水产养殖——代谢组学发挥怎样的作用？

由于全球野生鱼类资源因过度开发而减少，据统计目前50%以上的鱼类和海藻食品供应来自水产养殖，水产养殖成为水产品食物供应的主要来源。因此未来对水产养殖业在幼鱼的繁育和饲养、营养和饲料配方、疾病诊断和免疫学及产品的安全性提出更高的要求。代谢物代表细胞调节过程的最终产物，对外源影响极其敏感，代谢物的特征可被视为生物系统对遗传或环境变化的最终反应，因此代谢组学在水产养殖的研究中发挥重要作用。今天糖尿病网小编就和大家聊聊关于水产养殖——代谢组学能帮您做的事儿。 

1. 鱼类幼鱼养殖

Young等研究人员通过气质联用技术对不同培养条件下对贻贝幼鱼的生长状态进行分析。与静态培养的幼鱼相比，动态培养的幼鱼琥珀酸减少、丙氨酸增加，这表明在动态培养条件下能量产生和渗透平衡的改变。琥珀酸是一种三羧酸循环（TCA）中间体，能够通过琥珀酸脱氢酶（SDH）氧化为富马酸酯。当氧气供应有限时，SDH的表达降低同时琥珀酸水平增加表明贝类为适应动态环境而产生氧化应激反应，同时可以增加能量代谢，提高幼鱼的存活率。另外，琥珀酸盐的浓度升高，表明幼鱼能量生产能力较低，质量较差。研究表明培养条件对幼鱼的代谢有显著的影响，不同培养条件下在幼鱼活性、存活率、样本的吸收与转化、中心碳代谢、有氧呼吸和能量产生方面存在些许差异，对水产养殖产业具有重要的研究价值。

2. 鱼类饮食与营养 Abro等研究人员通过3种饲料（市售商业饲料ST、鱼粉高蛋白饮食FM、来自真菌高蛋白饮食FZ）对北极鲑进行饲养，采集肝脏组织通过1H NMR进行代谢组学分析。经OPLS-DA分析发现FM和FZ之间无显着差异（p >0.05），但ST饮食与FM和FZ存在明显不同（p <0.05）。与ST相比，高蛋白饲养（FM和FZ）时醋酸盐、β-丙氨酸、胆碱、肌酸、甲酸、葡萄糖、肌苷和赖氨酸的信号均较高。如胆碱作为鱼组织甲基供体，参与调节神经传导，甜菜碱合成和脂质分子的运输等生理功能，胆碱在鱼类体重的增加及预防脂肪肝方面发挥积极作用。再如赖氨酸是一种必需氨基酸，赖氨酸缺乏会影响鱼类的采食量、生长和生殖。这些显著变化的代谢物与均与肌肉的能量供应有关。因此，通过代谢组学可对鱼类的饮食结构及营养状态进行了解并优化，为大规模的养殖提供先决条件。

3. 疾病与免疫应答 guo等研究人员使用GC-MS平台分别对受爱德华氏菌感染（一种细菌）的鲫鱼（实验组）及未受感染的鲫鱼（对照组）进行代谢组学分析，并对两者所引起的代谢差异及相关的代谢途径进行探讨。与对照组相比，实验组鲫鱼的血浆中，发现棕榈酸含量的增加，左旋酪氨酸、甘露糖含量的减少。酪氨酸的代谢参与神经递质（肾上腺素和去甲肾上腺素）的合成与分泌，可调节鱼类的应激反应，由于酪氨酸参与免疫反应相关的关键代谢途径，因此左旋酪氨酸可能是鱼类遭受细菌感染后的一个重要标志物。通路分析发现实验组中不饱和脂肪酸生物合成、果糖和甘露糖的代谢减少，不饱和脂肪酸参与重要的免疫应答，所以不饱和脂肪酸的变化是鱼类遭受细菌感染后鱼类存活所必需做出的反应。代谢组学的研究结果表明，鱼类在遭受细菌感染之后哪些代谢物发生显著变化及通过哪些途径做出抗感染反应，此方法在鱼类免疫防御研究中发挥的重要作用。

今天糖尿病网小编给大家简单介绍了代谢组学在水产养殖中的应用，主要有3个方向：1. 幼鱼孵育研究2. 饮食与营养研究；3. 疾病及免疫应答研究。那么就饮食与营养的研究，糖尿病网小编认为优化鱼类的饮食结构，可改善营养以提高大规模的生产，另外还可以提高鱼肉品质，这对于水产养殖的未来具有重要的研究意义。而代谢组学特别适合优化鱼类饲料的研究，尤其在鱼类饲料中的代谢物比例、经鱼类摄入后代谢物的分解、消化吸收和再分配、以及能量转换过程等等的研究中发挥重要作用。