脂肪和蛋白质水平对工业化养殖大西洋鲑的效应和机制研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 15次 | 上传用户:zddlcp05030613
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本研究采用生态营养学、生理学、分子生物学等方法,在中国东部工业化封闭循环海水养殖(RecirculationAquaculture systems,RAS)模式下,首次研究和探寻了脂肪和蛋白质水平对工业化养殖洄游型大西洋鲑的需求特点、生物学机制、肉质适宜性等效应和特征,为工业化养殖大西洋鲑生态营养调控和肉质改善型专用生态配合饲料研制提供科学依据。研究采用3×2双因素随机试验设计,即3脂肪水平:18%、21%、24%,分别以F18、F21、F24表示;2蛋白质水平:38%、48%,分别以P38、P48表示,共形成6个处理,每处理3个重复。选用初重650.0±45.50g大西洋鲑720尾,进行56天试验。探究饲料脂肪和蛋白质水平,对工业化养殖大西洋鲑生长性能、肌肉品质、水环境、消化酶、吸收酶、脂肪代谢酶、非特异性免疫、生长基因相对表达量等的效应和机制。研究结果如下:(1)研究证明,工业化封闭循环水养殖体重600-900g的大西洋鲑对脂肪营养需求量比国外网箱养殖有一定程度降低,饲料脂肪在约21%-24%即可满足其生长需要;48%蛋白水平可显著提高生长性能和饲料利用率,增重率比低蛋白提高44.99%(P<0.01)。中脂肪高蛋白(F21P48)或高脂肪高蛋白(F24P48)组合饲料的生长效应优异,其增重率比低脂肪低蛋白组分别提高125.86%、84.79%(P<0.01),饲料系数分别降低29.19%、30.00%(P<0.01)。低蛋白和中高脂肪水平,有利于降低试鱼水氨氮排放,改善工业化养殖水环境。(2)试验表明,在中国工业化封闭循环水养殖模式下,完全可以生产出富含EPA和DHA的高品质大西洋鲑鱼。脂肪因素对肌肉脂肪和蛋白含量作用不显著,而蛋白因素对其均有显著作用。高蛋白水平提高肌肉蛋白含量5.83%(P<0.01),低蛋白提高肌肉脂肪含量18.14%(P<0.01)。肌肉ω-3HUFA含量与脂肪水平呈正相关,中高脂肪组比低脂肪组分别提高4.65%(P>0.05)和15.74%(P<0.01);而在低蛋白组比高蛋白组极显著提高,低蛋白组分别提高EPA、DHA11.91%、10.02%(P<0.01)。肌肉风味型等氨基酸含量在高蛋白水平时显著提高,而脂肪水平对其影响不大。中高脂肪与低蛋白组合,既利于提高生长性能和改善水环境,又增加肌肉ω-3HUFA和主要氨基酸沉积,这为工业化养殖大西洋鲑肉质改善型专用生态配合饲料研制提供了重要依据。(3)试验研究揭示,中脂肪水平显著提高工业化养殖大西洋鲑胃、肠、肝脂肪酶活力,比低脂肪分别提高11.52%、14.63%、4.31%(P>0.05);高蛋白水平使肠胰蛋白酶、肝胰蛋白酶活力分别提高8.23%、8.33%(P<0.05),并发现大西洋鲑的肠胰、肝胰蛋白酶活力远高于胃蛋白酶活力。低脂肪、高蛋白水平显著提高肠道AKP酶活力,低脂肪比中、高脂肪分别提高肠AKP酶活力18.61%、31.70%(P<0.05、0.01),高蛋白比低蛋白提高13.69%(P<0.01)。中高脂肪水平显著改善血清SOD和MDA的活力,中脂肪组比低脂肪组分别提高10.32%(P<0.01)和降低4.49%(P>0.05);高蛋白水平有利于促进血清LZM、补体C3的活力,比低蛋白分别提高9.49%、5.93%(P<0.05)。初步揭示了饲粮脂肪和蛋白质水平与营养消化吸收、机体免疫抗病能力之间的关系特征,对工业化养殖大西洋鲑的营养调控具有重要价值和现实意义。其深层机制有待进一步研究。(4)试验初步查明,脂肪因素变化对肝脏脂肪分解代谢酶影响显著,而蛋白因素对其影响不显著;中脂肪水平更优,其肝脏HL、LPL和总酯酶活力比低脂肪分别提高21.57%、19.24%和20.39%(P<0.05)。然而,肌肉和肝脏的脂肪合成代谢及鱼体肥满度对蛋白质因素变化却更加敏感,而脂肪因素对其影响不显著;低蛋白水平更优,其肌肉和肝脏FAS含量、鱼体肥满度分别提高12.90%、21.05%、9.40%(P<0.01)。(5)研究初步查明,脂肪水平对IGF-I基因mRNA相对表达量影响极显著,对GH影响却不显著;中脂肪水平更有利于增加肌肉、肝脏中IGF-I基因mRNA的相对表达量,比高、低脂肪组分别提高118.49%、359.02%(P<0.01)、4.79%(P>0.05)、137.42%(P<0.01)。高蛋白水平促进肌肉GH、 IGF-I及肝脏IGF-ImRNA丰度极显著增加,比低蛋白分别提高400.42%、226.46%、453.55%(P<0.01);但GHR基因mRNA相对表达量,随脂肪和蛋白水平升高均有不同程度下降趋势。试验发现,两因素对生长相关基因表达影响效应中,存在GH和IGF-I与GHR相互制约或负相关的内在调控关系,以控制鱼类生长和生殖活动处于相对稳定和可控状态下。中脂肪高蛋白组合(P48F21),对大西洋鲑生长及GH/IGF轴基因mRNA相对表达量有明显促进效应,为工业化养殖大西洋鲑生长性能的营养调控和专用生态配合饲料研制,提供了分子营养学的重要依据。总之,本研究首次探寻了饲粮脂肪和蛋白质营养水平对工业化养殖洄游型大西洋鲑的需求特点、生物学机制、肉质适宜性等效应特征和规律。两因素对试鱼宏观和微观性能指标的不同效应规律及其多种正负关联特征表明,把握营养素水平的平衡与适度是至关重要的,可谓其营养调控技术之核心所在。本研究结果,为大西洋鲑在中国的工业化养殖可持续、生态营养调控、肉质改善型饲料研制等提供了重要而有价值的理论性、机理性、实践性依据,并对其专用生态配合饲料的成功研发奠定了优良基础。
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