斑节对虾亲虾卵巢发育过程中甘油三酯代谢的动态特征与组织特异性调控研究

《Aquaculture Reports》:Variations characteristics of triglyceride during various stages of ovarian development in commercial production of Penaeus monodon broodstock

【字体: 时间:2026年02月03日 来源:Aquaculture Reports 3.7

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  本研究针对斑节对虾(Penaeus monodon)亲虾繁殖性能下降的产业难题,通过分析卵巢发育不同阶段(预诱导期及I、III、V期)血清、肝胰腺和卵巢中甘油三酯(TG)含量、游离脂肪酸(FFA)谱及关键代谢基因表达,揭示了TG合成(fas/srebp1/acc等)、分解(hsl/mgl/dgk等)和转运(mttp/ldlr1)通路的时空动态变化,证实充足TG补充对支持卵巢成熟至关重要,为亲虾营养调控提供了理论依据。

  
在水产养殖领域,斑节对虾(Penaeus monodon)因其生长快速、营养价值和市场价位高而成为重要经济物种,中国的海水养殖产量在2022年达到约11.4万吨,仅次于凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)。然而,亲虾繁殖性能下降和幼体质量不佳已成为制约产业可持续发展的突出难题,这可能与亲虾饲料中营养不足密切相关。目前,由于缺乏专用人工配合饲料,亲虾人工养殖仍依赖投喂活饵(如沙蚕、鱿鱼、贝类等),但活饵营养价值不稳定且易携带病原,严重影响幼体产量和质量。脂类作为水生动物必需营养素,其中甘油三酯(Triglyceride, TG)是主要的储能脂质,在甲壳动物肝胰腺中储存,为生长、运动和繁殖等关键生理功能供能。TG代谢涉及合成、分解和运输过程的协同网络,由关键酶和转录因子介导,但其在斑节对虾卵巢发育全周期中的动态变化模式、组织特异性分配及调控机制尚不清晰。为此,研究人员聚焦TG代谢在卵巢成熟中的作用,开展了一项系统研究,论文发表于《Aquaculture Reports》。
研究采用实际生产常用的“活饵+商业饲料”投喂模式,在预诱导期(单侧眼柄切除前)及卵巢发育I、III、V期采集血清、肝胰腺和卵巢样本,通过组织学分析、TG含量测定、游离脂肪酸(FFA)气相色谱-质谱(GC-MS)检测和实时定量PCR(qRT-PCR)基因表达分析,全面评估了TG代谢的动态特征。关键实验技术包括样本的标准化处理与保存、石蜡切片H&E染色进行卵巢发育分期、商用试剂盒测定TG含量、GC-MS分析FFA组成、以及基于β-actin内参基因的qRT-PCR检测15个TG代谢相关基因(如fas、srebp1、acc、hsl、mttp等)的表达。
3.1. 卵巢组织学结构
组织学观察显示,预诱导期卵巢以增殖卵原细胞和染色质核仁期卵母细胞为主;I期充满卵原细胞、滤泡细胞和外围核仁期卵母细胞;III期卵巢壁变薄,出现少量卵黄卵母细胞;V期卵母细胞充满卵黄颗粒,边缘覆盖皮质棒,表明卵巢逐步成熟。
3.2. TG含量变化
从预诱导期到I期,血清和卵巢TG含量显著增加(卵巢TG提升69.06%),肝胰腺TG保持稳定;I期到III期,血清和肝胰腺TG显著下降(肝胰腺降29.48%),卵巢TG大幅上升(58.77%);III期到V期,血清和肝胰腺TG回升(肝胰腺增50.86%),卵巢TG下降(14.08%),反映卵巢发育不同阶段的能量分配策略。
3.3. 组织SFA与MUFA浓度
肝胰腺和卵巢中饱和脂肪酸(SFA)和单不饱和脂肪酸(MUFA)浓度呈动态波动。从预诱导期到I期,多数SFA和MUFA在卵巢中显著上升,肝胰腺则呈现SFA升、MUFA降的选择性消耗;I期到III期,肝胰腺FFA下降而卵巢FFA上升;III期到V期,肝胰腺FFA回升,卵巢FFA部分下降,体现脂肪酸在组织间的转移与利用。
3.4. 组织PUFA浓度
多不饱和脂肪酸(PUFA)在卵巢中含量高于SFA和MUFA。从预诱导期到I期,肝胰腺和卵巢中多数PUFA(如ARA、EPA、DHA)及n-3PUFA/n-6PUFA比值上升;I期到III期,肝胰腺PUFA下降而卵巢PUFA上升;III期到V期,肝胰腺PUFA回升,卵巢PUFA部分下降,DHA/EPA比值降低,提示PUFA在卵黄形成中的关键作用。
3.5. TG代谢基因表达
从预诱导期到I期,卵巢中TG合成(fas、srebp1、gpat3等)、分解(hsl、mgl、dgk等)和转运(mttp、ldlr1)基因均显著上调,肝胰腺则呈现合成基因(dgat1、lpin3等)下调、分解与转运基因(hsl、mttp等)上调的分化模式。从I期到V期,卵巢合成基因(如gpat3、dgat1)表达逐渐下降,而肝胰腺合成与转运基因(如mogat2、dgat1、ldlr1)持续上调,反映卵巢从自身合成转向外源摄取、肝胰腺强化脂质输出的代谢重编程。
研究结论与讨论部分强调,斑节对虾卵巢成熟经历三个代谢阶段:早期(预诱导期到I期)以卵巢自身合成TG为主;中期(I期到III期)肝胰腺主动动员脂质向卵巢转运;晚期(III期到V期)卵巢需求减少,肝胰腺重建储备。这一过程受SREBP1(sterol regulatory element-binding protein 1)等转录因子调控,通过协调合成(ACC、FAS、SCD5)、分解(HSL、MGL、DAGLβ)和转运(MTTP、LDLR1)基因的表达,实现组织间脂质分配。研究首次系统揭示了TG代谢在斑节对虾卵巢发育中的时空动态,为亲虾专用饲料开发提供了精准营养策略,对提升水产繁殖效率具有重要意义。未来研究可纳入更多发育阶段(如II、IV期)以完善脂质代谢图谱。
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