水产品的质量与安全一直是广大消费者重点关注的问题,随着饲料无抗时代的到来,越来越多的中草药和植物提取物被应用到水产中。黄酮类和环烯醚萜类提取物均具有改善水产动物生长性能、肌肉品质等作用。但目前研究的不够深入,作用机制也尚未被探明。故本试验以草鱼为研究对象,将养殖试验和细胞培养试验相结合,运用代谢组学技术,从生化水平、细胞水平和分子水平上研究黄酮类（芦丁、山奈酚、槲皮素、黄芩素和儿茶素）和环烯醚萜类（桃叶珊瑚苷）提取物对草鱼生长、抗氧化、脂代谢和肌肉品质的影响及可能的作用机制,为植物提取物在水产饲料上的研究应用提供依据。本文主要研究内容如下:1.芦丁提升草鱼生长性能、血清抗氧化能力和肌肉品质为考察芦丁对草鱼生长,血清抗氧化和肉质的影响,在基础饲料中（对照组）分别添加0、0.2、0.4、0.6、0.8和1.0 g/kg芦丁,共6组饲料,饲养平均体质量（18.5±0.2 g）的草鱼60 d。结果显示,饲喂添加0.8和1.0 g/kg芦丁饲料的草鱼比对照组草鱼具有更高的增重率（WG）和更低的饲料系数（FCR）,并且1.0 g/kg芦丁添加组的WG最高（+5.2%）,FCR（-0.08）最低。添加0.2-1.0 g/kg芦丁可显著提高血清的超氧化物歧化酶（SOD）活性,饲喂0.4-1.0 g/kg芦丁可显著降低丙二醛（MDA）含量。1.0 g/kg芦丁的添加增加了肌肉中胶原蛋白含量。添加0.6-1.0 g/kg芦丁可以显著增加肌肉中总游离氨基酸（TFAA）的含量,同时补充0.8-1.0 g/kg芦丁可以显著增加肌肉鲜味氨基酸（DAA）的含量。0.2和0.6 g/kg芦丁组肌肉中n-3多不饱和脂肪酸（n-3 PUFA）的含量显著增加。上述结果显示,日粮中添加芦丁可以促进草鱼的生长,提高血清抗氧化能力和改善肌肉品质,草鱼饲料中芦丁的添加量推荐为0.6-0.8 g/kg。2.基于代谢组学探讨四种黄酮类提取物对草鱼生长和肌肉品质的改善作用为考察四种黄酮类提取物对草鱼生长性能和肌肉品质的影响,在基础饲料（对照组）中,补充槲皮素400 mg/kg、芦丁800 mg/kg、黄芩素200 mg/kg和儿茶素500 mg/kg,共配制5组饲料,饲喂平均体重为（59.7±0.2 g）的草鱼60天。结果表明,与对照组相比,补充槲皮素和芦丁提高了草鱼WG（+4.0%,+3.9%）,降低了FCR（-0.07,-0.06）,而补充黄芩素和儿茶素对草鱼生长性能没有显著影响。饲料中添加槲皮素和芦丁显著增加了肌肉中总胶原蛋白、热溶性胶原蛋白、TFAA和DAA的含量。在槲皮素,芦丁和儿茶素组中,肌肉SOD活性、C22:5n3、C22:6n3和n-3 PUFA的含量显著增加,而MDA和蛋白羰基（PC）的含量显著降低。在肌肉的代谢组学分析中,与对照组相比,槲皮素和芦丁组中分别鉴定出102和68种有名称的差异代谢物,这些差异代谢物主要集中在“脂质代谢”和“氨基酸代谢”等二级途径。在槲皮素和芦丁组肌肉中,胰岛素样生长因子1（IGF-1）、磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K）、蛋白激酶B（AKT）、脂肪酸合成酶（FAS）、乙酰辅酶A羧化酶（ACC）、过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）、铜锌超氧化物歧化酶（Cu Zn SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）、转化生长因子β1（TGF-β1）、Ⅰ型胶原蛋白α1（COL1A1）、Ⅰ型胶原蛋白α2（COL1A2）和Smad蛋白4（Smad4）的m RNA表达量显著上调。上述结果表明,饲料中添加槲皮素和芦丁,改善了草鱼的生长性能和肌肉品质,这可能与槲皮素和芦丁诱导的IGF-1/m TOR、Nrf2、TGF-β/Smads和PPAR信号通路的改变有关。3.基于代谢组学探究山奈酚对草鱼生长、脂代谢和肌肉品质的影响为考察山奈酚对草鱼生长、脂代谢和肌肉品质的影响,在基础饲料（对照组）中分别添加0、0.2、0.4、0.6和0.8 g/kg山奈酚（Kae-0.2、Kae-0.4、Kae-0.6、Kae-0.8）,共5组饲料,饲养平均体重（17.0±0.2）g的草鱼60 d。结果显示,添加0.6、0.8 g/kg山奈酚显著提高了草鱼WG（+4.9%、+5.6%）,降低了饲料系数（-0.08、-0.08）。与对照组相比,添加0.2-0.8 g/kg山奈酚显著增加了肌肉的粘性、SOD活性和TFAA含量;添加0.4-0.8 g/kg山奈酚显著提高了肌肉硬度、咀嚼性、回复性和DAA的含量;添加0.6-0.8 g/kg山奈酚可提高肌肉的过氧化氢酶（CAT）和GPx的活性。此外,Kae-0.8组的肠脂比、肌肉MDA含量、血清和肝脏甘油三酯（TG）和胆固醇（CHO）含量均较对照组显著降低。在肌肉代谢组学分析中,与对照组相比,Kae-0.4和Kae-0.8组中分别鉴定出102和133种有名称的差异代谢物,这些差异代谢物主要集中在“脂质代谢”和“氨基酸代谢”等二级途径。在基因表达方面,Kae-0.4和Kae-0.8组显著上调了肌肉中雷帕霉素靶蛋白（m TOR）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPARα）和肝脏中PPARα的m RNA表达量,显著下调了肝脏中FAS m RNA表达量。上述结果表明,饲料中添加山奈酚改善了草鱼的生长性能和肌肉品质,降低了脂质的积累,这可能与山奈酚诱导的IGF-1/m TOR、Nrf2和PPAR信号通路的改变有关。草鱼饲料中山奈酚的添加量推荐为0.8 g/kg.4.基于代谢组学探究桃叶珊瑚苷对草鱼生长和肌肉品质的改善作用为考察桃叶珊瑚苷对草鱼生长和肌肉品质的影响,在基础饲料（对照组）中分别添加0.2、0.4、0.6和0.8 g/kg桃叶珊瑚苷（Auc-0.2、Auc-0.4、Auc-0.6、Auc-0.8）,共5组饲料,饲养平均体重（17.0±0.2）g的草鱼60 d。结果显示,饲喂桃叶珊瑚苷对草鱼FCR和WG无显著影响。与对照组相比,饲喂0.4-0.8 g/kg桃叶珊瑚苷显著提高了肌肉硬度、咀嚼性、回复性、粘聚性、SOD、CAT和GPx的活性以及TFAA、DAA和n-3 PUFA的含量。Auc-0.4、Auc-0.6组的MDA含量和Auc-0.6、Auc-0.8组的肌肉乳酸（LD）含量显著下降。此外,Auc-0.8组肌肉的胶原蛋白和C22:6n3（DHA）含量也较对照组显著提高。在肌肉代谢组学分析中,与对照组相比,Auc-0.4和Auc-0.8组中分别鉴定出133和135种有名称的差异代谢物,这些差异代谢物主要集中在“脂质代谢”和“氨基酸代谢”等二级途径。在基因表达方面,Auc-0.4和Auc-0.8组肌肉的Cu Zn SOD、CAT、COL1A1、COL1A2和FAS m RNA水平被显著上调。综上,饲料中添加桃叶珊瑚苷可显著改善草鱼的肌肉品质,这可能与桃叶珊瑚苷诱导的TGF-β/Smads和Nrf2信号通路的改变有关。草鱼饲料中桃叶珊瑚苷的推荐添加量为0.6-0.8 g/kg。5.六种黄酮类和环烯醚萜类提取物对草鱼细胞脂代谢、胶原代谢和抗氧化能力的影响培养草鱼肝脏细胞、肌成纤维细胞和肌肉细胞,用浓度分别为5、10、20、40、80、160μg/m L的六种黄酮类（芦丁、山奈酚、槲皮素、黄芩素和儿茶素）和环烯醚萜类（桃叶珊瑚苷）提取物分别孵育上述三种细胞,探究这六种黄酮类和环烯醚萜类提取物对草鱼肝细胞脂代谢、肌成纤维细胞胶原代谢和肌肉细胞抗氧化能力的影响,通过测定相关指标得到结果如下:40μg/m L芦丁和10μg/m L黄芩素显著提高了肝细胞TG含量,但对CHO含量无影响;40μg/m L山奈酚显著降低了肝细胞TG和CHO含量。在基因表达方面,40μg/m L芦丁显著提高了FAS和PPARγ基因表达水平,降低了肉毒碱棕榈酰基转移酶（CPT-1）的基因表达水平;40μg/m L山奈酚提高了PPARαm RNA水平,降低了FAS和PPARγ基因表达量;10μg/m L黄芩素也显著降低了CPT-1m RNA水平。上述结果表明,山奈酚和芦丁可能通过调控PPAR信号通路来调节脂代谢相关基因的表达,进而影响细胞的脂质积累;黄芩素通过降低CPT-1m RNA水平来提高肝细胞的TG含量。除黄芩素和山奈酚外,其他四种提取物均显著提高了成纤维细胞胶原蛋白含量;Smad4基因沉默后,细胞的胶原蛋白含量和胶原基因（COL1A1和COL1A2）水平均显著低于对照组;在沉默Smad4的成纤维细胞中加入20μg/m L槲皮素和40μg/m L芦丁（si RNA+槲皮素组和si RNA+芦丁组）,胶原蛋白含量和胶原基因表达水平与si RNA组基本一致,均较槲皮素组和芦丁组显著降低;沉默Smad4后,加入20μg/m L儿茶素和40μg/m L桃叶珊瑚苷（si RNA+儿茶素组和si RNA+桃叶珊瑚苷组）,胶原蛋白含量和胶原基因水平均显著高于si RNA组,显著低于儿茶素组和桃叶珊瑚苷组（除si RNA+儿茶素组胶原蛋白含量）。上述结果表明,槲皮素、芦丁、儿茶素和桃叶珊瑚苷均能促进肌肉成纤维细胞胶原蛋白的合成;Smad4在调控草鱼肌成纤维细胞胶原代谢上起到关键作用;Smad4是槲皮素和芦丁调控成纤维细胞胶原代谢的关键基因;而除Smad4外,儿茶素和桃叶珊瑚苷可能还通过其他途径来调控成纤维细胞胶原代谢。400μmol/L H2O2处理2 h可作为草鱼肌肉细胞氧化损伤模型建立的条件;H2O2损伤使细胞的SOD和GPx活性以及Cu Zn SOD、CAT和Keap 1a基因表达水平显著降低,MDA含量显著升高;六种提取物均能不同程度的提高正常组和H2O2损伤组肌肉细胞SOD和CAT活性以及Cu Zn SOD和CAT m RNA水平,降低MDA含量;在正常细胞中,40μg/m L芦丁和10μg/m L黄芩素的补充提高了GPx活性;在H2O2损伤细胞中,除山奈酚外,其他五种提取物均能显著提高肌肉细胞GPx活性;除儿茶素外,其他五种提取物均显著提高了正常和H2O2损伤细胞Nrf2基因表达水平;20μg/m L槲皮素、40μg/m L芦丁和80μg/m L山奈酚同时提高了正常细胞和H2O2损伤细胞的keap 1a和HO-1 m RNA水平。上述结果表明,黄芩素、儿茶素、芦丁、山奈酚、槲皮素和桃叶珊瑚苷均能不同程度的提高肌肉细胞SOD、CAT和GPx的活性,降低MDA含量,对受H2O2诱导的肌肉细胞的氧化损伤具有缓解和保护作用;除儿茶素外,其他五种提取物可能通过激活细胞的Nrf2信号通路来发挥抗氧化作用。