二甲双胍对齐口裂腹鱼精子低温保存效果及作用机理研究

作     者：李金灿 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：董武子

授予年度：2023年

学科分类：090801[农学-水产养殖] 0908[农学-水产] 09[农学] 

主      题：齐口裂腹鱼精子 二甲双胍 AMPK 葡萄糖摄取能力 ATP 

摘      要：齐口裂腹鱼作为中国特有的冷水鱼,是长江上游水域重要的名特经济鱼类。然而,该种群正面临过度捕捞、生境破坏等问题,其野生资源已经陷入急剧下降、渔获物规格变小的困境。鱼类精液保存技术的开发与利用,推动人工繁殖育种技术在生产中的快速发展,能够促进恢复齐口裂腹鱼的野生种群和市场供应。鱼类精液保存的时效性制约着精液的广泛使用,随着保存时间的延长精子细胞中产生的代谢产物,导致精子的多项生理功能发挥和结构出现障碍,影响精子活力。鱼类精子在储存过程中适当地添加保护剂,能有效地减弱为延长精子保存时间而在低温保存时对精子造成的伤害。二甲双胍在临床上用于恢复机体的葡萄糖利用,从而改善和调节机体的代谢紊乱,进而重新建立机体的代谢稳态。本文以齐口裂腹鱼精子为试验对象,探究了二甲双胍对齐口裂腹鱼精子低温保存(4℃)效果的影响,通过检测精子活率、ATP含量、质膜完整率、线粒体膜电位、受精能力等相关指标,评估了不同浓度二甲双胍(100、200、400、800μmol/L)对低温保存72 h的齐口裂腹鱼精子质量的影响以及二甲双胍是否通过激活AMPK介导影响其精子低温保存期间的质量,以期为二甲双胍在齐口裂腹鱼精子低温保存技术开发中提供理论支撑。本试验获得了以下主要研究结果:1.通过检验齐口裂腹鱼精子低温保存过程中添加4种不同浓度的二甲双胍对其精子品质的影响,结果表明齐口裂腹鱼精子稀释液中添加400μmol/L二甲双胍是4℃保存期间维持其精子活力、ATP含量、质膜完整率、线粒体膜电位的正常生理状态的最适浓度,并延长了齐口裂腹鱼精子体外低温保存的时间(P0.05)。2.本研究的结果显示齐口裂腹鱼精子可以摄取葡萄糖,且多集中于精子颈部,即线粒体所在的位置。二甲双胍通过激活精子AMPK途径增强了齐口裂腹鱼精子对葡萄糖的摄取能力,进而维持稳定的ATP水平,从而改善体外低温储存期间的精子质量和受精能力(P0.05)。3.AMPK特异性抑制剂Compound C阻断了AMPK磷酸化,显著抑制二甲双胍对齐口裂腹鱼精子质量、葡萄糖摄取能力以及受精能力的积极作用(P0.05)。综上,AMPK在体外精子储存中发挥重要作用,二甲双胍通过激活AMPK途径促进葡萄糖摄取以维持ATP含量,使齐口裂腹鱼精子体外储存时间得以延长,有效改善了低温保存的齐口裂腹鱼精子品质,表明二甲双胍可能在体外储存鱼类精子的实践中有很大的应用前景。