第200期：鱼饲料中添加纳米硒对单性尼罗罗非鱼硒同化及免疫调节硒蛋白组表达的影响

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原名：SuPPlementation of nano‑selenium in fish diet: ImPact on selenium assimilation and immune-regulated selenoProteome exPression in monosex Nile tilaPia （Oreochromis niloticus）

译名：鱼饲料中添加纳米硒对单性尼罗罗非鱼硒同化及免疫调节硒蛋白组表达的影响

作者：S. S. Rathore¹， H. S. Murthy¹， S. K. Girisha²， M. S. Nithin²， S. Nasren¹， M. A. A. Mamun¹， T. G. Puneeth²， K. Rakesh¹， B. T. N. Kumar³ and M. Pai¹

完成单位：
¹DePartment of Aquaculture，College of Fisheries，Karnataka Veterinary， Animal and Fisheries Sciences University，Mangalore-575002，Karnataka，India
²DePartment of Aquatic Animal Health Management，College of Fisheries，Karnataka Veterinary，Animal and Fisheries Sciences University，Mangalore-575002，Karnataka，India
³DePartment of Aquatic Environment，College of Fisheries，Guru Angad Dev Veterinary and Animal Sciences University，Ludhiana-141004，Punjab，India

期刊：ComP Biochem Physiol C Toxicol Pharmacol

影响因子：2.892

发表时间：2020-09-27

1、摘要
硒（Se）是鱼类营养中的基本元素，用于研究其对罗非鱼中硒蛋白组表达和硒调控的影响。单性尼罗罗非鱼日粮中添加不同浓度（T1–0、T2–0.5、T3–1.0和T4–2.0 mg/kg饲料）的纳米硒。试验选取180尾初始体重为（15.73±0.05 g）的罗非鱼，放入150 L容量的玻璃钢鱼缸中，分为4个饲粮组（每组3个重复），进行90 d的饲养试验。在喂养试验的1、2、3个月结束时，采集鳃、肝、肾和肌肉组织以评估硒生物积累和同化动力学以及免疫调节的硒蛋白转录物（GPx2、SelJ、SelL、SelK、SelS、SelW和SePP1a）及其合成因子（SPS1和Scly）的影响。结果表明，饲粮中添加1.0 mg/kg纳米硒显著提高了增重（P<0.05）。不同时间段采集的肝脏组织中，Se的积累量和浓度因子显著高于对照组（P<0.05）。在饲料中添加1.0 mg/kg纳米硒2个月后，不同组织免疫调节的硒蛋白和合成因子均显著上调（P<0.05）。因此，本研究结果表明，添加纳米硒可以更有效地促进罗非鱼的生长，更好地调节硒和免疫调节硒蛋白的表达。
2、试验设计

3、结果与分析
表1：对照和试验日粮配方组成

表2：硒蛋白基因

表3：试验日粮中的硒浓度

3.1 生长性能
图1：饲粮中添加纳米硒对尼罗罗非鱼生长性能（增重）的影响。

图2：饲粮中添加纳米硒对尼罗罗非鱼增重的影响

结果显示：添加1 mg/kg纳米硒的饲料显著提高了罗非鱼的增重（F = 191.51，P = 0.0000001）（图1）。根据二阶多项式回归理论，通过nao-Se生长梯度组体重分析，罗非鱼饲料中硒的适宜需求量为1.23 mg/kg（图2）。

3.2 组织硒含量
图3：纳米硒饲料对尼罗罗非鱼硒组织沉积影响（mg/kg）

研究了罗非鱼在基础饲料和分级添加纳米硒（0.5、1和2 mg/kg）饲料中的不同组织（鳃、肝脏、肾脏和肌肉）中硒的生物积累，因为硒的生物积累主要发生在这些器官中。在本研究检测的所有器官中，随着时间的推移，饲粮中添加纳米硒相对比例地增加了鱼组织中的硒浓度。在所有时间线上，鱼鳃硒生物累积量均以饲粮添加2 mg/kg纳米硒组最高。肝脏的硒浓度最高，其次是肾脏、鳃和肌肉（图3）。
在第1、2、3个月时间线上，所有添加纳米硒的处理组鳃内硒浓度均显著高于对照组（F = 191.55，P = 0.0000001；F = 2062.52，P = 0.0000000；F = 1402.90， P = 0.0000000）。饲粮添加2.0 mg/kg纳米硒对肝脏硒生物积累的影响显著（F = 4776.31，P = 0.0000000；F = 15911.71，P = 0.0000000，F = 10300.02，P = 0.0000000）。肾脏和肌肉的硒生物积累趋势相似，但其浓度低于肝脏。在所有检测的器官中，肌肉组织的硒浓度最低（图3）。
图4：纳米硒饲料对尼罗罗非鱼硒浓度的影响

饲养1、2、3个月结束后，测定了鳃、肝脏、肾脏和肌肉组织的浓度因子（CF），发现其与饲粮中纳米硒的添加浓度呈负相关（图4）。在鳃中，第1个月各处理组的CF均显著低于对照组（F = 368.92，P = 0.0000000）。在第2个月和第3个月，与对照组相比，各处理组的CF显著下降（F = 11.03，P = 0.0032505），但各处理组之间无显著差异（图4）。在肝脏中，各处理组在所有时间轴上的CF均显著低于对照组（F = 30.72，P = 0.0000969；F = 18.28，P = 0.0006130；F = 30.39，P = 0.0001008），各处理组间差异无统计学意义（图4）。
肾脏中，所有处理组与对照组相比，在所有时间内CF均显著降低（图4）。在喂养的第1个月和第3个月，对照组与处理组之间的CF存在显著差异（F = 73.95，P = 0.0000036；F = 8.27，P = 0.0077998），而对照组与添加0.5和2.0 mg/kg纳米硒的饲粮在饲喂第2个月时差异显著（F = 15.54，P = 0.0010642）。
在肌肉方面，与对照组相比，所有处理组的CF均在所有时间内下降。与对照组相比，各处理组第1个月的CF均显著降低（F = 65.04，P = 0.0000058），而在第2个月，对照组与处理组之间无显著差异（F = 2.01，P = 0.1906971）。
在第3个月，对照组与饲粮组在添加2.0 mg/kg纳米硒时出现显著差异（F = 11.38，P = 0.0029412）（图4）。

3.3 饲料中纳米硒对罗非鱼免疫调节硒蛋白转录表达的影响
图5：饲喂纳米硒饲料的尼罗罗非鱼鳃组织不同时间点硒蛋白基因的相对qPCR表达

本研究对罗非鱼7个硒蛋白（GPx2、SelJ、SelL、SelK、SelS、SelW和SePP1a）和2个合成因子（SPS1和Scly）在不同组织（鳃、肝、肾和肌肉）中的相对表达量进行了分析。
GPx2基因在尼罗罗非鱼鳃组织中的相对表达量分析显示，在添加1 mg/kg纳米硒的饲料中，GPx2基因一直显著上调5 ~ 11倍（F = 66.85，P = 0.0000052；F = 35.79，P = 0.0000553；F = 58.49，P = 0.0000087）。在添加0.5和1.0 mg/kg纳米硒的饲粮中，SelJ在第2个月分别显著上调2.7和3倍（F = 22.90，P = 0.0002790），而在添加1.0 mg/kg纳米硒的饲粮中，SelK在所有月份的表达量均上调了7-9倍（F = 62.62，P = 0.0000067；F = 60.59，P = 0.0000076，F = 110.96，P = 0.0000007）。在添加1.0 mg/kg纳米硒的日粮中，SelL在全时间点显著上调7-13倍（F = 148.79，P = 0.0000002；F = 60.59，P = 0.0000076；F = 102.18，P = 0.0000010），而SelS在同一饲粮组的表达量显著增加了3.6 ~ 12倍（F = 19.85，P = 0.0004608；F = 87.60，P = 0.0000019；F = 8.35，P = 0.0075804）。添加1.0和2.0 mg/kg纳米硒的饲粮组第1个月SelW显著上调7倍（F = 19.85，P = 0.0004608），SePP1a在相同饲粮组同期分别上调15.6和16.2倍（F = 492.77，P = 0.0000000）。在第2个月，添加1.0 mg/kg纳米硒的饲粮中，SPS1显著上调8.3倍（F = 40.54，P = 0.0000348），Scly以同样的方式上调4.4倍（F = 103.45，P = 0.0000010）（图5）。
图6：饲喂纳米硒饲料的尼罗罗非鱼肝组织中硒蛋白基因在不同时间点的相对qPCR表达

在肝脏中，第2个月添加1.0 mg/kg纳米硒的饲料中，GPx2、SelJ、SelK分别显著上调了5.3倍、4倍和9倍（F = 39.75，P = 0.0000375；F = 34.07，P = 0.0000663；F = 100.88，P = 0.0000011），而SelL在同一饲粮组一直上调1.8 ~ 14.4倍（F = 11.13，P = 0.0031540；F = 311.51，P = 0.0000000；F = 25.96，P = 0.0001784），各处理组在第2个月的SelW均显著上调4-5.7倍（F = 13.11，P = 0.0018681），饲粮中添加1.0 mg/kg纳米硒的SelW在第1个月和第2个月分别上调了4.1和5.6倍（F = 11.72，P = 0.0026806；F = 22.86，P = 0.0002804）。在第2个月添加0.5 mg/kg纳米硒的饲粮中，SePP1a水平上调6.5倍（F = 33.15，P = 0.0000734）。同样，在同时添加1.0 mg/kg纳米硒的饲料中，SPS1和Scly的表达量分别显著提高了4.3倍和8.8倍（F = 52.48，P = 0.0000132，F = 68.27，P = 0.0000048）（图6）。

图7：饲喂纳米硒饲料的尼罗罗非鱼肾脏组织各时间点硒蛋白基因的相对qPCR表达

在肾脏中，第2个月添加1.0 mg/kg纳米硒组GPx2的表达水平显著提高了4.5倍（F 15.02，P = 0.0011931），同一饲粮组SelJ的表达水平一直上调了3.8 ~ 6倍（F = 20.31，P = 0.0004255；F = 26.96，P = 0.0001556；F = 23.14，P = 0.0002688），但在第二个月，同一饲料组SelK的表达量增加了5.6倍（F = 23.00，P = 0.0002746）。在第1个月添加2.0 mg/kg纳米硒的饲粮中，SelL显著上调6.6倍（F = 56.74，P = 0.0000098），而在第2个月添加1.0 mg/kg纳米硒的饲粮中，SelS的表达水平提高了4.4倍（F = 9.78，P = 0.0047162）。同样，同一饲粮组第1个月SelW上调12.3倍（F = 138.05，P = 0.0000003）。在添加0.5和2.0 mg/kg纳米硒的饲料中，Sepp1a在第一个月的表达量分别显著上调了4.7和4.3倍(F = 44.19,P= 0.0000252)，而在相同饲料组中，SPS1在第一个月的表达量分别上调了2.6和3.2倍（F = 10.47， P = 0.0038269）。在第2个月，Scly的表达在所有处理组中增加了4.8-6.9倍（F = 14.15，P = 0.0014535）（图7）。

图8：饲喂纳米硒饲料的尼罗罗非鱼肌肉组织不同时间点硒蛋白基因的相对qPCR表达

在肌肉中，添加2.0 mg/kg纳米硒的饲料第1个月时GPx2显著上调5.7倍（F = 55.45，P = 0.0000107）。在第2个月，添加1.0 mg/kg纳米硒的饲粮中，SelJ和SelK的表达量分别显著提高了3.3和5.8倍（F = 14.52， P = 0.0013334；F = 25.63，P = 0.0001866）。第2个月，所有处理组SelL均显著上调3.6 ~ 5.3倍（F = 9.26，P = 0.0055800）。添加0.5 mg/kg纳米硒的饲料在第2个月时，SelS和SelW分别显著上调2.8和5.3倍（F = 2.72，P = 0.1143359；F = 17.50，P = 0.0007109）。饲粮添加1.0 mg/kg纳米硒组SePP1a和SPS1在第2个月的表达量分别显著提高了4.1和7.2倍（F = 6.13，P = 0.0180733；F = 9.95，P = 0.0044767）。Scly在各处理组第2个月的表达均增加了3.4-4.5倍（F = 9.94，P = 0.0044884）（图8）。

4、结论
综上所述，不同浓度的硒能被罗非鱼组织很好地调节和吸收，而不会出现任何生理功能障碍，在添加2.0 mg/kg纳米硒的饲料中代谢效果更好。分子生物结果表明，在添加1.0 mg/kg纳米硒的饲料中，第2个月大部分硒蛋白组转录上调。这说明硒蛋白及其合成因子参与了罗非鱼的细胞功能和生理调节。添加纳米硒可以更有效地促进罗非鱼的生长，更好地调节硒和免疫调节硒蛋白的表达。

上一篇：第199期：纳米硒对六价铬诱导的鸡肝脏脂肪酸代谢异常的影响

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