摘要
青虾学名日本沼虾（Macrobrachiumnipponense），是我国重要淡水经济养殖物种。在青虾养殖生产中，饲料成本占总投入成本的50%以上，提高青虾的饲料转化效率不仅可以提高经济效益，而且可以节约粮食和降低养殖废水对环境的影响。因此，提升饲料转化效率对于水产养殖业具有重要意义。饲料转化效率性状是水产动物重要经济性状，在生产中衡量饲料转化效率的常用指标主要包括饲料转化率（Feedconversionratio,FCR）、饲料效率比（Feedefficiencyratio,FER）和剩余采食量（Residualfeedintake,RFI）。实践证明，在水产动物饲料转化效率性状的遗传改良过程中，RFI比FCR和FER指标更适合于水产动物。目前，关于经济甲壳动物RFI性状调控的分子机制和通路途径仍未充分地解析，本研究通过识别不同RFI分组群体，利用转录组和代谢组学技术，对青虾饲料转化效率性状关键调控基因和通路的结果进行分析和探索研究，并探讨了不同饲料转化效率的青虾生长性状的差异和酶活特征。本研究的主要研究结果如下： （1）通过对青虾75天的养殖并按照RFI值进行分组后发现，低剩余采食量组（LRFI组）个体饲料转化效率比高剩余采食量组（HRFI组）高，两组个体每天摄食平均差异为0.0098g。实验研究数据显示HRFI组和LRFI组的平均日增长量（averagedailygrowth,ADG）和平均日增长体长（averagedailygrowthbodylength,ADGBL）等生长性状指标差异不显著。与此同时，两组个体RFI值与日采食量（dailyfeedintake,DFI）显著相关，但RFI与ADG和ADGBL等生长指标没有显著性相关关系。青虾饲料效率性状RFI的改善是在ADG不变的同时通过改变DFI来实现的。 （2）利用转录组学测序技术对养殖75天后鉴定的来自HRFI和LRFI组的青虾的肝胰腺和肌肉进行测序分析，研究了长期饲养条件下不同RFI值分组后分子响应和通路途径的变化。结果显示，共获得77.81G的高质量读取数据，分别在肝胰腺中鉴定了4540个差异表达基因（differentiallyexpressedgenes,DEGs），如组织蛋白酶B基因、羧肽酶和细胞色素P450基因家族等；在肌肉中鉴定了3894个DEGs，如丙酮酸激酶基因、6-磷酸果糖激酶基因和α-淀粉酶基因等。 通过对DEGs的GO（Geneontology）分析和KEGG（KyotoEncylopaediaofGenesandGenomes）富集分析分析表明，这些已鉴定的DEGs在GO分析中富集于肝胰腺和肌肉中的与氧化、分解和能量生成等相关的GO通路中。这些途径主要涉及有氧呼吸、肉碱分解代谢过程、线粒体电子转运、细胞脂质分解代谢过程和先天免疫反应的正向调节等。鉴定的DEGs在KEGG分析中富集于肝胰腺和肌肉中的一些与营养物质代谢相关的KEGG通路中。这些途径包括碳水化合物的消化和吸收、蛋白质消化吸收、以及鞘脂代谢等。这些代谢途径的不同可能会对青虾的RFI性状产生一定影响。 （3）利用非靶向代谢组学技术对养殖75天后鉴定的来自HRFI和LRFI组的青虾的肝胰腺和肌肉进行差异代谢物（differentiallyexpressedmetabolites,DEMs）鉴定，分别在青虾的肝胰腺中鉴定出445种DEMs，如赖氨酸、组氨酸和阿司匹林等；在肌肉中鉴定出247种DEMs，如酰基肉碱、胆碱和甜菜碱等。此外，精氨酸生物合成、赖氨酸生物合成、氨酰-tRNA生物合成和嘌呤代谢等代谢途径在肝胰腺中显著富集，嘧啶代谢、谷胱甘肽代谢、氮代谢和mTOR信号通路等代谢途径在肌肉中显著富集。代谢组学分析表明，氨基酸、脂质和核苷酸代谢显著影响青虾的饲料转化效率。 （4）在肝胰腺和肌肉组织中基于KEGG数据库对差异基因和差异代谢物进行代谢通路富集分析。其中，与LRFI组相比HRFI组在甘油磷脂代谢、醚脂代谢和氨基酰-tRNA生物合成三种KEGG通路同时在肝胰腺的转录组和代谢组分析以及联合分析通路中富集。谷胱甘肽代谢途径在两个差异分组的肌肉组织的转录组和代谢组以及联合组学分析中同时富集。对HRFI组和LRFI组在转录组肝胰腺和肌肉组织中共同富集到的胰蛋白酶（PRSS1_2_3）、α-淀粉酶（AMY1A）和己糖激酶（HK）进行酶活测定，与LRFI组相比HRFI组三种酶活性均较低，该结果与转录组对应基因的表达量低一致。本研究结果证明，青虾来自差异RFI分组（HRFI组和LRFI组）具有不同的调控能力和代谢过程。羧肽酶A1、6-磷酸果糖激酶、长链酰基辅酶A脱氢酶等在营养物质的消化和吸收中下调的基因，以及阿司匹林、赖氨酸等在免疫反应中上调的代谢产物，可能是导致青虾RFI变异的潜在候选因素。总之，这些结果将为饲料转化效率的分子机制提供新的见解，并有助于选择性育种，以提高青虾的饲料转化效率。
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