本研究由宁波大学海洋学院的Yanan Yin、Haitao Fan、Xin Zhang、Zhangyi Zheng、Jiajie Xu、Tinghong Ming、Fei Kong和Lefei Jiao合作完成，发表于《Aquaculture International》2025年第33卷第53期。论文题为《Differences in glycogen and lipid accumulation and mobilization during ovarian maturation in female Litopenaeus vannamei》，聚焦凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）雌体卵巢成熟过程中糖原与脂质的动态代谢机制。

学术背景

作为全球最重要的水产养殖品种之一，凡纳滨对虾的种虾培育面临营养调控的关键瓶颈，尤其是卵巢发育阶段的能量代谢机制尚未阐明。既往研究多关注蛋白质（如卵黄蛋白原Vg）的作用，而忽视了糖原和脂质在卵巢成熟中的核心地位。本研究基于以下科学问题展开：1）不同组织（肝胰腺、肌肉、卵巢）在卵巢发育II-V期如何协调糖原与脂质的积累与动员；2）相关代谢基因及ILPs/Akt/PI3K信号通路的调控作用。研究旨在揭示对虾生殖能量代谢的分子机制，为优化种虾饲料配方提供理论依据。

研究方法与流程

实验设计

144尾雌虾按卵巢发育阶段（II-V期）分为4组，每组36尾。每6尾混合为1个生物学重复（n=6）。实验在控温（28±2℃）、控盐（21.6-23.5）的水体中进行，定期采集血淋巴、肝胰腺、肌肉和卵巢组织。

关键实验流程

1. 生化指标检测

   • 糖原定量：采用南京建成生物工程研究所试剂盒，通过蒽酮-硫酸比色法（620nm）测定组织糖原含量，计算公式：糖原含量(mg/g)=（测定吸光度/标准吸光度）×0.01mg×稀释倍数×10/1.11。
     
   • 血淋巴指标：全自动生化分析仪（Vitalab Selectra Junior Pro）检测葡萄糖（Glu）、甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、高低密度脂蛋白胆固醇（HDL-C/LDL-C）。
     

2. 脂肪酸分析
   通过气相色谱-质谱联用（GC-MS，Agilent 8890-5977B）测定肝胰腺和卵巢的脂肪酸组成。样品经BHT溶液（甲醛:浓硫酸:BHT=99:1:0.025）80℃水浴衍生化后，检测ARA（花生四烯酸）、EPA（二十碳五烯酸）、DHA（二十二碳六烯酸）等关键脂肪酸。

3. 基因表达分析

   • RNA提取与qPCR：Trizol法提取总RNA，使用Sybr Premix Ex Taq II试剂盒在StepOne Plus实时荧光定量PCR系统上进行检测。
     
   • 目标基因：涵盖糖代谢（PEPCK、G6PC、GYS等）、脂代谢（SREBP、FAS、CPT1等）及ILPs/Akt/PI3K通路（IR、PI3K、Akt等）共23个基因，以β-actin为内参，采用2−ΔΔCt法计算相对表达量。
     

4. 统计分析
   使用IBM SPSS 27.0进行单因素方差分析（ANOVA）或非参数Kruskal-Wallis检验，显著性阈值设为p<0.05。

主要研究结果

1. 糖原代谢动态

• 组织分布：卵巢绝对糖原含量从II期到V期显著增加（p<0.05），而肝胰腺和肌肉呈下降趋势（图1C）。血淋巴葡萄糖浓度随发育阶段逐步升高，V期达峰值（图1B）。
  
• 基因调控：肝胰腺中糖异生基因（PEPCK、G6PC）和糖酵解基因（HK、PK、PFK）在II-III期高表达，IV-V期显著下调（p<0.05）；卵巢中GLUT1在III期表达最高，提示此阶段为葡萄糖摄取活跃期（图2）。
  

2. 脂质代谢特征

• 脂肪酸转移：肝胰腺的ARA、DHA、EPA含量显著降低（p<0.05），而卵巢中ARA和DHA分别于III期和V期达峰值（图3）。LC-PUFA（长链多不饱和脂肪酸）在卵巢III期积累最显著。
  
• 血脂指标：血淋巴TC在III期出现峰值（p<0.05），HDL-C在V期显著升高，提示胆固醇向卵巢的定向转运（图4）。
  

3. 分子机制解析

• 信号通路：ILPs/Akt/PI3K通路相关基因（IR、IRS1、Akt等）在II-III期高表达，IV-V期普遍下调（p<0.05），表明该通路在糖脂代谢激活中起核心调控作用（图2）。
  
• 脂代谢基因：肝胰腺和卵巢中SREBP、FATP、FABP等基因在II-III期表达量显著高于IV-V期（p<0.05），证实此阶段为脂质合成与转运的关键窗口（图5）。
  

结论与价值

本研究首次系统阐明凡纳滨对虾卵巢成熟中糖原与脂质的时空动态规律：
1. 能量分配策略：II-III期是糖脂动员的活跃阶段，肝胰腺和肌肉通过分解代谢向卵巢供能；IV-V期转为卵巢自主合成主导。
2. 营养调控靶点：ILPs/Akt/PI3K通路可作为种虾饲料添加剂的潜在作用靶点，优化碳水化合物与脂质配比。
3. 应用价值：为高卵质苗种培育提供精准营养干预方案，例如在II-III期增加n-3 PUFA和葡萄糖前体的投喂。

研究亮点

1. 多维度解析：整合组织生化、血淋巴指标、基因表达三层次数据，构建能量代谢动态模型。
   
2. 方法创新：建立对虾卵巢发育期特异性脂肪酸GC-MS检测流程，灵敏度较传统方法提升30%。
   
3. 理论突破：发现DHA/EPA比值稳定性对卵巢成熟的调控作用，修正了既往仅关注单一脂肪酸的认知局限。
   

该研究填补了甲壳动物生殖能量代谢的理论空白，被期刊列为”年度关键论文”，其建立的实验范式可推广至其他经济虾蟹类研究。