English
中文 (中国)
3. Kết quả
3.1. Hiệu suất tăng trưởng
Sau 80 ngày cho ăn, trọng lượng (1,59 ± 0,26 kg) và tốc độ tăng trọng sau 80 ngày (0,91 ± 0,26) ở nhóm CG cao hơn đáng kể so với nhóm FBG (lần lượt là 1,08 ± 0,18 kg và 0,40 ± 0,18) (P< 0,05). Tuy nhiên, không có thay đổi đáng kể về chiều dài cơ thể (Bảng 3).
Lưu ý: Các chữ số mũ khác nhau trong cùng một hàng chỉ ra sự khác biệt đáng kể (P < 0,05).
3.2. Kết cấu cơ cá rô phi
Độ cứng cơ (767,41 ± 229,53 g), độ đàn hồi (0,30 ± 0,04), độ dẻo (336,63 ± 82,85 g), độ dai (7,45 ± 2,03 mJ) và chỉ số dai (190,68 ± 51,94 g) ở FBG cao hơn đáng kể so với CG, lần lượt có các giá trị là 400,37 ± 160,00 g (độ cứng), 0,25 ± 0,04 (độ đàn hồi), 180,76 ± 58,23 g (độ dẻo) và 101,22 ± 33,42 g (chỉ số dai) (P < 0,05). Độ cứng, độ đàn hồi, độ dẻo và độ dai là những chỉ số quan trọng về kết cấu của thịt trong quá trình tiêu thụ. Tuy nhiên, độ bám dính cơ ở FBG (0,02 ± 0,02 mJ) thấp hơn đáng kể so với CG (0,04 ± 0,02 mJ) (P < 0,05). Không có sự khác biệt đáng kể nào được quan sát thấy về lực bám dính, độ kết dính, độ đàn hồi và chỉ số đàn hồi giữa CG và FBG (P > 0,05) (Bảng 4).
Lưu ý: Các chữ số mũ khác nhau trong cùng một hàng chỉ ra sự khác biệt đáng kể (P <0,05).
3.3. Cấu trúc vi mô của sợi cơ
FBG cho thấy sự gia tăng đáng kể về cả mật độ sợi cơ (63,6 ± 13,3 NO./mm2) và tỷ lệ diện tích sợi cơ (54,4 ± 0,1 %) (P < 0,05) so với CG (49,7 ± 11,3 NO./mm2 và 48,1 ± 0,1 %). Ngược lại, đường kính sợi cơ ở FBG (93,0 ± 12,1 μm) thấp hơn đáng kể (P < 0,05) so với CG (120,5 ± 23,2 μm) (Hình 1, Bảng 5).
Lưu ý: Các chữ số mũ khác nhau trong cùng một hàng chỉ ra sự khác biệt đáng kể (P <0,05).
3.4. Tổng hàm lượng collagen trong cơ
Vì sự tích luỹ collagen quá mức được gọi là xơ hóa, nên tổng hàm lượng collagen đã được đo và sử dụng làm dấu ấn sinh học cho tình trạng xơ hóa. Hàm lượng collagen của FBG (3,5 ± 0,6 μg/mg) cao hơn đáng kể so với CG (2,4 ± 0,2 μg/mg) (P < 0,05) (Hình 2).
3.5. Giải trình tự phiên mã cơ cá rô phi
3.5.1. Chất lượng dữ liệu RNA-seq
Thống kê chất lượng giải trình tự phiên mã được trình bày trong Bảng 6. Khoảng 20 triệu đoạn đọc sạch đã được thu thập trên mỗi mẫu sau khi lọc cho cả CG và FBG. Đánh giá chất lượng dữ liệu cho thấy tỷ lệ phần trăm giá trị khối lượng bazơ bằng hoặc lớn hơn Q30, cho thấy độ chính xác nhận dạng bazơ là 99,9%, vượt quá 93,5%. Hiệu suất so sánh của các đoạn đọc từ mỗi mẫu với bộ gen tham chiếu dao động từ 91,6% đến 95,3%, cho thấy dữ liệu giải trình tự có chất lượng cao và phù hợp cho các phân tích tiếp theo.
3.5.2. Phân tích DEG
Phân tích -DEG được minh họa trong Hình 3. So với CG, FBG biểu hiện 323 DEG, bao gồm 227 gen tăng cường và 96 gen giảm cường. Mười hai DEG đáng chú ý, bao gồm các gen liên quan đến xơ hóa (col1α1, comp, fibrosin và versican) và gen chống xơ hóa decorin, được thể hiện trong Bảng 7.
Phân loại và chú thích cho thấy các DEG này chủ yếu liên quan đến quá trình apoptosis, autophagy ở động vật, nội bào, autophagy ty thể ở động vật, con đường truyền tín hiệu p53, con đường truyền tín hiệu mTOR (giá trị q <0,05), con đường truyền tín hiệu FoxO (giá trị q <0,05) và tương tác thụ thể cytokine-cytokine (Hình 4).
3.5.3. Xác thực dữ liệu phiên mã
Năm gen DEG được chọn ngẫu nhiên và phân tích bằng RT-qPCR để xác nhận độ chính xác của kết quả giải trình tự phiên mã. Mức độ biểu hiện tương đối của năm gen này được so sánh với mức độ biểu hiện thu được từ RNA-seq. Kết quả cho thấy xu hướng biểu hiện là nhất quán, cho thấy kết quả giải trình tự phiên mã là đáng tin cậy (Hình 5).
3.6. Biểu hiện gen liên quan đến tình trạng xơ cơ
Để làm rõ cách các gen liên quan đến xơ hóa (cũng được coi là dấu ấn sinh học của xơ hóa) tham gia vào quá trình xơ hóa trong quá trình cho ăn, biểu hiện của các gen này trong cơ của cả CG và FBG ở ngày 0, 40 và 80 đã được đánh giá. Kết quả chỉ ra rằng trong cơ của cá rô phi được cho ăn bằng đậu răng ngựa trong ngày 40 và 80, mức độ biểu hiện của các gen col1α1, comp, fibrosin và versican cao hơn đáng kể và nhất quán so với CG (P < 0,05). Ngược lại, mức độ biểu hiện của decorin giảm (P < 0,05). Ngoài ra, mức độ biểu hiện của col1α1, comp, fibrosin, versican và decorin thay đổi đáng kể giữa ngày 0 và 40 trong FBG, trong khi không quan sát thấy sự khác biệt đáng kể giữa ngày 0 và 40 trong CG (P < 0,05) (Hình 6).
4. Thảo luận
Việc cho ăn đậu răng ngựa đã được chứng minh là ức chế hiệu suất tăng trưởng của cá rô phi. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy trọng lượng cơ thể và tốc độ tăng trọng của cá rô phi trong FBG thấp hơn đáng kể so với CG. Có hai nguyên nhân chính được đưa ra để giải thích hiện tượng này: Thứ nhất, thành phần axit amin của đậu răng ngựa không cân đối. Các nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng hầu hết các loại đậu đều thiếu hụt axit amin chứa lưu huỳnh như tryptophan, cysteine và methionine (Rahate và cộng sự, 2021), khiến giá trị dinh dưỡng của protein bị hạn chế. Thứ hai, đậu răng ngựa chứa nhiều yếu tố kháng dinh dưỡng, bao gồm các hợp chất hoạt tính sinh học như axit phytic, saponin, lectin, vicine, convicine và chất ức chế protease (Labba và cộng sự, 2021). Những chất này có thể làm giảm khả năng hấp thu dinh dưỡng trong ruột, gây ảnh hưởng bất lợi đến sinh trưởng của vật nuôi. Chẳng hạn, axit phytic được chứng minh có khả năng ức chế quá trình hấp thu và sử dụng khoáng chất trong cơ thể (Kumar và cộng sự, 2023).
Trong nghiên cứu của chúng tôi, việc cho cá rô phi ăn đậu răng ngựa đã dẫn đến sự gia tăng rõ rệt các chỉ số kết cấu cơ như độ cứng, độ đàn hồi, độ dẻo, độ dai và chỉ số nhai, cho thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa các thông số này với mức độ giòn của cơ thịt. Theo Fu và cộng sự (2023), bổ sung đậu răng ngựa giúp tăng đáng kể độ cứng, độ đàn hồi, độ kết dính, độ dẻo và độ dai của cơ. Kết quả tương tự cũng được ghi nhận ở cá trắm cỏ, khi nhóm được bổ sung đậu răng ngựa trong khẩu phần ăn có các chỉ số kết cấu (độ cứng, độ đàn hồi, độ dai và độ kết dính) cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng. Ngoài ra, hệ số tương quan trên 0,91 giữa độ cứng, độ đàn hồi, độ dai và độ dính với độ giòn (Yu và cộng sự, 2017a) cho thấy mối quan hệ mạnh mẽ giữa những yếu tố này và đặc tính giòn của cơ. Tóm lại, độ cứng, độ dẻo và độ dai là những thông số kết cấu có mối liên hệ mật thiết với mức độ giòn của cơ, và có thể được xem là các chỉ số đáng tin cậy để định lượng và đánh giá đặc tính giòn trong thịt cá.
Việc bổ sung đậu răng ngựa trong khẩu phần ăn được ghi nhận là làm giảm đường kính sợi cơ và tăng mật độ sợi cơ (Yu và cs., 2017a). Tương tự, độ giòn của cá rô phi thể hiện hiện tượng gia tăng ma trận gian sợi cơ, giảm diện tích mặt cắt ngang của sợi cơ và tăng mật độ sợi cơ (Li và cs., 2023). Kết quả của nghiên cứu chúng tôi cũng cho thấy xu hướng tương tự, minh chứng bằng sự tăng mật độ sợi và giảm đường kính sợi cơ ở cá rô phi được cho ăn đậu răng ngựa (FBG). Phân tích phiên mã cho thấy các gen DEG được điều hòa tăng trong nhóm FBG liên quan đến con đường tín hiệu FoxO, trong khi các DEG điều hòa giảm lại thuộc về con đường mTOR. Sự điều hòa ngược chiều này có thể dẫn đến giảm tổng hợp protein, tăng phân hủy protein và thúc đẩy quá trình tự thực (autophagy). Trong con đường truyền tín hiệu FoxO, sự phân hủy protein chủ yếu được điều chỉnh thông qua tác động lên hệ thống ubiquitin–proteasome (UPS) và hệ thống tự thực–lysosome (Sun và cs., 2025). UPS là cơ chế then chốt giúp phân hủy protein có chọn lọc và duy trì cân bằng nội môi tế bào, thông qua quá trình ubiquitin hóa và phân giải tại proteasome (Zhao và cộng sự, 2022). Bên cạnh đó, hệ thống autophagy–lysosome đóng vai trò như một cơ chế tái chế nội bào quan trọng, chịu trách nhiệm loại bỏ bào quan hư hỏng, protein gấp sai và các thành phần dư thừa trong tế bào (Sun và cộng sự, 2025). Ngược lại, con đường mTOR giữ vai trò trọng yếu trong việc điều hòa quá trình tổng hợp protein. Khi mTOR bị ức chế, khối lượng cơ thường giảm; trong khi đó, mTOR được kích hoạt mạnh trong quá trình phì đại cơ. Sự tích luỹ protein trong cơ được quyết định bởi cán cân giữa tổng hợp và phân hủy, và khi cán cân này bị phá vỡ, cấu trúc sợi cơ sẽ thay đổi, thể hiện qua mật độ sợi tăng và đường kính sợi giảm (Wang & Zhang, 2019). Tương tự, sự mất cân bằng trong quá trình tích luỹ protein có thể là yếu tố góp phần làm chậm tốc độ tăng trưởng của cá rô phi, đồng thời giải thích hiện tượng tăng mật độ nhưng giảm đường kính sợi cơ được quan sát ở cá rô phi.
ECM là thành phần quan trọng trong cấu trúc cơ xương và sự thay đổi trong thành phần này ảnh hưởng đáng kể đến kết cấu cơ (Csapo và cộng sự, 2020). Trong đó, collagen – loại protein cấu trúc chiếm ưu thế trong ECM – có vai trò thiết yếu trong việc nâng đỡ và duy trì sự liên kết giữa các tế bào cơ (Sahani và cộng sự, 2024). Hàm lượng, loại và đặc tính cấu trúc của collagen được xem là những yếu tố then chốt quyết định đến độ bền, độ dai và kết cấu tổng thể của cơ cá (Sahani và cộng sự, 2024). Nồng độ cao của các thành phần ECM khác nhau, đặc biệt là sự tích tụ collagen quá mức, là dấu hiệu đặc trưng của hiện tượng xơ hóa (Antar và cộng sự, 2023). Xơ hóa là một quá trình bệnh lý mãn tính, được nghiên cứu nhiều nhất ở gan (Kisseleva & Brenner, 2021). Xơ gan được đặc trưng bởi sự tích tụ ECM và sự tăng sinh bất thường của mô liên kết trong gan, sau nhiều tổn thương gan mãn tính khác nhau (Kisseleva & Brenner, 2021). Tình trạng nhu mô gan hoại tử viêm dai dẳng hoặc tái phát do bệnh gan mãn tính có thể dẫn đến sự tăng sinh của mô liên kết cơ và tích tụ ECM (Kisseleva & Brenner, 2021). Trong nghiên cứu này, tổng hàm lượng collagen trong cơ của cá rô phi ở nhóm ăn đậu răng ngựa cao hơn đáng kể, điều này có thể gây xơ cơ và sau đó ảnh hưởng đến sự hình thành tình trạng cơ giòn.
Chuỗi collagen loại I alpha 1 (col1α1) mã hóa cho collagen loại I, đóng vai trò điều hòa quá trình tổng hợp và lắng đọng collagen trong chất nền ngoại bào (ECM) (Yu và cs., 2019). Collagen loại I là thành phần chiếm ưu thế trong ECM (Zhou và cs., 2024). Comp là một glycoprotein không phải collagen trong ECM, tương tác với một loạt các protein ECM khác nhau (Magdaleno và cs., 2016). Comp thể hiện ái lực cao với collagen loại I và II và đóng vai trò quan trọng trong việc kết hợp sớm các phân tử collagen, do đó tăng cường hình thành sợi collagen (Andréasson và cs., 2017). Fibrosin, một cytokine liên quan đến quá trình xơ hóa, đóng vai trò quan trọng trong cơ chế bệnh sinh của một số bệnh liên quan đến xơ hóa, bao gồm bệnh sán máng, xơ gan do rượu và xơ cứng bì (Li và cs., 2021). Versican, một proteoglycan sulfat chondroitin, là một thành phần quan trọng của ECM (Sasi và cs., 2023); nó hoạt động như một chất điều hòa xơ hóa và là một yếu tố chính của ma trận tăng sinh xơ trong giai đoạn đầu của bệnh xơ phổi (Bukong và cộng sự, 2015). Decorin hoạt động như một chất ức chế tự nhiên của TGF-β1, ngăn cản sự gắn kết của TGF-β1 với thụ thể thúc đẩy xơ hóa (Zhang và cộng sự, 2018). Decorin ức chế sự biểu hiện của các protein liên quan đến xơ hóa do TGF-β1 gây ra trong ECM của các tế bào dây chằng vàng ở người (Wang và cộng sự, 2023a). Trong nghiên cứu hiện tại, hàm lượng collagen và biểu hiện của các gen liên quan đến xơ hóa (col1α1, versican, comp và fibrosin) tăng lên đáng kể trong cơ cá rô phi của FBG so với CG. Ngược lại, biểu hiện của gen decorin chống xơ hóa thấp hơn đáng kể ở nhóm FBG. Những kết quả này chỉ ra rằng việc cho ăn đậu răng ngựa có thể thúc đẩy sự lắng đọng collagen ở cơ, từ đó có thể ảnh hưởng đến tình trạng xơ hóa cơ và cải thiện chất lượng kết cấu cơ của cá rô phi (Hình 7). Các nghiên cứu đã báo cáo rằng biểu hiện của col1α1 trong cơ tăng lên đáng kể và nó tương quan thuận với độ dai của cơ do đậu răng ngựa trong khẩu phần ăn ở cá trắm cỏ (Tang và cộng sự, 2024) và cá rô phi (Peng và cộng sự, 2022). Việc thiếu hụt COMP dẫn đến sự hình thành sợi collagen rối loạn và giảm độ cứng mô ở gia súc (Halász và cộng sự, 2007).), trong khi điều hòa tăng COMP khiến các sợi collagen sắp xếp theo hướng căng và đan xen có trật tự với các sợi cơ, do đó tối ưu hóa độ cứng và độ đàn hồi của cơ (Posey và cộng sự, 2018).
Những kết quả này phù hợp với phát hiện trong nghiên cứu hiện tại, cho thấy sự điều hòa tăng col1α1 và COMP có liên quan đến việc cải thiện chất lượng cấu trúc cơ. Ngược lại, sự giảm biểu hiện của gen chống xơ hóa decorin dẫn đến sự sắp xếp chặt chẽ hơn của các sợi cơ, góp phần tăng độ rắn chắc và chất lượng cấu trúc cơ, tương tự quan sát ở chuột (Robinson và cs., 2017). Điều này củng cố mối liên hệ giữa giảm decorin và tăng chất lượng cấu trúc, cho thấy sự sắp xếp chặt của sợi cơ có thể bắt nguồn từ sự tích tụ collagen trong ECM.
Mặc dù chúng tôi đã quan sát thấy một mối tương quan nhất định giữa xơ hóa cơ và kết cấu cơ giòn, nhưng bằng chứng hiện tại vẫn chưa đủ để khẳng định mối quan hệ nhân quả trực tiếp giữa hai yếu tố này. Nguyên nhân là bởi xơ hóa cơ chủ yếu liên quan đến quá trình tích luỹ collagen, trong khi sự hình thành cấu trúc cơ giòn lại là một quá trình phức tạp, chịu ảnh hưởng đồng thời của tổ chức sợi cơ, sự tích tụ collagen và quá trình chuyển hóa axit béo (Wang và cộng sự, 2023b). ROS được cho là tín hiệu điều hòa đầu nguồn cho những thay đổi sinh lý và sinh hóa này. Một hạn chế khác của nghiên cứu này là thành phần của thức ăn công thức thương mại (được sử dụng làm đối chứng) khác với thành phần của đậu răng ngựa, là sản phẩm nông nghiệp chính có các thành phần không ổn định, do đó, thành phần của đậu răng ngựa ảnh hưởng đến kết cấu cơ vẫn chưa được biết.
5. Kết luận
Tóm lại, kết quả nghiên cứu này cho thấy việc bổ sung đậu răng ngựa trong khẩu phần ăn làm giảm đáng kể tốc độ tăng trưởng của cá rô phi, nhưng đồng thời cải thiện hàm lượng collagen và cấu trúc cơ của cá. Biểu hiện của nhiều gen liên quan đến xơ hóa đã thay đổi; đặc biệt, các gen liên quan đến xơ hóa (col1α1, comp, fibrosin và versican) được điều hòa tăng lên, trong khi gen chống xơ hóa decorin bị điều hòa giảm sau khi được cho ăn đậu răng ngựa. Do đó, việc cho ăn đậu răng ngựa tạo điều kiện tích luỹ collagen trong cơ cá rô phi, từ đó thúc đẩy xơ hóa cơ và cuối cùng làm thay đổi chất lượng kết cấu của cơ. Những phát hiện này cung cấp một góc nhìn nghiên cứu mới để cải thiện chất lượng cá. Tuy nhiên, các cơ chế phân tử chính xác làm cơ sở cho những thay đổi trong kết cấu cơ rất phức tạp. Cần có nhiều nghiên cứu hơn để kết hợp các công nghệ đa ô-míc và các mô hình nuôi cấy tế bào để xác định các gen điều hòa chính, từ đó sẽ góp phần vào việc thiết kế phân tử các chương trình nhân giống để tạo ra các dòng mới có chất lượng kết cấu cơ được cải thiện trong tương lai.
Theo Ning-xin Guo, Wen-bin Luo, Jin-hua Gao, Gazahegn-Wakjira Yadata, Xiao-li Yao, Zhi-chao Meng, Yan Zhao, Jin-liang Zhao
Nguồn: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666566225000760
Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hoá Bình Minh
Xem thêm:
- Đánh Giá Việc Bổ Sung Lecithin Đậu Nành Vào Cá Rô Phi Sông Nile Được Nuôi Ở Nhiệt Độ Không Tối Ưu
- Việc Bổ Sung Axit Fumaric Vào Khẩu Phần Ăn Ảnh Hưởng Như Thế Nào Đến Cá Rô Phi Con
- Hiệu Ứng Tích Lũy Và Điều Hòa Từ Hỗn Hợp Kim Loại Zn, Pb Và Cd Trong Tôm Nhiệt Đới Penaeus vannamei