【摘 要】
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刺参(Stichopus japonicus)是我国重要的经济物种,由于市场需求的增加和全球范围内刺参资源的过度捕捞,以及养殖过程中存在种质退化等问题,刺参产业的可持续发展受到影响。因此,开发优良品种以及增加养殖多样性是推动刺参产业健康发展的动力,也是维持产业发展的重要途径。在刺参新品系的选育中,除了抗病性、抗逆性和快速生长等常规目标外,体色也成为选育的重要性状,并对其市场价格有显著的影响。刺参体
【基金项目】
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国家重点研发计划(编号:2018YFD0901601);
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刺参(Stichopus japonicus)是我国重要的经济物种,由于市场需求的增加和全球范围内刺参资源的过度捕捞,以及养殖过程中存在种质退化等问题,刺参产业的可持续发展受到影响。因此,开发优良品种以及增加养殖多样性是推动刺参产业健康发展的动力,也是维持产业发展的重要途径。在刺参新品系的选育中,除了抗病性、抗逆性和快速生长等常规目标外,体色也成为选育的重要性状,并对其市场价格有显著的影响。刺参体色主要有青色、黑色和红色,近些年研究人员培育出体色可稳定遗传的紫刺参和白刺参,这两种刺参有广阔的市场前景,但缺乏对其营养价值的研究。本文以青色、紫色和白色刺参为研究对象,分析比较了三种色型刺参体壁的营养成分;对青色和紫色刺参的多糖进行分离纯化,并以斑马鱼为研究对象研究了青色及紫色刺参的岩藻糖基化硫酸软骨素在斑马鱼尾鳍再生中的活性作用,研究结果如下:(1)三种色型刺参体壁的营养成分青色刺参蛋白含量显著低于紫色和白色刺参(p<0.05),三者脂肪含量无差异(p>0.05),青色刺参和紫色刺参的粗多糖含量高于白色刺参(p<0.05)。3种体色刺参检测出17种氨基酸,白色和紫色刺参氨基酸含量相对较高,为48%左右,而青色刺参体壁氨基酸含量为44%左右。紫色和白色刺参的赖氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、缬氨酸等氨基酸的含量均显著高于青色刺参(p<0.05)。3种刺参中亚油酸(LA)、花生四烯酸(AA)、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)占较高比重,其中,LA作为重要必需脂肪酸在紫色和白色刺参中均显著高于青色刺参(p<0.05),为青色刺参的4.6倍左右,紫色和白色刺参的AA含量也显著高于青色刺参(p<0.05);而紫色和白色刺参的EPA和DHA含量显著低于青色刺参(p<0.05)。在检测的微量元素中,Fe在3种刺参中含量最高,紫色刺参Fe的含量显著低于青色和白色刺参(p<0.05),Mn在青色刺参中含量最高,显著高于紫色和白色刺参(p<0.05)。(2)岩藻糖基化硫酸软骨素(FCS)的分离纯化采用木瓜蛋白酶法提取了青色和紫色刺参的粗多糖,用DEAE-Sepharose Fast Flow阴离子交换树脂将青色和紫色刺参的粗多糖进行分离纯化,采用氯化钠溶液梯度洗脱,均得到3个组分。浓缩、透析除盐后,用高效凝胶渗透色谱法鉴定多糖的纯度及分子量。研究发现,青色刺参的FCS(G-FCS)和紫色刺参的FCS(P-FCS)均呈现单一峰,纯度较高,G-FCS和P-FCS的分子量分别为19.5 k Da和18.8 k Da。红外光谱鉴定表明,两种多糖均具有岩藻糖基化硫酸软骨素结构。原子力显微镜观察显示,G-FCS多糖分子呈现出球状,而P-FCS多糖分子呈现出细长的链状结构。(3)岩藻糖基化硫酸软骨素(FCS)在斑马鱼尾鳍再生中的活性作用以切尾斑马鱼幼鱼为研究对象,比较了G-FCS和P-FCS对斑马鱼尾鳍再生的促进作用。对受精后3 d的斑马鱼幼鱼进行切尾,并用100 mg/L的G-FCS和P-FCS处理4 h。结果表明,G-FCS和P-FCS对斑马鱼尾鳍再生有不同的促进作用。P-FCS在斑马鱼切尾48 h后显著增加了尾鳍再生面积(p<0.05),并在斑马鱼切尾24 h后增强了斑马鱼的运动能力(p<0.05);而G-FCS对尾鳍再生面积和斑马鱼的运动能力无显著影响(p>0.05)。P-FCS促进了斑马鱼再生通路相关基因如wnt10a、msx1b、fgf20a、bmp2a和bmp4的转录水平上调(p<0.05),而G-FCS促进了msx1b、bmp2a、bmp2b和bmp4的转录水平上调(p<0.05)。此外,两种FCS可促进巨噬细胞的免疫调节作用。通过促进Toll样受体表达并激活NF-κB通路,从而刺激细胞因子的表达。P-FCS促进了inos、tnf-α、il-6、il-10及ifn-γ,且显著提高了NO和IL-1β的蛋白含量(p<0.05);G-FCS促进了il-6的表达,提高了NO的含量,但显著降低了TNF-α的蛋白含量(p<0.05)。G-FCS和P-FCS均展现出抗氧化能力,显著提高了SOD、CAT和G6PD的含量(p<0.05)。综上所述,本文比较了青色、紫色和白色刺参的营养价值,并研究了青色和紫色刺参的岩藻糖基化硫酸软骨素在斑马鱼尾鳍再生中的活性作用,为不同色型刺参的营养评定和开发利用提供参考,为研究天然再生辅助剂提供基础资料。
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