成果名称：草鱼健康养殖营养技术创新与应用

获奖等级：四川省科技进步一等奖（2017年，排名第4）

国家科技进步二等奖（2019年，排名第6）

成果概述：

草鱼是我国养殖量最大的鱼类，集约化养殖易引起发病率和用药量增加，肉品质下降，严重威胁其优质安全生产。本项目以草鱼“器官健康”和“鱼肉品质”为核心，揭示了营养调控草鱼“器官健康”和“鱼肉品质”的作用及机制，创新了草鱼健康养殖、优质安全生产的营养与关键饲料技术并推广应用。

主要技术成果如下：

1. 揭示了营养物质增强草鱼“器官健康”和改善“鱼肉品质”的作用和机制

系统揭示了35种营养物质通过保证草鱼“功能器官”细胞结构完整、抑制细胞凋亡、缓解炎症反应、提高免疫力增强“器官健康”的作用及分子机制；通过提高肌肉风味氨基酸、保健脂肪酸、胶原蛋白含量和保证肌肉细胞结构完整改善“鱼肉品质”的作用及机制，为保证草鱼等淡水鱼优质安全生产的动态与精准营养技术创新提供理论依据。

2. 研究提出了保证草鱼“器官健康”和改善“鱼肉品质”的动态与精准营养调控技术

突破国内外主要以生产性能为营养技术目标的模式，以“器官健康”和“鱼肉品质”为营养技术目标，研究确定了草鱼营养物质需要量参数8 套，创新了草鱼动态与精准营养技术，为草鱼等淡水鱼饲料研制、标准制定提供营养技术支撑。

3. 研究提出了增强草鱼“器官健康”和改善“鱼肉品质”的关键饲料技术体系

突破国内外主要以生产性能为饲料技术目标的模式，以“器官健康”和“鱼肉品质”为饲料技术目标，研究提出了保证草鱼等淡水鱼“器官健康”和“鱼肉品质”的关键饲料技术23项，创建了草鱼健康养殖关键饲料技术体系，为草鱼等淡水鱼饲料研制、标准制定提供关键饲料技术支撑。

4. 集成理论和技术成果，研制了提高草鱼等主要淡水鱼“器官健康”和改善“鱼肉品质”的系列饲料产品及其配套技术

集成本项目创新的营养和关键饲料技术成果，以草鱼等淡水鱼“器官健康”和“鱼肉品质”为饲料产品技术目标，研制了保证草鱼等主要淡水鱼“功能器官健康”和改善“鱼肉品质”的系列饲料产品36个及其配套技术14项。

以上成果经中国工程院院士、中国海洋大学麦康森教授为主任的第三方评价专家委员会评价认为：成果整体达国际领先水平；项目发表论文148篇（其中SCI收录论文123篇）和专著2部；研究成果在全国多个省市的饲料企业、养殖合作社和养殖户中大力推广应用，取得了突出的社会、经济和生态效益显著；所在的课题组形成了一支战斗力强和研究水平高的研究团队——农业部科技创新团队、四川省青年科技创新团队和四川省高校科技创新团队，为水产行业的科技进步和可持续发展提供了重要的平台支撑。

代表性研究论文1：水体铜暴露通过破坏鱼肌肉Nrf2/ARE信号途径破坏了抗氧化系统并通过Caspase-3信号途径引起肌肉DNA损伤：肌醇的缓解作用

（ESI全球高被引用论文，2017-2019年）

作者：姜维丹、刘扬、姜俊、吴培、冯琳^*、周小秋^*

摘要：鱼类肌肉是主要的可食部分。水体铜暴露能引起鱼类肌肉的氧化损伤。然而，关于铜暴露对鱼类抗氧化系统的影响及其作用机制以及预防措施至今仍然不清楚。因此，本文研究了水体铜暴露对鱼类肌肉ROS产生、抗氧化酶活力及基因表达水平、Nrf2相关信号分子、抗氧化反应元件（ARE）结合能力、DNA片段化和Caspase-3活力的影响以及肌醇的预防作用。结果表明：水体铜暴露导致鱼类肌肉ROS含量提高了3倍左右，导致了脂质过氧化和蛋白质氧化损伤，并引起抗氧化物质谷胱甘肽（GSH）的耗竭。同时，水体铜暴露导致鱼类肌肉抗氧化酶总超氧化物歧化酶（SOD）、铜锌超氧化物（CuZnSOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）活力的降低以及CuZnSOD、GPx1a、GPx1b和信号分子蛋白激酶Cδ（PKCδ）mRNA水平的下调。水体铜暴露引起鱼类肌肉抗氧化能力的下降与其降低了核Nrf2蛋白水平、抑制细胞核中Nrf2与ARE的结合能力以及诱导了Caspase-3介导的DNA损伤有关。有趣的是，提前饲喂肌醇能够通过提高GSH含量、通过促进Nrf2结合ARE上调CuZnSOD和GPx基因转录从而提高其酶活力保护鱼类肌肉免受铜应激引起的氧化损伤。以上结果表明，铜暴露通过下调Nrf2/ARE信号途径下调了抗氧化酶基因转录从而降低了抗氧化损伤能力、引起鱼类肌肉氧化损伤，而肌醇具有保护作用。

关键词：肌肉、Nrf2、铜、肌醇、DNA片段化、鲤鱼

发表期刊：Aquatic Toxicology

所属研究课题：

（1）国家自然科学基金，31272674，肌醇调控鱼CuZnSOD基因转录的Nrf2信号通路作用机制研究

（2）国家自然科学基金，31001116，肌醇与鱼细胞Cu/ZnSOD基因转录调控信号分子Nrf2关系研究

（3）四川高等学校科技创新重大培育项目，09zz026，肌醇对鱼类抗氧化能力的影响及其作用机制研究

  研究方向：水产动物营养

代表性研究论文2：色氨酸增强生长期草鱼肌肉营养含量和肉品质与其通过Nrf2和TOR信号途径提高抗氧化能力有关：避免色氨酸缺乏和过量

作者：姜维丹¹、文海浪¹、刘扬、姜俊、吴培、赵娟、邝声耀、唐凌、唐武能、张永安、周小秋^*、冯琳^*

摘要：本文旨在研究色氨酸对生长期草鱼肌肉品质、抗氧化能力的作用和作用机制。试验设6个处理，饲喂生长期草鱼不同水平的色氨酸饲粮8周。结果表明，饲喂生长期草鱼色氨酸缺乏（0.7 g/kg饲粮）和过量（6.1g/kg饲粮）的饲粮均降低了肌肉的保水率、嫩度、组织蛋白酶活力以及蛋白、脂肪和胶原蛋白含量。而适宜水平的色氨酸能够逆转这些不利影响，这与其提高了生长期草鱼肌肉非酶抗氧化谷胱甘肽（GSH）含量和酶性抗氧化谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）活力及上调其基因转录水平有关，而与超氧化物歧化酶（CuZnSOD）以及过氧化氢酶（CAT）无关。适宜水平的色氨酸提高生长期草鱼肌肉抗氧化能力与其激活雷帕霉素靶蛋白（TOR）和核转录因子相关因子2（Nrf2）信号途径有关。因此，本文揭示了色氨酸改善鱼类肌肉品质的作用及其通过TOR和Nrf2信号途径提高肌肉抗氧化能力的作用机制。

关键词：色氨酸、草鱼、鱼肉品质、抗氧化防御、基因表达、核转录因子相关因子2

发表期刊：Food Chemistry

所属研究课题：

（1）国家农业部公益性农业专项，草鱼营养需求与高效配合饲料开发，项目编号201003020；

（2）国家农业部-农业科研杰出人才及其创新团队（2015），淡水鱼健康营养技术及其应用；

（3）2017年四川省科技进步一等奖、2019年国家科技进步二等奖“草鱼健康养殖营养技术创新与应用”项目内容的一部分。

  研究方向：水产动物营养

代表性成果3——发明专利

代表性成果4——获奖证书