与陆地环境不同,水环境中的温度和氨氮含量处于不断波动的状态,因此与陆生脊椎动物相比,水生动物更容易遭受环境应激,常见的环境应激有冷应激、热应激和氨氮应激等。鱼类是人类主要的蛋白质来源之一,具有重要的经济价值,如何提高鱼类对环境应激的抵抗力一直是养殖渔业重点关注的领域。在目前提高鱼类应激抵抗力的研究中,大多数研究都聚焦于饲料抗氧化物质的添加。研究表明,应激下鱼体的氧化应激水平显著升高,饲料中补充具有抗氧化作用的添加剂可降低鱼体的氧化应激水平,改善鱼体的应激抵抗力,但很少有研究会关注通过调控代谢来提高鱼体对应激的抵抗力。部分研究表明鱼类在多种应激下均会出现脂质代谢异常和氧化损伤的现象,所以脂质代谢和应激耐受性之间可能存在着关联性。过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARg）对脂质合成和脂质稳态的维持至关重要,那么pparg是否也在维持鱼类脂质平衡与环境应激适应中发挥功能?遗憾的是,这一问题长期以来无人回答。本研究中,我们假设pparg可能会通过调控脂代谢来影响鱼类对环境应激的耐受性。由此,我们以模式动物斑马鱼为研究对象,通过基因敲除、生化指标检测、q PCR、尼罗红染色、切片观察和western blot等多种技术的应用,揭示了pparg在调控鱼类脂代谢和环境适应中的重要作用。本研究的主要内容和结论如下:1.敲除pparg对雌雄斑马鱼的脂代谢和应激抵抗力的影响不同为探究pparg在维持鱼类脂代谢稳态和应激抵抗力方面发挥的重要作用,本研究以pparg-/-斑马鱼和野生型斑马鱼为研究对象,进行为期4周的养殖实验。实验结果表明,雄鱼敲除pparg后,没有显著改变肝脏甘油三酯（TG）、游离脂肪酸（FFA）、总胆固醇的含量以及脂肪酶的活性,但在基因层面上,pparg-/-雄鱼显著降低其肝脏pparg、fas和mgat2的表达水平;另外,雄鱼敲除pparg后,其肝脏的ROS含量以及总抗氧化能力没有明显发生变化,且在冷应激和热应激处理下的存活率也没有显著差异,但pparg-/-雄鱼在氨氮应激下的存活率相较于wt雄鱼显著降低。因此,敲除pparg对雄鱼肝脏的脂质代谢和抗氧化能力的影响并不显著,不会改变雄鱼对冷应激和热应激的抵抗力,但会显著降低其对氨氮应激的抵抗力。而在雌鱼中的研究表明,雌鱼敲除pparg后,鱼体代谢速率降低,腹部的脂肪含量以及肝脏的TG和胆固醇含量显著减少,肝脏和血浆的FFA水平显著上升,肝脏中FFA酯化为TG的效率降低,且肝脏中脂肪合成相关基因的表达显著被下调,这说明雌鱼中敲除pparg减少了鱼体的脂肪沉积,抑制了肝脏的脂肪合成,提高了鱼体的FFA水平,而过量的FFA可能导致肝脏产生脂毒性。鉴于FFA诱导的脂毒性主要通过细胞氧化损伤体现出来,检测两种基因型雌鱼的组织氧化损伤水平以及三种应激下的存活率后发现:与wt雌鱼相比,pparg-/-雌鱼显著增加了血浆AST活性、肝脏ROS含量以及凋亡和内质网应激相关基因的表达,降低了肝脏总抗氧化能力、SOD活性、抗氧化相关基因的表达以及三种应激下的存活率。因此,雌鱼敲除pparg会减少脂肪沉积,增加鱼体FFA水平,造成肝脏脂毒性,诱发氧化应激,降低鱼体的抗氧化水平,从而降低其对冷应激、热应激和氨氮应激的抵抗力。2.激活Pparg促进了雌鱼的脂肪合成,提高了其对应激的抵抗力已证明敲除pparg会降低雌鱼对环境应激的抵抗力,那么激活Pparg是否会促进脂合成,提高斑马鱼对环境应激的抵抗力呢?为了验证这一猜想,本研究对野生型雌性斑马鱼饲喂添加或不添加罗格列酮（一种Pparg激活剂）的饲料,进行为期4周的养殖实验。结果发现,罗格列酮激活雌鱼的Pparg后,增加了肝脏的TG含量,降低了肝脏和血浆的FFA水平,提高了FFA酯化为TG的效率以及脂合成相关基因的表达。另外,与wt组相比,罗格列酮组ROS和MDA的含量显著降低,总抗氧化能力显著上升,冷应激、热应激和氨氮应激下的存活率也显著上升。因此,激活Pparg可提高雌鱼肝脏中FFA酯化为TG的效率,促进肝脏的脂肪合成,缓解脂毒性,提高鱼体的抗氧化水平,从而提高其对冷应激、热应激和氨氮应激的抵抗力。3.提高抗氧化能力提高了pparg-/-雌鱼对应激的抵抗力前面的研究表明pparg-/-雌鱼存在脂毒性,考虑到FFA过量所诱导的脂毒性主要通过细胞氧化损伤体现出来,那么理论上降低氧化损伤可以提高pparg-/-雌鱼对环境应激的抵抗力。为了验证这一猜想,本研究对pparg-/-雌鱼饲喂添加或不添加N-乙酰半胱氨酸（一种抗氧化剂）的饲料,进行为期4周的养殖实验。结果发现,与pparg-/-组比,N-乙酰半胱氨酸组显著降低了肝脏的MDA含量以及内质网应激、凋亡和炎症相关基因的表达,提高了肝脏的总抗氧化能力以及在冷应激、热应激和氨氮应激下的存活率。总的来说,虽然补充抗氧化剂没有改变pparg-/-雌鱼的脂代谢水平,但提高了pparg-/-雌鱼肝脏的抗氧化水平及其对冷应激、热应激和氨氮应激的抵抗力,说明pparg-/-雌鱼不耐环境应激主要归因于脂毒性所诱导的氧化损伤,进一步证明了脂代谢稳态在调控鱼体的抗氧化系统和环境适应中发挥了重要作用。本研究首次阐明了pparg在鱼类适应环境应激中发挥的重要作用,揭示了脂代谢平衡在调控鱼体抗氧化系统和适应环境应激中的紧密联系,为提高鱼类对环境应激的耐受性提供了重要参考。