低溫和攝食對虹鱒脂肪酸合成基因表達(dá)的影響?

劉騁躍， 周演根， 孫大江， 高勤峰， 董雙林

(1.海水養(yǎng)殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國海洋大學(xué))，山東 青島 266003； 2.中國科學(xué)院南海海洋研究所，中國科學(xué)院熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省應(yīng)用海洋生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510301)

魚類作為變溫動(dòng)物，周圍環(huán)境溫度的變化可以顯著影響其生長發(fā)育，因此溫度被視為是魚類整個(gè)生活史中最重要的非生物因素。低溫通常會(huì)造成重要養(yǎng)殖魚類生長停滯甚至死亡，如羅非魚(Oreochromisniloticus)[1]、大黃魚(Larimichthyscrocea)[2]、點(diǎn)帶石斑魚(Epinepheluscoioides)[3]及大西洋鮭(Salmosalar)[4]等。

為了應(yīng)對低溫帶來的不利影響，魚類會(huì)做出一列生理生化以及行為上的響應(yīng)。生物膜磷脂是迄今為止發(fā)現(xiàn)的溫度適應(yīng)過程可以發(fā)生補(bǔ)償重組的結(jié)構(gòu)成分，生物膜結(jié)構(gòu)的重組是魚類等變溫動(dòng)物對溫度變化的普遍應(yīng)答方式[5-7]。很多研究已經(jīng)證明，當(dāng)周圍環(huán)境溫度降低時(shí)，魚類生物膜磷脂sn-1位置中飽和脂肪酸比例下降而單一不飽和脂肪酸的比例上升，sn-2位置中長鏈多不飽和脂肪酸(尤其是DHA和EPA)的比例上升，這一過程也被稱作“膜脂相變理論”[8-10]。這是由于相對于飽和脂肪酸，其同源的不飽和脂肪酸的熔點(diǎn)較低并且在膜結(jié)構(gòu)中占據(jù)的空間更大，從而使生物膜結(jié)構(gòu)的流動(dòng)性增加以此降低低溫帶來的不利影響[8-11]。

不同魚類主要通過兩種方式來改變磷脂中各種脂肪酸的比例，一種途徑是通過去飽和酶和延長酶的交替作用逐步生成單一不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪，主要出現(xiàn)在海水魚當(dāng)中，另一種途徑是通過脫酰作用和重?；饔脤⒛康亩嗖伙柡椭舅?Polyunsaturated fatty acid, PUFA)和單一不報(bào)飽和脂肪酸(Monounsaturated fatty acid, MUFA)取代磷脂中的飽和脂肪酸(Saturated fatty acid, SFA)，主要出現(xiàn)在淡水魚當(dāng)中[12-13]。

硬脂酰輔酶A脫氫酶(Stearoyl-coenzyme A desaturase，SCD)可以將飽和脂肪酸(如硬脂酸，18:0)轉(zhuǎn)化為單一不飽和脂肪酸(如油酸，18:1n9)[2， 14]。在包括魚類的脊椎動(dòng)物中長鏈多不飽和脂肪酸(如ARA，EPA和DHA)的合成則是由C18脂肪酸(如亞油酸，18:2n6；亞麻酸，18:3n3)在去飽和酶(Fatty acid desaturase, Fads)和延長酶(Elongation of very long chain fatty acids like, Elovl)的交替作用下完成的[15-19]。

虹鱒是世界上養(yǎng)殖國家最多的鮭鱒魚類，由于其具有較少的肌間刺、富含蛋白質(zhì)和不飽和脂肪酸因而受到人們的喜愛[20]。近年來，虹鱒在中國的養(yǎng)殖產(chǎn)量逐年遞增，但是由于中國北方地區(qū)冬季溫度過低，可能會(huì)引起虹鱒的停食甚至死亡，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。虹鱒作為一種洄游性魚類，整個(gè)生活史涉及到了淡水和海水環(huán)境，因而其具有獨(dú)特的脂質(zhì)代謝途徑。本研究通過研究低溫和攝食對虹鱒肝臟和肌肉中不飽和脂肪酸合成相關(guān)基因的影響，探究其低溫適應(yīng)機(jī)制，為虹鱒的成功越冬提供一定的理論依據(jù)，以此優(yōu)化虹鱒的養(yǎng)殖技術(shù)體系。

1 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)計(jì)

1. 1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)材料為三倍體虹鱒((96.56 ± 8.71) g)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2017年9月21日～10月4日，實(shí)驗(yàn)用魚取自日照市萬澤豐漁業(yè)有限公司鮭鱒魚類繁育基地。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)共分為4個(gè)處理組：低溫?cái)z食組(CF)、低溫不攝食組(CU)、正常溫度攝食組(NF)和正常溫度不攝食組(NU)，每個(gè)處理組設(shè)置3個(gè)重復(fù)每個(gè)水缸277 L(高:58 cm，半徑:39 cm)放置20尾魚。低溫組水溫為6 ℃(以1 ℃/2h的降溫速度將水溫由16 ℃降到6 ℃)，正常溫度組水溫為16 ℃；攝食組每天投喂量占總體重的2%，不攝食組每天投喂量為0。根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知，鮭鱒魚類(硬頭鱒和大西洋鮭)適應(yīng)低溫過程中，其生物膜磷脂脂肪酸的補(bǔ)償重組可以在7 d內(nèi)完成，因此，本實(shí)驗(yàn)將采樣時(shí)間點(diǎn)定為第1、3、5、7和14天。

1.3 實(shí)驗(yàn)條件

本實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)在中國海洋大學(xué)魚山校區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)室(海水養(yǎng)殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)。實(shí)驗(yàn)開始前，將實(shí)驗(yàn)魚類在實(shí)驗(yàn)室條件下((16 ± 0.5) ℃)暫養(yǎng)2周。暫養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)過程中攝食組每天投喂2次(投喂時(shí)間：8:00和18:00)，餌料為商品飼料(七好鮭鱒魚飼料)。在投喂2 h后利用虹吸的方式將殘餌糞便吸出，以保證水質(zhì)。實(shí)驗(yàn)水溫通過設(shè)定溫控系統(tǒng)(ZKH-WK2000，中科海水處理公司，中國)達(dá)到，波動(dòng)范圍控制在±0.5 ℃。水缸上覆有紗網(wǎng)，防止實(shí)驗(yàn)魚類躍出。每個(gè)水缸配有2個(gè)氣石并24 h曝氣，使水中溶解氧處于近飽和狀態(tài)(>6 mg/L)。每天換水量為水缸總體積的1/2。光照周期為12 h光照：12 h黑暗。pH始終維持在7.8±0.3，氨氮、硝氮和亞硝氮的含量均低于1 mg/L。

1.4 樣品采集

在投喂后4 h開始采樣，每次采樣每缸取3尾魚，共48尾(每個(gè)重復(fù)12尾魚)。取樣前先用麻醉劑(MS-222，阿拉丁，中國；70 mg/L)將魚麻醉，然后采集背肌、鰓絲和肝臟樣品并放入液氮中，采樣結(jié)束后樣樣品轉(zhuǎn)移至超低溫冰箱(-80 ℃)(New Brunswick Scientific, Edison, New Jersey, USA)保存。

1.5 虹鱒肝臟和肌肉中SCD、Δ6 Fad和Elovl2 mRNA表達(dá)水平的檢測

1.5.1 引物的設(shè)計(jì)與合成 在NCBI(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore)數(shù)據(jù)庫中找到虹鱒SCD、Δ6Fad、Elovl2和β-actin的基因序列，然后通過軟件Primer Premier 5.0設(shè)計(jì)引物，引物序列見表1。設(shè)計(jì)完成后的因?yàn)橛杀本┣婵乒具M(jìn)行合成。

表1 實(shí)時(shí)定量PCR設(shè)計(jì)引物Table 1 Gene-special primers used in the real-time quantitative reverse-transcription PCR

1.5.2 虹鱒肝臟、肌肉和鰓中RNA提取和cDNA合成

(1)將1 mL TRIzol試劑加入1.5 mL EP管中，然后加入50 mg左右組織樣品放，用勻漿儀(Tissuelyser-192，上海凈信；50 Hz, 1 min)進(jìn)行勻漿處理。

(2) 將勻漿后的組織樣品樣品加入200 μL 氯仿，劇烈震蕩15 s，室溫靜置2 min后離心(4 ℃，12 000 r/min，15 min)。樣品分為3層：底層為黃色有機(jī)相，上層為無色水相和一個(gè)中間層。

(3)將上層水相轉(zhuǎn)移到新的1.5 mL EP管中，加入等體積的異丙醇，室溫靜置10 min后離心(4 ℃，15 000 r/min，15 min)。離心后在管側(cè)和管底出現(xiàn)膠狀沉淀。

(4)棄上清液，然后用預(yù)冷的75 %乙醇 1mL反復(fù)吹打洗滌后離心(4 ℃，8 000 r/min，5 min)。

(5)把水相轉(zhuǎn)移到新管中，如要分離DNA和蛋白質(zhì)可保留有機(jī)相，進(jìn)一步操作見后。用異丙醇沉淀水相中的RNA。每使用1 mL TRIzol加入0.5 mL異丙醇，室溫放置10 min。棄上清液然后在濾紙上晾干。

(6)加0.1 % DEPC水100 μL溶解。

(7)測OD260，計(jì)算RNA的濃度。

(8)測OD260/OD280 的比值，判定RNA的純度，然后采用瓊脂糖凝膠電泳判定RNA的完整度。

(9)選取合適的RNA樣品，將得到的RNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA根據(jù)反轉(zhuǎn)錄試劑盒說明書進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄。

1.5.3 基因表達(dá)量的檢測 采用StepOnePlusTMReal-time PCR系統(tǒng)(Applied Biosystems, USA)進(jìn)行測定，使用專用的熒光定量試劑盒(TaKaRa，Japan)，實(shí)時(shí)熒光定量PCR的反應(yīng)體系見表2。反應(yīng)條件是為：95 ℃預(yù)變性，30 s；95 ℃變性，5 s；58 ℃退火，34 s；該程序循環(huán)40次。

表2 實(shí)時(shí)定量PCR的反應(yīng)體系Table 2 PCR of reaction system

1.5.4 基因相對表達(dá)量的計(jì)算 ΔΔCt 法是實(shí)時(shí)熒光定量 PCR分析基因表達(dá)相對差異中較為常用的方法。PCR擴(kuò)增信號(hào)進(jìn)入到相對穩(wěn)定對數(shù)增長期時(shí)的熒光值即是閾值，而Ct值是PCR循環(huán)到達(dá)閾值時(shí)所需要的循環(huán)數(shù)。本試驗(yàn)的Ct值是由PCR儀自動(dòng)給出。以GADPH為內(nèi)參照，目的基因在處理組中相對于對照組的ΔΔCt 值是由下列公式求得：

ΔΔCt= (Ct目的基因-Ct參照基因)處理組- (Ct目的基因-Ct參照基因)對照組。

處理組中目的基因相對于對照組表達(dá)水平的變化是由下列公式求得:

目的基因表達(dá)水平的差異倍數(shù)=2-ΔΔCt。

1.6 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean ± SD)表示。采用SAS 9.4(SAS Institute Incorporated，Cary，North Carolina，USA)統(tǒng)計(jì)軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，并檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否呈正態(tài)分布以及是否方差齊，如果方差齊則采用SNK(Student-Newman-Keuls)多重比較法分析，如果方差不齊則采用Dames-Howell法。以P<0.05表示為有顯著相關(guān)性。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 SCD mRNA在肝臟中的表達(dá)情況

圖1表示同一時(shí)間不同處理和同一處理不同時(shí)間SCDmRNA在肝臟的相對表達(dá)量。在14 d以前，不攝食組顯著高于攝食組且CU組高于NU組。NF組在4個(gè)處理組中表達(dá)量最低(P<0.05)。在第14天，表達(dá)量最高的是NU組，其次是CF組，NF組和CU組最低。由圖1 B可知，隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間的增加，NF組和NU組變化不顯著(P>0.05)；CF組在3 d時(shí)SCD的表達(dá)量顯著上升(P<0.05)，但在第5天顯著下降(P<0.05)，此后變化不顯著(P>0.05)。CU組在5 d之前SCD的表達(dá)量一直較高，在第7天后開始顯著下降(P<0.05)，第14天時(shí)表達(dá)量最低。

2.2 Δ6 Fad mRNA在肝臟中的表達(dá)情況

圖2表示同一時(shí)間不同處理和同一處理不同時(shí)間Δ6FadmRNA在肝臟的相對表達(dá)量。由圖2 A可知，在5 d以前，Δ6FadmRNA的表達(dá)量在低溫組顯著高于正常溫度組(P<0.05)，在14 d時(shí)，CU組最低。在第7天時(shí)，CF組顯著高于其他3個(gè)處理組(P<0.05)；在第14天時(shí)，CU組顯著低于正常溫度組(P<0.05)，而CF組顯著高于正常溫度組(P<0.05)。由圖2 B可知，隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間的增加，NF組變化不顯著(P>0.05)；NU組在7 d后出現(xiàn)顯著下降(P<0.05)；CF在第3天顯著上升(P<0.05)，然后在第5天顯著下降(P<0.05)，在7 d后變化不顯著(P>0.05)；CU組在第3天后顯著下降，第7天后變化不顯著(P>0.05)。

(數(shù)值以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=3)。NF：正常溫度攝食組；NU：正常溫度不攝食組；CF：低溫?cái)z食組；CU：低溫不攝食組。A圖表示同一時(shí)間不同處理SCDmRNA的表達(dá)量，不同的小寫字母代表同時(shí)間中不同處理存在顯著差異(P<0.05)；B圖表示同一處理不同時(shí)間SCDmRNA的表達(dá)量，不同的小寫字母代表同處理中不同時(shí)間存在顯著差異(P<0.05)。Data were presented as mean ± SD (n=3). NF: Normal temperature and feeding treatment; NU: Normal temperature and no feeding treatment; CF: Cold and feeding treatment; CU: Cold and no feeding treatment. The different letters in A mean significant difference between the different treatment for each specific sample time (P<0.05) and the different letters in B mean significant difference between the different sampling times for each specific treatment (P<0.05). )

圖1 溫度和攝食對虹鱒肝臟組織SCDmRNA表達(dá)的影響
Fig.1 The effect of temperature and feeding on the level ofSCDmRNA in liver

2.3 Elovl2 mRNA在肝臟中的表達(dá)情況

圖3表示同一時(shí)間不同處理和同一處理不同時(shí)間Elovl2 mRNA在肝臟的相對表達(dá)量。由圖3 A可知，除第7天外，CF組中Elovl2 mRNA的表達(dá)量在4個(gè)組中最高，而NF組最低。在第7天時(shí)，NU組表達(dá)最高；在第14天時(shí)，CU組和NU組與NF組差異不顯著(P>0.05)且顯著低于CF組(P<0.05)。由圖3 B可知，隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間的增加，NF組變化不顯著(P>0.05)；NU組在第14天時(shí)顯著下降(P<0.05)；CF組在第7天顯著下降(P<0.05)，CU組在第3天顯著增加(P<0.05)，隨后在第5天顯著下降(P<0.05)。

(數(shù)值以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=3)。NF：正常溫度攝食組；NU：正常溫度不攝食組；CF：低溫?cái)z食組；CU：低溫不攝食組。A圖表示同一時(shí)間不同處理Δ6FadmRNA的表達(dá)量，不同的小寫字母代表同時(shí)間中不同處理存在顯著差異(P<0.05)；B圖表示同一處理不同時(shí)間Δ6FadmRNA的表達(dá)量，不同的小寫字母代表同處理中不同時(shí)間存在顯著差異(P<0.05)。Data were presented as mean ± SD (n=3). NF: Normal temperature and feeding treatment; NU: Normal temperature and no feeding treatment; CF: Cold and feeding treatment; CU: Cold and no feeding treatment. The different letters in A mean significant difference between the different treatment for each specific sample time (P<0.05) and the different letters in B mean significant difference between the different sampling times for each specific treatment (P<0.05).)

圖2 溫度和攝食對虹鱒肝臟組織Δ6FadmRNA表達(dá)的影響
Fig.2 The effect of temperature and feeding on the level ofΔ6FadmRNA in liver

2.4 SCD mRNA在肌肉中的表達(dá)情況

圖4表示同一時(shí)間不同處理和同一處理不同時(shí)間SCDmRNA在肌肉中的表達(dá)水平。由圖4 A可知，7 d以前，低溫度的SCDmRNA的表達(dá)量均顯著大于正常溫度組(P<0.05)，并且除第5天外，相同溫度處理組，攝食組和不攝食組差異不顯著(P>0.05)。第14天時(shí)，NF、NU、CU三個(gè)處理組差異不顯著(P>0.05)且現(xiàn)在低于CF組。由圖4 B可知，隨著時(shí)間的變化，NF組和NU組變化不顯著(P>0.05)；CF組和CU組在實(shí)驗(yàn)初期變化不顯著(P>0.05)，分別在第3和5天顯著下降(P<0.05)。

(數(shù)值以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=3)。NF：正常溫度攝食組；NU：正常溫度不攝食組；CF：低溫?cái)z食組；CU：低溫不攝食組。A圖表示同一時(shí)間不同處理Elovl2 mRNA的表達(dá)量，不同的小寫字母代表同時(shí)間中不同處理存在顯著差異(P<0.05)；B圖表示同一處理不同時(shí)間Elovl2 mRNA的表達(dá)量，不同的小寫字母代表同處理中不同時(shí)間存在顯著差異(P<0.05)。Data were presented as mean ± SD (n=3). NF: Normal temperature and feeding treatment; NU: Normal temperature and no feeding treatment; CF: Cold and feeding treatment; CU: Cold and no feeding treatment. The different letters in A mean significant difference between the different treatment for each specific sample time (P<0.05) and the different letters in B mean significant difference between the different sampling times for each specific treatment (P<0.05).)

圖3 溫度和攝食對虹鱒肝臟組織Elovl2 mRNA表達(dá)的影響
Fig.3 The effect of temperature and feeding on the level ofElovl2 mRNA in liver

2.5 Δ6 Fad mRNA在肌肉中的表達(dá)情況

圖5表示同一時(shí)間不同處理和同一處理不同時(shí)間Δ6FadmRNA在肌肉中的表達(dá)水平。由圖5 A可知，在第5天以前，正常溫度組Δ6FadmRNA的表達(dá)量顯著低于低溫度(P<0.05)，NF和NU差異不顯著，CF組在3 d以前顯著高于CU組(P<0.05)，在第5天CU組和CF組差異不顯著(P>0.05)。在第14天，CF組顯著高于正常溫度組，CU顯著低于正常溫度組(P<0.05)。由圖5 B可知，NF組和NU組隨著時(shí)間的變化不顯著(P>0.05)，CF組和CU組在實(shí)驗(yàn)初期變化不顯著(P>0.05)，分別在第5和7天顯著降低(P<0.05)。

(數(shù)值以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=3)。NF：正常溫度攝食組；NU：正常溫度不攝食組；CF：低溫?cái)z食組；CU：低溫不攝食組。A圖表示同一時(shí)間不同處理SCDmRNA的表達(dá)量，不同的小寫字母代表同時(shí)間中不同處理存在顯著差異(P<0.05)；B圖表示同一處理不同時(shí)間SCDmRNA的表達(dá)量，不同的小寫字母代表同處理中不同時(shí)間存在顯著差異(P<0.05。Data were presented as mean ± SD (n=3). NF: Normal temperature and feeding treatment; NU: Normal temperature and no feeding treatment; CF: Cold and feeding treatment; CU: cold and no feeding treatment. The different letters in A mean significant difference between the different treatment for each specific sample time (P<0.05) and the different letters in B mean significant difference between the different sampling times for each specific treatment (P<0.05).)

圖4 溫度和攝食對虹鱒肌肉組織中SCDmRNA表達(dá)的影響
Fig.4 The effect of temperature and feeding on the level ofSCDmRNA in muscle

(數(shù)值以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=3)。NF：正常溫度攝食組；NU：正常溫度不攝食組；CF：低溫?cái)z食組；CU：低溫不攝食組。A圖表示同一時(shí)間不同處理Δ6FadmRNA的表達(dá)量，不同的小寫字母代表同時(shí)間中不同處理存在顯著差異(P<0.05)；B圖表示同一處理不同時(shí)間Δ6FadmRNA的表達(dá)量，不同的小寫字母代表同處理中不同時(shí)間存在顯著差異(P<0.05)。Data were presented as mean ± SD (n=3). NF: Normal temperature and feeding treatment; NU: Normal temperature and no feeding treatment; CF: Cold and feeding treatment; CU: cold and no feeding treatment. The different letters in A mean significant difference between the different treatment for each specific sample time (P<0.05) and the different letters in B mean significant difference between the different sampling times for each specific treatment (P<0.05).)

圖5 溫度和攝食對虹鱒肌肉組織中Δ6fadmRNA表達(dá)的影響
Fig.5 The effect of temperature and feeding on the level ofΔ6fadmRNA in muscle

2.6 Elovl2 mRNA在肌肉中的表達(dá)情況

圖6表示同一時(shí)間不同處理和同一處理不同時(shí)間Elovl2 mRNA在肌肉中的表達(dá)水平。由圖6 A可知，在5 d以前，正常溫度Elovl2 mRNA的相對表達(dá)量顯著低于低溫組(P<0.05)，且NF組顯著低于NU組(P<0.05)，CU組在第1天時(shí)顯著低于CF組(P<0.05)。在7 d時(shí)，CF組顯著高于NF、NU、CU三個(gè)處理組(P<0.05)；在第14天時(shí)，CU組顯著低于正常溫度組(P<0.05)而CF顯著高于正常溫度組(P<0.05)。由圖6 B可知，隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間的增加，正常溫度組變化不顯著(P>0.05)，低溫度在實(shí)驗(yàn)初期變化不顯著(P>0.05)，CF和CU組分別在第5和7天顯著下降(P<0.05)。

(數(shù)值以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=3)。NF：正常溫度攝食組；NU：正常溫度不攝食組；CF：低溫?cái)z食組；CU：低溫不攝食組。A圖表示同一時(shí)間不同處理Elovl2 mRNA的表達(dá)量，不同的小寫字母代表同時(shí)間中不同處理存在顯著差異(P<0.05)；B圖表示同一處理不同時(shí)間Elovl2 mRNA的表達(dá)量，不同的小寫字母代表同處理中不同時(shí)間存在顯著差異(P<0.05。Data were presented as mean ± SD (n=3). NF: normal temperature and feeding treatment; NU: Normal temperature and no feeding treatment; CF: Cold and feeding treatment; CU: Cold and no feeding treatment. The different letters in A mean significant difference between the different treatment for each specific sample time (P<0.05) and the different letters in B mean significant difference between the different sampling times for each specific treatment (P<0.05).)

圖6 溫度和攝食對虹鱒肌肉組織中Elovl2 mRNA表達(dá)的影響
Fig.6 The effect of temperature and feeding on the level ofElovl2 mRNA in muscle

3 討論

魚類可以直接通過去飽和作用合成單一不飽和脂肪酸。SCD是單一不飽和脂肪酸合成中的限速酶，它使得棕櫚酸(16：0)和硬脂酸(18：0)中C9和C10之間形成雙鍵變?yōu)樽貦坝退?16：1n7)和油酸(18：1n9)(Δ6 Fad和Elovl2均參與合成長鏈多不飽和脂肪酸(long-chain polyunsaturated fatty acid, LC-PUFA)途徑之一“Sprecher經(jīng)典途徑”[21]。

同其他脊椎動(dòng)物類似，魚類機(jī)體內(nèi)缺少Δ12和Δ15去飽和酶，因此無法直接將飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化成為LC-PUFA，但是可以將亞油酸(18：2n6)和亞麻酸(18：3n3)通過多種Fad和Elovl交替著相互作用合成LC-PUFA[21-24]。由于攝食環(huán)境的不同，淡水魚和洄游性魚類具有較強(qiáng)的LC-PUFA的合成能力，但是海水魚類LC-PUFA的生物合成能力較弱[25]。不同魚類主要通過兩種方式來改變磷脂中各種脂肪酸的比例，一種途徑是通過去飽和酶和延長酶的交替作用逐步生成單一不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪，另一種途徑是通過脫酰作用和重?；饔脤⒛康腜UFA和MUFA取代磷脂中的SFA[12-13]。

由圖1～3可知，正常溫度下，虹鱒攝食組肝臟中SCD、Δ6Fad和Elovl2 mRNA的表達(dá)量顯著低于不攝食組，但在第14天時(shí)顯著下降(SCD下降但是不顯著)。這表明攝食顯著影響虹鱒肝臟對脂肪酸的調(diào)控，在營養(yǎng)供給充足的情況下，主要通過脫酰和重?；饔?替代作用)來完成機(jī)體對MUFA和PUFA的需求；在營養(yǎng)供給不足時(shí)，可以通過相關(guān)脂肪酸生物合成作用來滿足MUFA和PUFA的需求，但由于PUFA的生物合成需要C18PUFA，因此當(dāng)饑餓導(dǎo)致LC-PUFA的前體脂肪酸下降時(shí)，Δ6Fad和Elovl2 mRNA表達(dá)量也會(huì)下降。很多研究表明，在食物充足的情況下，不飽和脂肪酸的生物合成基因受到抑制[26-28]。此外，張振宇研究發(fā)現(xiàn)，大黃魚(Larimichthyscrocea)在禁食2周時(shí)，肝臟中脂肪酸去飽和酶(Fad)活性顯著下降[33]。由圖4～6可知，在正常溫度下，虹鱒肌肉攝食組中SCD、Δ6Fad和Elovl2 mRNA表達(dá)量與不攝食組差異不顯著。這可能是由于虹鱒肌肉中會(huì)沉積大量脂肪，當(dāng)營養(yǎng)供應(yīng)不足時(shí)，可以及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充，以滿足MUFA和PUFA的正常需要。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不論是虹鱒肌肉還是肝臟，低溫組Δ6Fad和Elovl2 mRNA表達(dá)量顯著高于正常溫度組。虹鱒肝臟中，SCDmRNA在CU組表達(dá)較高，而在CF組中表達(dá)較低；而在肌肉中，SCDmRNA在CF組和CU組均表達(dá)量顯著高于正常溫度組。低溫組中3個(gè)基因在第5或7天后顯著下降，在第14天時(shí)，CU組中的表達(dá)量甚至低于NF組。磷脂是目前已知唯一可以對溫度變化做出響應(yīng)的生物膜結(jié)構(gòu)成分。很多研究已經(jīng)證明，當(dāng)周圍水溫下降后，魚類可以通過增加生物膜磷脂的流動(dòng)性來適應(yīng)低溫，而膜流動(dòng)性增加主要體現(xiàn)在：sn-1位置中，SFA比例下降而MUFA比例上升；sn-2位置中PUFA所占比例上升[8，29-30]。Ruyter等[31]的研究發(fā)現(xiàn)大西洋鮭在低溫環(huán)境下(水溫為5 ℃)肝臟DHA的合成速率要顯著高于正常養(yǎng)殖溫度(水溫為12 ℃)。Tocher等[32]發(fā)現(xiàn)虹鱒肝細(xì)胞在5 ℃時(shí)Δ6 Fad的活性顯著高于在17 ℃時(shí)。Xu等[2]在逐漸降溫條件下大黃魚肝臟中SCDmRNA的表達(dá)水平先升高后下降，并認(rèn)為SCDmRNA表達(dá)量的下降主要是因?yàn)榈蜏睾宛囸I雙重脅迫的原因。本實(shí)驗(yàn)中虹鱒肝臟SCDmRNA的表達(dá)量在CF組較低，這可能是因?yàn)楹琪V通過攝食可以在一定程度上補(bǔ)充MUFA，由此SCDmRNA的表達(dá)量不高。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)周圍環(huán)境溫度降低時(shí)，虹鱒不論是肝臟還是肌肉，MUFA和PUFA生物合成量增加。虹鱒在攝食條件下，大約在5～7 d可以適應(yīng)低溫；在長時(shí)間的饑餓和低溫脅迫下，虹鱒機(jī)體內(nèi)的脂肪酸生物合成可能會(huì)受到影響。虹鱒在低溫的適應(yīng)過程中，食物中的MUFA可以滿足肝臟的需求，但無法滿足肌肉的需求。

4 結(jié)語

攝食顯著影響魚類肝臟對脂肪酸的調(diào)控，在營養(yǎng)供給充足的情況下，虹鱒主要通過脫酰和重?；饔?替代作用)來完成機(jī)體對MUFA和PUFA的需求；在營養(yǎng)供給不足時(shí)，其可以通過相關(guān)脂肪酸生物合成作用來滿足MUFA和PUFA的需求。由于虹鱒肌肉中有大量脂肪沉積，因而短時(shí)間的不攝食對其影響較小。虹鱒肝臟SCDmRNA的表達(dá)量在CF組較低，這可能是因?yàn)楹琪V通過攝食可以在一定程度上補(bǔ)充MUFA，由此SCDmRNA的表達(dá)量不高。當(dāng)周圍環(huán)境溫度降低時(shí)，虹鱒不論是肝臟還是肌肉，MUFA和PUFA生物合成量增加。虹鱒在正常營養(yǎng)條件下，大約在5～7 d可以適應(yīng)低溫；在長時(shí)間的饑餓和低溫脅迫下，虹鱒機(jī)體內(nèi)的脂肪酸生物合成可能會(huì)受到影響。