饲粮添加二甲酸钾对幼草鱼免疫功能的影响
作者单位：四川农业大学
学位级别：硕士
导师姓名：周小秋;洪伟
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]
摘 要：本试验以幼草鱼为研究对象,旨在研究二甲酸钾对幼草鱼(Ctenopharyngodon idella)免疫功能的影响及其机制。选取均重为5.73±0.01 g的幼草鱼,随机分为6个处理,饲喂含有不同水平二甲酸钾(0.0、1.5、3.0、4.5、6.0和7.5 g/kg)饲粮70d后,各处理随机选取48尾鱼,其均重(g)与生长试验末重一致,分别为88.86±4.39、95.95±3.99、102.64±4.87、100.10±4.58、96.80±1.96和90.63±4.89,六个处理共计288尾鱼,进行为期6天的嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)攻毒试验,考察二甲酸钾对幼草鱼免疫功能的影响及其可能机制。结果发现:与对照组相比,饲粮中添加适宜水平的二甲酸钾降低了幼草鱼攻毒后肠炎发病率(P0.05),这可能与二甲酸钾提高幼草鱼免疫功能有关。进一步研究发现:(1)适宜水平二甲酸钾能够提高幼草鱼肠道髓过氧化物酶(MPO)的活力,降低肠道活性氧(ROS)水平,并提高幼草鱼肠道、头肾和脾脏中免疫活性物质补体C3和C4含量,酸性磷酸酶(ACP)和溶菌酶(LZ)的活力(P0.05);(2)适宜水平二甲酸钾下调了肠道中肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、干扰素γ2(IFN-γ2)、IL-1β、IL-8、IL-12P35、IL-22、IL-12P40、IL-17D的m RNA水平,与此同时上调了转化生长因子β(TGF-β1)、TGF-β2、IL-4/13A、IL-10和IL-4/13B的m RNA水平;进一步下调了核转录因子κB p65(NF-κB p65)、抑制蛋白κB激酶β(IKKβ)、IKKγ和e IF4E结合蛋白(4E-BP)的m RNA水平,上调核因子κB抑制因子α(IκBα)、雷帕毒素(TOR)和S6激酶1(S6K1)的m RNA水平缓解了炎症反应(P0.05);同时,适宜水平二甲酸钾下调一氧化氮合酶(i NOS)、NADPH氧化酶2(NOX2)和双氧化酶1(DUOX1)的m RNA水平抑制了吞噬细胞呼吸爆发功能(P0.05);上调ATP合成酶α亚基(ATP5A1)、ATP合成酶b亚基(ATP5F1)和线粒体细胞色素b(MT-CYB)的m RNA表达水平增强了线粒体氧化磷酸化功能,进而促进了鱼类肠道免疫功能;(3)适宜水平二甲酸钾能够下调头肾和脾脏中IL-2、IL-6、IL-8、IL-1β、IL-12P35、ROR相关孤儿受体γ1(RORγ1)和IL-12P40的m RNA水平,进一步下调了IKKγ,IKKβ和NF-κB p65的m RNA水平及NF-κB p65蛋白质水平,与此同时上调IκBαm RNA水平,缓解了炎症反应;适宜水平二甲酸钾能够下调Th1和Th17细胞分化相关基因T-bet、IFN-γ2、RORγ2、IL-22、TNF-α和IL-17D的m RNA水平,上调头肾和脾脏Th2和Treg细胞分化相关基因IL-4/13A、GATA3结合蛋白(GATA3)、IL-4/13B、TGF-β1、IL-10、TGF-β2和叉头盒蛋白P3(FOXP3)的m RNA水平,进一步下调信号转导和转录激活因子1(STAT1)和STAT4的m RNA水平,上调Janus激酶1(JAK1)、JAK2、JAK3、STAT3b1、STAT3b2、STAT5b和STAT6的m RNA水平以及p-STAT3的蛋白质水平(P0.05),抑制Th1和Th17细胞的分化,增强了Th2和Treg细胞的分化及相关细胞因子的释放;进一步研究发现,适宜水平二甲酸钾上调了头肾和脾脏中免疫细胞活化基因CD4、组织相容性复合体α(MHCIIα)和MHCIIβ的m RNA的丰度和CD4的表达(P0.05),促进了CD4免疫细胞活化,进而增强了头肾和脾脏的免疫功能。综上所述,饲粮中添加适宜水平的二甲酸钾能够降低幼草鱼肠炎发病率。疾病抵抗能力增强与二甲酸钾增强了幼草鱼肠道、头肾和脾脏的免疫功能有关。一方面,二甲酸钾通过抑制NF-κB和激活TOR信号途径下调促炎细胞因子和上调抗炎细胞因子的m RNA水平,同时促进线粒体功能和抑制巨噬细胞呼吸爆发功能,进而增强肠道免疫功能;另一方面,饲粮添加的二甲酸钾通过JAK-STATs和NF-κB信号途径影响T细胞分化介导的炎症反应,增强了头肾和脾脏免疫功能。在本试验的条件下,以肠炎发病率、肠道C3含量、头肾和脾脏ACP活力为标识,确定幼草鱼饲粮中二甲酸钾的适宜添加量为3.83、3.86、4.96和5.07 g/kg。
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