解码饲料效率的分子机制：大黄鱼(Larimichthys crocea)无鱼粉饲料下肝脏与肠道转录组学研究

为解决水产养殖中饲料成本高、鱼粉资源短缺等问题，研究人员通过转录组学分析高/低饲料效率(FE)大黄鱼的肝脏和肠道组织，鉴定出15个关键代谢和生长相关基因(如acsl3、fads2、irs2等)及PPAR/mTOR通路，为分子育种提供靶点，对实现无鱼粉饲料高效养殖具有重要意义。

　　

水产养殖正面临鱼粉资源短缺和饲料成本攀升的双重挑战。作为我国主要海水养殖经济物种，大黄鱼(Larimichthys crocea)因其肉食性特点对鱼粉依赖度高，饲料成本占总养殖成本的60%以上。全球鱼粉产量下降导致价格飞涨，而传统饲料效率(FE)提升手段收效有限。更棘手的是，不同个体对无鱼粉饲料的适应性差异显著，但相关分子机制仍是未解之谜。

集美大学的研究团队创新性地采用个体标记和视频追踪技术，对932尾大黄鱼进行28天无鱼粉饲料喂养实验，精确测定每尾鱼的摄食量(FI)和体重增益(BWG)。通过筛选极端FE表型个体（高FE组H与低FE组L各3尾），运用RNA-seq技术分析肝脏、近端肠(PI)和远端肠(DI)转录组，结合qPCR验证和酶活检测，系统解析了FE差异的分子基础。

关键技术包括：1）个体化FI/BWG监测系统；2）Illumina PE150转录组测序；3）DESeq2差异表达分析；4）GO/KEGG功能富集；5）SYBR Green qPCR验证。实验用鱼来自浙江永兴水产种业公司，饲料由福州珊瑚饲料公司提供。

3.1 表型特征分析
高FE组(H)的BWG(32.73±5.20 g)和WGR(18.09±2.77%)显著优于低FE组(L)(0.77±0.64 g；0.33±0.24%)，且近端肠脂肪酶活性显著升高，提示脂质消化能力差异是FE分化的关键表型特征。

3.3 转录组数据质量
测序获得756,409,402条高质量clean reads(Q30>92.17%)，基因组比对率超90.12%。肝脏、PI和DI分别检测到53、24和112个差异基因(DEGs)，包括acsl3(上调2.31倍)、fads2(上调3.75倍)等。

3.5 功能富集分析
肝脏DEGs富集于脂肪酸代谢(GO:0006631)和PPAR通路，关键基因acaca(乙酰辅酶A羧化酶)和gpam(甘油-3-磷酸酰基转移酶)参与甘油三酯合成；肠道DEGs中，胆汁酸转运蛋白slc10a2(上调26.55倍)和生长因子fgf10(近端肠上调4.36倍/远端肠下调5.23倍)呈现区域特异性表达。

3.7 qPCR验证
18个候选基因的qPCR与RNA-seq结果高度相关(r=0.963)，如脂代谢关键酶cel(羧酸酯酶)在肝脏上调4.22倍，证实数据可靠性。

该研究首次揭示无鱼粉饲料下大黄鱼FE差异的分子机制：1）肝脏通过acsl3-fads2-acaca轴增强脂质合成；2）肠道slc10a2促进胆汁酸循环，fgf10调控区域适应性；3）PPAR/mTOR通路协同优化能量分配。提出的15个候选基因(如agpat3、pla2g15等)为分子标记辅助育种提供靶点，突破性地证明通过遗传改良可实现"无鱼粉高效养殖"。

特别值得注意的是，fgf10在肠道的双向调控模式暗示了"前端吸收-后端节能"的适应性策略，这为解释同种饲料下个体FE差异提供了新视角。研究建立的个体化FE评估体系，更为水产精准育种提供了方法论范式。随着鱼粉替代趋势加剧，这些发现对降低养殖成本、促进产业可持续发展具有重要实践价值。