鱼的饲料效率(FE)高于对照组(P＜0.05), 而蛋氨酸添加组FE略高于对照组, 但差异不显著(P＞0.05), 半胱氨酸添加组的FE与对照组无显著性差异(P＞0.05); 饲料中牛磺酸含量为0.48%和1.06%时蛋白效率比(PER)高于对照组(P＜0.05), 而蛋氨酸添加组与半胱氨酸添加组的PER与对照组无显著性差异(P＞0.05); 1.06%牛磺酸组的蛋白质沉积率(PPV)高于对照组(P＜0.05), 0.48%牛磺酸组及蛋氨酸组的PPV与对照组相比无显著性差异(P＞0.05), 而半胱氨酸组PPV则低于对照组(P＜0.05)。

表 4 牛磺酸及相关氨基酸对大菱鲆幼鱼生长性能的影响Tab. 4 Effects of dietary taurine and its related amino acids on growth performance of juvenile turbot

2.2 牛磺酸及含硫氨基酸对大菱鲆幼鱼鱼体化学组成及形体指标的影响

由表 5可知, 与对照组相比, 0.48%、1.06%牛磺酸组和0.5%蛋氨酸组大菱鲆幼鱼鱼体水分的变化不显著(P＞0.05), 添加0.5%半胱氨酸可提高鱼体水分含量(P＜0.05); 随着饲料中牛磺酸含量的升高,鱼体粗蛋白质含量提高(P＜0.05), 蛋氨酸添加组鱼体粗蛋白质含量高于对照组(P＜0.05), 而半胱氨酸添加组的鱼体粗蛋白质含量低于对照组(P＜0.05);鱼体粗脂肪含量与粗蛋白质含量表现出相同的变化趋势, 0.48%、1.06%牛磺酸组和0.5%蛋氨酸组鱼体的粗脂肪含量升高(P＜0.05), 而半胱氨酸添加组鱼体的粗脂肪含量与对照组显著不差异(P＞0.05); 与对照组相比, 0.48%、1.06%牛磺酸组和0.5%蛋氨酸组鱼体的粗灰分含量降低(P＜0.05), 而添加0.5%半胱氨酸对鱼体粗灰分含量无显著性影响(P＞0.05)。

T-1、T-2和M-0.5的内脏指数均低于对照组(P＜0.05), 而C-0.5组的内脏指数与对照组无显著差异(P＞0.05); T-1、T-2和M-0.5大菱鲆幼鱼肝指数与对照组无显著差异(P＞0.05), 而添加0.5%半胱氨酸则会降低肝指数(P＜0.05); T-1、T-2组的肥满度略高于对照组, C-0.5组肥满度略低于对照组, 但无显著差异(P＞0.05), M-0.5组肥满度高于对照组(P＜0.05)。

2.3 饲料中牛磺酸及相关含硫氨基酸对TauT mRNA表达的影响

由表 6不同组织中TauT mRNA相对表达量可知, 与对照组相比, 饲料中牛磺酸含量为0.48%、1.06%时均可降低大菱鲆幼鱼肝脏、脑和眼组织中的TauT mRNA相对表达量(P＜0.05), 且随着饲料中牛磺酸含量增加, TauT mRNA相对表达量降低(P＜0.05); 饲料中添加0.5%蛋氨酸大菱鲆幼鱼肝脏、脑和眼组织中的TauT mRNA相对表达量高于T-0、T-1及T-2组(P＜0.05); 0.5%半胱氨酸添加组大菱鲆幼鱼肝脏、脑和眼组织中的TauT mRNA相对表达量高于T-0、T-1及T-2组(P＜0.05), 但与M-0.5组相比差异不显著(P＞0.05)。

3 讨论

3.1 牛磺酸及相关氨基酸对大菱鲆幼鱼生长性能的影响

饲料中添加适量牛磺酸能够提高军曹鱼(Rachycentron canadum)、虹鳟(Oncorhynchus mykiss)、真鲷(Pagrus major)、罗非鱼(Oreochromis niloticus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、牙鲆(Paralichthys olivaceus)和大菱鲆等鱼类的生长性能, 因此牛磺酸是一种条件性必需氨基酸[2,5,6,14—22], 这些研究与本实验的结果相似, 在本实验中, 大菱鲆幼鱼的终末体重、特定生长率、摄食率、饲料效率和蛋白效率比随着饲料中牛磺酸含量的增加而升高, 说明饲料中添加适量牛磺酸可改善大菱鲆幼鱼的生长性能。齐国山研究表明6.3 g的大菱鲆幼鱼饲料中牛磺酸的最适需求量为1.0%[10]。高植物蛋白饲料中因缺乏牛磺酸, 会导致鱼类摄食后生长下降,而在本研究中T-1、T-2组饲料中补充牛磺酸后, 饲料中牛磺酸含量分别为0.48%、1.06% (表 1), 均高于对照组的0.08%, 从而促进生长; 其中T-2组牛磺酸含量接近其需求量, 满足其最大生长需求, 因此获得最高特定生长率。在本研究中, 摄食率和饲料效率与特定生长率变化趋势一致, 表明生长的改善可能是摄食率和饲料效率的提高引起的, 这在牙鲆[17]、大菱鲆[10]上得到类似结果。牛磺酸作为鱼类的优良诱食剂, 在草鱼、牙鲆等种类中已有报道[16,17], 它可以通过刺激鱼类的嗅觉和味觉而促进鱼类摄食[23], 提高摄食率。牛磺酸可以调节消化酶的活性, 增强鱼体对饲料中营养物质的消化吸收[24],从而提高饲料效率。在本实验中牛磺酸的添加量与实际检测值不符, 可能是当时所用的牛磺酸实际含量并未达到所标注的浓度, 或者与饲料制作过程有关。因为在饲料制作时, 选用的国药试剂牛磺酸,其中一瓶是已经开口用过的, 并在-20℃保存一年,当时并未测定这一瓶牛磺酸纯度是否依然符合标准, 而且饲料制作成功后未能及时检测氨基酸含量,而是在养殖实验结束后进行的氨基酸成分分析, 从而导致饲料中牛磺酸实际含量与添加量不符, 但具体原因尚待进一步研究。

本实验在饲料中添加0.5%蛋氨酸未能显著提高大菱鲆幼鱼的生长性能, 与此相似, 饲料中添加蛋氨酸并未提高虹鳟鱼的生长、摄食和饲料转化率[18]。鱼体内蛋氨酸主要用来合成蛋白质, 作为甲基供体及解毒作用[25,26], 并非通过诱食作用、改善饲料利用率提高生长。对大黄鱼(Pseudosciaena crocea R.)[27]、罗非鱼[28]的研究表明, 饲料中添加蛋氨酸表现出显著的促生长作用, 这可能与鱼的种类和饲料组成的差异有关。Ma等[29]研究表明大菱鲆幼鱼对饲料中蛋氨酸需求量以1.59%适宜, 本实验M-0.5组饲料的蛋氨酸含量为1.26%, 未达到其最适需求量, 这也可能是造成其生长未能显著提高的原因; 齐国山[10]研究表明, 在高植物蛋白饲料中添加1%的蛋氨酸显著促进大菱鲆生长, 但摄食率及饲料效率无显著提高, 这可能与实验饲料组成差别有关; Wang等[30]研究表明, 饲料中添加0.5%及1.5%的蛋氨酸均显著提高大菱鲆的特定生长率, 出现该结果可能是其实验饲料中蛋氨酸含量分别为1.53%、2.53%, 均高于本实验蛋氨酸组饲料中1.26%的蛋氨酸含量, 接近或达到大菱鲆的最适需求量1.59%所致。在本实验中C-0.5组大菱鲆幼鱼终末体重、摄食率、饲料效率与对照组无显著差异, 而特定生长率显著低于对照组, 这与Matsunari等[31]、齐国山[10]的研究结果相似, 说明添加半胱氨酸不能提高大菱鲆的生长性能。

3.2 牛磺酸及相关氨基酸对大菱鲆幼鱼鱼体化学组成及形体指标的影响

在本实验中, 添加牛磺酸可显著提高鱼体的蛋白质含量, 与在吉富罗非鱼(Oreochromis nilotictus)和斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)[15]、虹鳟[32]、鲫[33]和大菱鲆[19]中的研究一致。一方面牛磺酸可以刺激蛋白质消化相关的激素和酶的分泌, 提高蛋白质利用率; 另一方面饲料中补充牛磺酸后, 可使更多的含硫氨基酸参与到蛋白质合成过程中, 以此提高鱼体蛋白质含量[32,33]。研究显示, 饲料中添加牛磺酸显著提高虹鳟[5]、罗非鱼[15]、鲫[34]体内的脂肪含量, 这些结果与本实验结果一致; 牛磺酸参与脂类代谢, 主要通过与胆酸结合, 生成胆汁酸, 进而促进脂肪乳化、增加脂肪酶活性, 促进了脂肪和脂溶性物质的消化吸收率, 从而增加鱼体内脂肪含量[34,35]。与本实验结果相反, 补充牛磺酸石斑鱼体内脂肪含量显著降低[15]; 齐国山添加牛磺酸6.3 g和48 g的大菱鲆全鱼脂肪含量降低, 认为是牛磺酸参与了胆汁酸以外的其他代谢途径[10]; 对大西洋鲑的研究表明, 添加牛磺酸降低了鱼体的脂肪沉积, 其认为该结果可能与牛磺可提高多胺浓度有关, 而多胺代谢与脂肪沉积有关[36]。对于牛磺酸与鱼类脂肪沉积的关系, 不同的研究得出的结果不同, 其根本原因有待深入研究。在本实验饲料中添加牛磺酸,大菱鲆鱼体肥满度有升高趋势, 而内脏指数则显著降低, 这可能与蛋白质、脂肪这些常规营养成分在体内的含量增加, 从而提高鱼体的含肉率有关。

表 5 大菱鲆幼鱼鱼体化学组成及形体指标(湿重)Tab. 5 Body chemical composition and physical indicators of juvenile turbot (wet weight)

表 6 不同组织中TauT mRNA相对表达量Tab. 6 Relative expression levels of TauT mRNA in different tissues

在饲料中添加蛋氨酸可显著提高鱼体的蛋白质含量, 在对奥尼罗非鱼(Oreochromis niloticus O.)、印度鲤(Cirrhinus mrigala)的实验中得到同样结果[37,38]。蛋氨酸是鱼类的必需氨基酸, 饲料中添加蛋氨酸可提高饲料的营养水平, 提高饲料效率及体蛋白质沉积[8]。在本研究中, 蛋氨酸添加组的CF显著升高, VSI显著降低, HSI降低(P＞0.05), 这与侯华鹏等[39]结果一致。

3.3 饲料中牛磺酸及相关氨基酸对TauT mRNA表达的影响

牛磺酸是可兴奋组织细胞中最丰富的游离氨基酸, 具有广泛的生物学效应, 主要通过细胞膜上的牛磺酸转运载体转运入膜[12]。牛磺酸转运载体基因在鱼体不同组织中广泛表达, 研究显示, 鲤(Cyprinus carpio)的所有组织、鲈检测的9个组织和塞内加尔鳎(Solea senegalensis)的12个组织中均有TauT表达[13,40,41]。另外, 本实验室研究表明, TauT在大菱鲆眼、脑、肝、脾、肠、心等组织中均有表达(卫育良, 未发表)。

影响TauT mRNA表达的因素有很多, 如食物、环境渗透压、激素、蛋白激酶C等[13]。原位杂交显示摄食低牛磺酸水平饲料的动物肾近端小管S3段的TauT表达上调, 而摄食高牛磺酸水平饲料的动物TauT表达显著下调(P＜0.05)[42]。大西洋鲑(Salmo salar)幼鲑摄食补充牛磺酸的饲料, TauT mRNA水平显著低于对照组[43]。与上述研究结果相似, 在本研究中随着饲料中牛磺酸含量增加, 大菱鲆幼鱼肝脏、脑和眼3个组织中的TauT mRNA相对表达量显著降低。有研究表明对饮食的长期适应性调节是在mRNA水平进行的[41], 饲料中较高的可利用性牛磺酸含量降低了所需的TauT数量[43]。而在体外培养人HepG2细胞时, 发现在牛磺酸富裕的培养基中, TauT的活性及其mRNA表达水平被下调[43]。TauT是调节细胞牛磺酸水平的关键因子[45], 牛磺酸主要通过细胞内外转运调整机体牛磺酸生物“稳态”[46], 因此, TauT mRNA表达量的降低可能是应对饲料中较高含量的牛磺酸, 维持细胞内牛磺酸含量稳定的一种机制。

本研究显示在饲料中添加蛋氨酸和半胱氨酸可显著提高大菱鲆幼鱼肝脏、脑和眼3个组织中的TauT mRNA相对表达量(P＜0.05)。塞内加尔鳎幼鱼的脑、心、眼组织中TauT表达最高, 通常这些部位的牛磺酸浓度很高, 因为牛磺酸在其中发挥重要的生物学作用[41]。Watson等[47]研究认为, 因为肝脏是牛磺酸主要合成部位, 饲料中缺乏牛磺酸应首先在肝脏中被识别, 而缺乏牛磺酸的饲料可能会导致肝脏中TauT转录的升高; 牛磺酸在肝脏中合成后,经由血液循环及TauT被其他组织摄取, 而其他组织的TauT表达应上调, 以促进在饲料中牛磺酸水平较低情况下的牛磺酸回收。有研究显示牛磺酸吸收的增加是TauT表达量上调的结果[44]。齐国山[10]研究表明, 大菱鲆体内可能存在将蛋氨酸和胱氨酸转化为牛磺酸的途经。因此, 笔者推测在本研究中,大菱鲆幼鱼可能能够利用饲料中的蛋氨酸和半胱氨酸合成牛磺酸, 而TauT mRNA表达量上调是将肝脏中合成的牛磺酸转运至眼、脑这些部位, 以利于其生理功能的发挥。但是, 由于大菱鲆幼鱼的牛磺酸合成水平可能较低[10], 所合成的牛磺酸量不能满足摄食高植物蛋白饲料的大菱鲆幼鱼的最大生长需求, 因此, 并未表现出显著的促生长作用。在对人的研究中发现, TauT与胎儿生长、胎儿发育迟缓的发病机制及出生体重有关[48], 说明TauT可能通过某种途径对机体生长产生作用。Pinto等[41]认为, 在一个生长潜力非常高的阶段, 高的牛磺酸转运能力可能对幼体生长非常重要, 已有研究指出TauT介导的肌浆网钙摄取对肌纤维的兴奋—收缩机制有一定作用, 并诱导骨骼肌细胞摄取氨基酸, 由于氨基酸是成长的基石, 肌肉中高的牛磺酸转运能力可能与氨基酸沉积有关, 并造成较高的生长潜力。而本实验饲料牛磺酸含量与其在眼、脑及肝的TauT mRNA表达均为反向调节, 由于本研究未测定肌肉中TauT mRNA表达, 因此造成反向调节的具体原因有待更深入研究。目前, 对TauT的研究多集中在组织表达、外源牛磺酸或高渗刺激等对TauT mRNA表达量的影响, 而有关饲料中牛磺酸及相关含硫氨基酸对TauT mRNA表达量及TauT mRNA表达与鱼体生长的关系还有待进一步研究。

综合分析表明, 在本实验条件下, 饲料中牛磺酸含量为0.48%、1.06%时均能够提高大菱鲆的生长性能; 大菱鲆幼鱼体内TauT mRNA表达可能受饲料中牛磺酸、蛋氨酸和半胱氨酸等含硫氨基酸的影响。

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EFFECTS OF DIETARY TAURINE AND RELATED AMINO ACIDS ON GROWTH PERFORMANCE AND TAURINE TRANSPORTER (TAUT) MRNA EXPRESSION OF JUVENILE TURBOT (SCOPHTHALMUS MAXIMUS L.)

LIU Xi1,2, LIANG Meng-Qing1, ZHENG Ke-Ke1, WANG Cheng-Qiang1,2and XU Hou-Guo1
(1. Yellow Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Qingdao 266071, China; 2. College of Fisheries and Life Sciences, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)

A 10-week feeding experiment in indoor flowing-through water system was conducted to evaluate the effects of taurine, methionine and cysteine in diets on growth performance and taurine transporter (TauT) mRNA expression of juvenile turbot (Scophthalmus maximus L.) [initial weight: (7.90±0.07) g]. The basal diet was supplemented with 0, 1%, 2% taurine, 0.5% methionine and 0.5% cysteine (Control T-0, T-1, T-2, M-0.5 and C-0.5, respectively) to formulate five isonitrogenous and isolipidic diets. The results showed that the specific growth rate (SGR) and feed efficiency (FE) of T-1 and T-2 group were significantly higher than that of the control group (P＜0.05), and the visceral indexes (VSI) of T-1 and T-2 group was significantly lower than that of the control group (P＜0.05). Compared with T-0 group, the SGR and FE of M-0.5 group improved (P＞0.05), and VSI decreased significantly (P＜0.05), while condition factors (CF) increased significantly (P＜0.05). Compared with T-0 group, the SGR of C-0.5 group decreased significantly (P＜0.05), and no significant differences in FE, VSI and CF were observed (P＞0.05) between the two groups. T-1 and T-2 group had significantly lower TauT mRNA relative expression (P＜0.05) in liver, brain and eye tissues than those in T-0 group, and the TauT mRNA relative expression in liver, brain and eye tissues decreased significantly (P＜0.05) with increasing dietary taurine level. On the contrary, the TauT mRNA relative expression in liver, brain and eye tissues of M-0.5 group was significantly higher (P＜0.05) than those in T-0, T-1 and T-2 groups. C-0.5 group had a significantly higher TauT mRNA relative expression (P＜0.05) in liver, brain and eye than those in T-0, T-1 and T-2 groups, but no significant differences (P＞0.05) were found when compared with M-0.5 group. In conclusion, 0.48%, 1.06% taurine in diets could promote growth performance of juvenile turbot under these experimental conditions. The TauT mRNA expression in juvenile turbot may be affected by dietary sulfur-containing amino acids such as taurine, methionine and cysteine.

Taurine; Methionine; Cysteine; Turbot; Taurine transporter (TauT)

S963

A

1000-3207(2017)01-0165-09

10.7541/2017.21

2016-01-04;

2016-04-11

国家自然科学基金(31340076); 农业公益行业专项(201303053)资助 [Supported by the National Natural Science Foundation of China (31340076); the Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest (201303053)]

柳茜(1989—), 女, 河北石家庄人; 硕士; 主要从事水产动物营养与饲料研究。E-mail: 371707080@qq.com

梁萌青, 女, 研究员; E-mail: liangmq@ysfri.ac.cn