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《我国科学院大学(我国科学院海洋研讨所)》 2019年
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刺参神经内排泄体系对运动和应激行为调控的分子机制

丁奎  
【摘要】:刺参(Apostichopus japonicus)是我国重要的海洋经济物种,在我国北方海水饲养工业中刺参饲养工业的单一产量最大。刺参行为学研讨可为刺参采捕设备的研制和增殖放流战略的拟定供给参阅,为刺参工厂化饲养、池塘饲养等增饲养形式立异供给参数支撑。行为内排泄学是行为学研讨的一个重要分支,首要探求动物激素和行为之间的相互影响。本研讨以褪黑激素和两种代表性神经肽为例,归纳运用红外拍摄技能、运动行为量化软件、代谢组学技能,体系探求了褪黑激素和两种神经肽对刺参运动行为的调控效果和行为改动的内涵生理机制。此外,本研讨还运用转录组学技能查明晰刺参应激行为—吐肠行为的内涵分子机制。1.褪黑激素对刺参运动行为的调控及内涵机制研讨检测了褪黑激素在刺参体腔液中的含量,并选用体腔打针的办法研讨了褪黑激素对刺参运动行为的影响。此外,运用超高效液相色谱和质谱联用技能(UPLCQ-TOF-MS)检测了褪黑激素对刺参肌肉组织代谢活动的影响。研讨成果标明褪黑激素在刺参体腔液中的浓度为135.0 ng/L左右,跟着打针褪黑激素浓度的增加,打针后9小时内刺参运动的总间隔和步数逐步削减,且部分处理组差异显着,而均匀和最大运动速度及步幅和步幅频率均有所下降,但无显着差异。因而褪黑激素对刺参具有冷静效果。在褪黑激素处理组刺参肌肉组织中检测到22种代谢物的浓度发作改动,其间5-羟色胺、9-顺式视黄酸、全反式视黄酸、黄素单核苷酸浓度显着下降。此外,处理组肌肉组织中游离脂肪酸(FFA)和腺苷5'-三磷酸(ATP)的浓度均下降。因而,褪黑激素按捺刺参运动行为的潜在生理机制包含运动调理剂—血清素浓度下降、下降脂肪酸氧化和氧化磷酸化进程。2.Pedal神经多肽对刺参运动行为的调控及内涵机制研讨选用体腔打针后记载刺参运动行为改动的办法研讨Pedal神经多肽对刺参运动行为的影响,一起根据UPL-Q-TOF-MS代谢组学检测技能研讨Pedal神经肽打针后刺参肌肉代谢物的改动状况。成果标明Pedal神经肽打针后刺参的步幅有所下降,标明该神经肽很或许参加调理刺参肌肉的缩短。此外,运动旅程、步数的增加和运动速度的下降标明Pedal神经肽可增强刺参的运动耐力而下降其运动功率。肌肉代谢组学成果标明,磷脂酰乙醇胺(PE)和磷脂酰胆碱(PC)的下调、LysoPCs和LysoPEs的升高以及花生四烯酸(ARA)浓度的升高是Pedal神经肽对刺参运动行为发作这些影响的潜在生理机制。3.SALMFamide神经多肽对刺参运动行为的调控及内涵机制研讨体外组成刺参L型SALMFamide神经肽后,选用体腔打针的办法研讨了SALMFamide神经肽对刺参运动行为的调控效果,并选用代谢组学技能检测了该神经肽打针后刺参肌肉生理的改动状况。实验成果标明SALMFamide神经肽使刺参运动步幅有必定提高,标明该神经肽或许参加刺参体壁肌肉松懈的调理。此外,运动旅程、步数、时刻和运动速度均增大标明SALMFamide神经肽不只增强了刺参的运动耐力,并且提高了刺参的运动功率。代谢组学成果标明刺参肌肉泛酸含量的升高、磷脂酰乙醇胺(PE)和磷脂酰胆碱(PC)份额的改动、溶血磷脂酰乙醇胺(LysoPEs)和花生四烯酸(ARA)浓度的升高是SALMFamide神经肽调控刺参运动行为的潜在生理机制。4.刺参吐肠行为内涵分子机制研讨为探求刺参应激行为—吐肠行为的分子机制,本研讨选用Illumina(RNASeq)测序渠道一起测验了刺参三种状态下的样品:正常(TCQ)、去除内脏时(TCZ)和去除内脏后3小时(TCH)。测验成果标明一共发作129,905个unigenes,N50长度为2651个碱基对,54787个unigenes可从7个功用数据库(KEGG,KOG,GO,NR,NT,Interpro和Swiss-Prot)得到注释。此外,在TCQ与TCZ、TCZ与TCH和TCQ与TCH的比较中,别离判定出190、191和320个发作差异表达基因(DEG)。这些DEG可映射到KEGG数据库中的157、113和190个信号传导途径。KEGG剖析成果显现潜在的DEGs别离归于“环境信息处理”、“生物体系”、“推陈出新”和“细胞进程”类别。这些DEGs与肌肉缩短、激素和神经递质排泄、神经和肌肉损害、能量供给、细胞应激和细胞凋亡有关。这些相关的基因和信号通路有助于说明刺参吐肠行为的内涵分子机制。
【学位颁发单位】:我国科学院大学(我国科学院海洋研讨所)
【学位等级】:博士
【学位颁发年份】:2019
【分类号】:S917.4

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