趙 磊 龍曉文 吳旭干,2* 劉澤華 何 杰 成永旭,2
(1.上海海洋大學(xué),水產(chǎn)種質(zhì)資源發(fā)掘與利用教育部重點實驗室,上海201306;
2.上海海洋大學(xué),上海市教委水產(chǎn)動物遺傳育種協(xié)同創(chuàng)新中心,上海201306)
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育肥飼料中混合植物油替代魚油對中華絨螯蟹成體雄蟹性腺發(fā)育、脂質(zhì)代謝、抗氧化及免疫性能的影響
趙磊1龍曉文1吳旭干1,2*劉澤華1何杰1成永旭1,2
(1.上海海洋大學(xué),水產(chǎn)種質(zhì)資源發(fā)掘與利用教育部重點實驗室,上海201306;
2.上海海洋大學(xué),上海市教委水產(chǎn)動物遺傳育種協(xié)同創(chuàng)新中心,上海201306)
摘要:本試驗旨在研究混合植物油替代魚油對中華絨螯蟹成體雄蟹性腺發(fā)育、脂質(zhì)代謝、抗氧化及免疫性能的影響。采用混合植物油(豆油∶菜籽油=1∶1)替代不同水平(0、25%、50%、75%和100%)魚油,制成5種等氮等脂的育肥飼料(粗蛋白質(zhì)和粗脂肪含量分別為39.5%和14.0%),分別記為飼料1#、2#、3#、4#和5#,對5組成體雄蟹(每組4個重復(fù),每個重復(fù)25只)進行了為期60 d的室外池塘飼養(yǎng)試驗。結(jié)果顯示:1)混合植物油替代不同水平魚油對雄蟹性腺指數(shù)(GSI)及肝胰腺指數(shù)(HSI)均無顯著影響(P>0.05)。2)飼料4#組肝胰腺中甘油三酯(TG)含量最低,其余各組肝胰腺中TG及總膽固醇(TC)含量均無顯著差異(P>0.05);除游離膽固醇(FC)和高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)含量外,飼料2#組血清中其余各項脂質(zhì)代謝指標(biāo)均顯著高于其他組(P<0.05)。3)對于肝胰腺中的抗氧化指標(biāo),除超氧化物歧化酶(SOD)活力在各組間無顯著差異(P>0.05)外,飼料1#組的總抗氧化能力(T-AOC)、過氧化物酶(POD)活力和丙二醛(MDA)含量均顯著高于其他各組(P<0.05);對于肝胰腺中的免疫指標(biāo),堿性磷酸酶(ALP)和酸性磷酸酶(ACP)活力均以飼料1#組最高,而γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶(γ-GT)活力則以飼料4#組最高,飼料1#組次之,飼料2#組最低。4)飼料3#組血清中ALP活力最高,且顯著高于飼料1#和4#組(P<0.05),但血清中ACP活力在各組間無顯著差異(P>0.05);飼料2#組血清中血藍蛋白(Hc)含量、T-AOC和SOD活力顯著高于其他組(P<0.05),但該組血清中POD活力和MDA含量最低。綜上,育肥飼料中以豆油∶菜籽油=1∶1的混合植物油替代不同水平魚油對中華絨螯蟹成體雄蟹性腺發(fā)育無顯著影響,且適宜的替代水平對中華絨螯蟹成體雄蟹的脂質(zhì)代謝、抗氧化及免疫性能均無負面影響,其適宜的替代水平為25%~50%。
關(guān)鍵詞:魚油替代水平;中華絨螯蟹;性腺發(fā)育;脂質(zhì)代謝;抗氧化能力
魚油是水產(chǎn)飼料的重要原料之一,據(jù)統(tǒng)計,全球75%左右的魚油被用于水產(chǎn)飼料生產(chǎn)[1]。隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展,全球魚油資源已不能滿足水產(chǎn)飼料生產(chǎn)的需求,因此尋求合適的魚油替代源已勢在必行[2]。由于植物油具有來源廣泛、價格低廉和總產(chǎn)量大等優(yōu)點,因此成為了水產(chǎn)飼料中替代魚油的首選[3]。中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)(又稱河蟹)是我國主要的養(yǎng)殖蟹類之一,具有重要的營養(yǎng)價值,其獨特的香氣和營養(yǎng)價值與其含有較多的高不飽脂肪酸(HUFA)有關(guān)[4-5],因此,通常需要在中華絨螯蟹育肥飼料(性腺發(fā)育期的飼料)中添加較高含量的魚油[6-7]。但隨著魚油資源的緊缺和價格上漲,水產(chǎn)飼料中普遍開始采用植物油替代魚油[8-9]。目前,有關(guān)中華絨螯蟹飼料中的魚油替代的研究較少,且主要集中在生長階段[8,10],尚未見性腺發(fā)育階段的魚油替代研究。這個階段中中華絨螯蟹雌體和雄體性腺發(fā)育規(guī)律差異較大,營養(yǎng)需求也可能有所不同[11-12]。此外,研究表明,中華絨螯蟹育肥飼料中HUFA組成和含量可能對其雌體卵巢發(fā)育造成一定的影響[7,13],并且至今尚未見任何關(guān)于中華絨螯蟹雄體育肥飼料中魚油替代和HUFA需求的研究報道,因此探討育肥飼料中合適的魚油替代水平具有重要的現(xiàn)實意義。同時,考慮到不同植物油的脂肪酸組成有所不同,因此不同植物油混合使用可能起到平衡脂肪酸的作用,有利于提高替代效果[14-15],而豆油和菜籽油是目前水產(chǎn)飼料中最常用的2種植物油,其脂肪酸和維生素組成具有一定的互補性,因此采用兩者混合使用具有一定的優(yōu)勢[16-17]。鑒于此,本文采用混合植物油(豆油∶菜籽油=1∶1)替代魚油,較系統(tǒng)研究實用配合飼料中替代不同水平(0、25%、50%、75%和100%)魚油對成體雄蟹性腺發(fā)育、脂質(zhì)代謝及抗氧化能力的影響,以期為中華絨螯蟹育肥飼料配制、育肥養(yǎng)殖和魚油替代源的開發(fā)等提供一定的理論依據(jù)和實踐參考。
1材料與方法
1.1試驗飼料
試驗飼料以豆粕、菜籽粕和魚粉作為主要蛋白質(zhì)源,采用混合植物油(豆油∶菜籽油=1∶1)替代不同水平的魚油,按表1配方配制5種試驗飼料,試驗飼料中魚油的替代水平分別為0、25%、50%、75%和100%。配制飼料前,所有飼料原料均粉碎后過60目篩,直徑250 μm左右,按照飼料配方用牧羊SLHS2.0A單軸混合機混合后再用SLHSJ1.0A雙軸混合機進行二次混合,充分混合后用恒潤HR118*2雙螺桿膨化機制成沉性膨化飼料,粒徑4.5~5.0 mm,長約10.0 mm,植物油和魚油按比例混合后采用真空噴涂方式添加。所有試驗飼料冷卻包裝后于-20 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>
表1 試驗飼料組成(風(fēng)干基礎(chǔ))
續(xù)表1項目Items飼料Diets1#2#3#4#5#卵磷脂Lecithin2.002.002.002.002.00食鹽NaCl0.200.200.200.200.20合計Total100.00100.00100.00100.00100.00
1)維生素預(yù)混料為每千克飼料提供The vitamin premix provided the following per kg of diets:VA 62 500 IU,VD315 000 IU,VE 1.05 g,VK335.4 mg,VB1100 mg,VB2150 mg,VB6150 mg,VB120.2 mg,VC 700 mg,生物素 biotin 4 mg,D-泛酸鈣D-calcium pantothenate 250 mg,葉酸 folic acid 25 mg,煙酰胺 nicotinamide 300 mg。
2)礦物質(zhì)預(yù)混料為每千克飼料提供The mineral premix provided the following per kg of diets:FeSO4·H2O 200 mg,CuSO4·5H2O 96 mg,ZnSO4·H2O 360 mg,MnSO4·H2O 120 mg,MgSO4·H2O 240 mg,KH2PO44.2 g,NaH2PO40.5 g,KI 5.4 mg,CoCl2·6H2O 2.1 mg,Na2SeO33 mg。
按照AOAC(1995)[18]的標(biāo)準(zhǔn)方法測定飼料水分(105 ℃烘干法)、粗蛋白質(zhì)(凱氏定氮法)和粗灰分(550 ℃灼燒法)含量;按照Folch等[19]的方法,采用氯仿∶甲醇(V/V=2∶1)提取總脂并測定其含量。脂肪酸組成測定參考吳旭干等[20]的方法,采用14%的三氟化硼-甲醇對總脂進行甲脂化,使用美國Thermo TRACE GC ULTRA氣相色譜儀進行測定。色譜柱為Agilent SP-2560毛細管柱(100 m×0.25 mm;0.2 μm),50 ℃/min由70 ℃升至140 ℃,保持1 min,4 ℃/min升到180 ℃,保持1 min,最后3 ℃/min升至225 ℃,保持30 min。試驗飼料常規(guī)營養(yǎng)成分含量及脂肪酸組成見表2。
表2 試驗飼料常規(guī)營養(yǎng)成分含量及脂肪酸組成(風(fēng)干基礎(chǔ))
續(xù)表2項目Items飼料Diets1#2#3#4#5#C18∶3n-32.422.683.444.205.22C20∶4n-60.800.750.520.330.19C20∶5n-36.265.804.252.901.56C22∶6n-39.929.396.624.372.15PUFA39.7638.6839.7941.5642.78n-3PUFA18.6617.8714.3211.478.96n-6PUFA21.1120.8125.4830.0933.81HUFA17.0315.9411.397.603.87n-3/n-6PUFA0.880.860.560.380.27
表中含量低于0.4%的脂肪酸未列出。SFA:飽和脂肪酸;MUFA:單不飽和脂肪酸;PUFA:多不飽和脂肪酸;HUFA:高不飽和脂肪酸。
Contents were less than 0.4% of the fatty acids were not listed in the table. SFA: saturated fatty acids; MUFA: monounsaturated fatty acids; PUFA: polyunsaturated fatty acids; HUFA: highly unsaturated fatty acids.
1.2試驗蟹的養(yǎng)殖管理
試驗用蟹采自上海海洋大學(xué)崇明基地養(yǎng)殖池塘,均為生殖蛻殼后的雄蟹,體重135~165 g,從中挑選600只附肢健全、體無外傷、活力較好的個體用于試驗。為了使研究結(jié)果更加接近于生產(chǎn)實際,育肥養(yǎng)殖試驗在室外小型試驗土池(長×寬×深=7.8 m×7.8 m×0.7 m)中進行,土池四周設(shè)置雙層防逃塑料板,試驗前采用漂白粉對試驗土池進行消毒。試驗土池水深70 cm左右,周圍適量種植水稻和培植水花生。每個飼料組設(shè)4個重復(fù)(池塘),每個池塘隨機放入25只雄蟹,經(jīng)3~5 d暫養(yǎng)后于2014年9月25日進行正式試驗。
試驗期間每日18:00左右進行投喂,平均水溫高于20 ℃時按總體重的2%~3%投喂,當(dāng)水溫為15~20 ℃則按照總體重的1.5%左右投喂。投喂方式為全池均勻潑灑,投喂后2~3 h檢查食臺殘餌情況,并于次日09:00左右檢查池塘四周殘餌和試驗蟹死亡情況。養(yǎng)殖過程中,每隔3 d測定1次水質(zhì)指標(biāo),根據(jù)水質(zhì)指標(biāo)每2周左右適當(dāng)換水或加水,養(yǎng)殖期間溫度在11.5~27.2 ℃范圍內(nèi),水質(zhì)指標(biāo)如下:pH 7.0~9.0,平均溶氧濃度>4 mg/L,氨氮濃度<0.5 mg/L,亞硝酸鹽濃度<0.15 mg/L,均在中華絨螯蟹養(yǎng)殖的安全水質(zhì)指標(biāo)范圍內(nèi),養(yǎng)殖試驗共進行60 d。
1.3樣品采集
正式試驗30 d后停食1 d,從每個池塘中隨機取2只雄蟹,每個飼料組共8只。用吸水紙擦干體表水分并用電子天平稱重(精確度=0.01 g);將雄蟹放在冰上麻醉后,用1.0 mL無菌注射器從第3支步足基部抽取2.0 mL血淋巴樣品分裝于2個1.5 mL離心管中,于-40 ℃保存;沿蟹殼側(cè)面將蟹殼與軀體分離,然后直接解剖取出肝胰腺和性腺,準(zhǔn)確稱重后分別計算肝胰腺指數(shù)(hepatosomatic index,HSI)和性腺指數(shù)(gonadosomatic index,GSI)。肝胰腺和性腺樣品稱重后于-40 ℃中保存?zhèn)溆谩?/p>
HSI(%)=100×肝胰腺重/體重;
GSI(%)=100×精巢重/體重。
1.4樣品制備和脂質(zhì)代謝指標(biāo)測定
稱取0.2 g左右的肝胰腺,加入1 mL(m∶V=1∶5)預(yù)冷的生理鹽水后用微型勻漿器勻漿30 s后,取部分勻漿液直接測定脂肪酶(lipase,LPS)、脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)和肝脂酶(hepaticlipase,HL)活力,剩余部分立即在4 ℃,12 000 r/min條件下離心20 min,取中間清液再次離心后取中間清液用于后續(xù)抗氧化和免疫指標(biāo)的分析。稱取0.1 g左右的肝胰腺,參照Folch等[19]的方法提取總脂,所得總脂用甲醇定容至2 mL,用于測定總膽固醇(total cholesterol,TC)和甘油三酯(triglyceride,TG)含量。血淋巴解凍后用微型勻漿器勻漿30 s后,在4 ℃,12 000 r/min條件下離心20 min,取出上清液(血清)待測。
使用邁瑞全自動生化分析儀及其配套試劑盒測定血清和肝胰腺中TC、TG及血清中高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein,HDL-C)和低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein,LDL-C)含量;采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的試劑盒測定肝胰腺中LPL和HL活力;采用蘇州科銘生物科技有限公司生產(chǎn)的試劑盒測定血清中游離膽固醇(free cholesterol,FC)含量以及肝胰腺中蘋果酸脫氫酶(malate dehydrogenase, MDH)和LPS活力。血清中膽固醇酯(cholesteryl ester,CE)含量為TC含量與FC含量的差值。
1.5抗氧化指標(biāo)測定
利用先前制備的肝胰腺和血清樣品,采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的試劑盒測定超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過氧化物酶(peroxidase,POD)、過氧化氫酶(catalase,CAT)和酸性磷酸酶(acid phosphatase,ACP)活力,丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量及總抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC);使用邁瑞全自動生化分析儀及其配套試劑盒測定堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活力。采用蘇州科銘生物科技有限公司生產(chǎn)的試劑盒測定肝胰腺中γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶(γ-glutamyl transpeptidase,γ-GT)活力;參考Nickerson等[21]的方法測定血清中血藍蛋白(hemocyanin,Hc)含量,即用Tris-Ca緩沖液(50 mmol/L Tris-HCl+10 mmol/L CaCl2, pH=8.0)將血清稀釋70倍后,在335 nm波長下比色測定吸光度(OD)值。
Hc含量(mg/mL)=3.717×OD335 nm×稀釋倍數(shù)。
1.6數(shù)據(jù)分析及統(tǒng)計
采用SPSS 16.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,所有數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。采用Levene法對所有數(shù)據(jù)進行方差齊性檢驗,當(dāng)不滿足齊性方差時對百分比數(shù)據(jù)進行反正弦或平方根處理。采用ANOVA對試驗結(jié)果進行方差分析,采用Duncan氏法進行多重比較,取P<0.05為差異顯著。
2結(jié)果與分析
2.1混合植物油替代魚油對成體雄蟹性腺發(fā)育的影響
由表3可知,經(jīng)過30 d育肥后,各組HSI在7.14%~7.97%之間,其中以飼料3#組最高(7.97%),飼料1#組最低(7.14%),但各組間差異不顯著(P>0.05);混合植物油替代魚油對雄蟹性腺發(fā)育具有一定的影響,GSI在2.16%~2.44%之間,以飼料5#組最高,飼料3#組最低,但各組間均無顯著差異(P>0.05)。育肥60 d后,各組GSI和HSI也無顯著差異(P>0.05),各組變化規(guī)律與30 d時相似;隨著育肥時間的延長,各組HSI略有下降,GSI明顯上升。
表3 混合植物油替代魚油對成體雄蟹肝胰腺指數(shù)和性腺指數(shù)的影響
同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)無字母或相同字母表示差異不顯著(P>0.05),不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下表同。
Values in the same row with no or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.
2.2混合植物油替代魚油對成體雄蟹脂質(zhì)代謝的影響
各組成體雄蟹肝胰腺脂質(zhì)代謝指標(biāo)見表4。飼料4#組TG含量顯著低于其他組(P<0.05),其余4組間差異不顯著(P>0.05);各組TC含量無顯著差異(P>0.05)。就脂質(zhì)代謝相關(guān)酶活力而言,飼料1#組MDH活力顯著高于飼料2#和3#組(P<0.05),其中飼料2#組MDH活力最低;飼料2#組LPS活力顯著低于其他組(P<0.05),其余4組隨著魚油替代水平的上升而提高,并在飼料5#組出現(xiàn)了最高值;飼料2#組LPL和HL活力最低,均顯著低于飼料4#和5#組(P<0.05),以飼料4#組的LPL和HL活力最高。
表4 混合植物油替代魚油對成體雄蟹肝胰腺脂質(zhì)代謝指標(biāo)的影響
各組成體雄蟹血清脂質(zhì)代謝指標(biāo)見表5。飼料2#組TG、TC和CE含量顯著高于其他4組(P<0.05),其他4組間差異不顯著(P>0.05);飼料2#組CE含量顯著高于飼料3#組(P<0.05),其他組間差異不顯著(P>0.05);飼料1#組FC含量最低,顯著低于飼料2#、3#組(P<0.05),與飼料4#、5#組差異不顯著(P>0.05);飼料2#組LDL-C含量顯著高于飼料1#、3#和4#組(P<0.05);飼料5#組HDL-C含量最低,飼料1#組次之,其余3組相對較高,均為0.31 mmol/L。
表5 混合植物油替代魚油對成體雄蟹血清脂質(zhì)代謝指標(biāo)的影響
2.3混合植物油替代魚油對成體雄蟹抗氧化及免疫性能的影響
各組成體雄蟹肝胰腺抗氧化及免疫指標(biāo)見表6。各組雄蟹SOD活力無顯著差異(P>0.05);飼料1#組T-AOC和MDA含量均顯著高于其他4組(P<0.05),其他4組之間無顯著差異(P>0.05);飼料1#、4#組POD、ACP活力顯著高于其他3組(P<0.05),其他組間無顯著差異(P>0.05);飼料1#組ALP活力與飼料5#組差異不顯著(P>0.05),但顯著高于其余3組(P<0.05);飼料4#組γ-GT活力顯著高于其他組(P<0.05),以飼料2#組γ-GT活力最低。
表6 混合植物油替代魚油對成體雄蟹肝胰腺抗氧化及免疫指標(biāo)的影響
各組成體雄蟹血清抗氧化及免疫指標(biāo)見表7。飼料2#組SOD活力顯著高于其他組(P<0.05);飼料2#組Hc含量顯著高于其他組(P<0.05),且其他各組之間的差異不顯著(P>0.05);飼料2#組T-AOC顯著高于飼料1#、4#和5#組(P<0.05);飼料3#組CAT活力最低,飼料2#組次之,其余3組間無顯著差異(P>0.05);飼料1#組POD活力和MDA含量顯著高于其他組(P<0.05),飼料2#組的這2個指標(biāo)在數(shù)值上最低;各組ALP和ACP活力差異不大,僅飼料3#組ALP活力顯著高于飼料1#和4#組(P<0.05)。
表7 混合植物油替代魚油對成體雄蟹血清抗氧化及免疫指標(biāo)的影響
3討論
3.1混合植物油替代魚油對成體雄蟹性腺發(fā)育的影響
本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),實用配合飼料中混合植物油替代不同水平魚油并不會造成雄蟹性腺指數(shù)的顯著變化,這與在雌蟹上的相關(guān)研究結(jié)果有所不同,在雌蟹上的研究結(jié)果表明育肥飼料中缺乏HUFA會降低雌蟹的卵巢指數(shù)和生殖性能[4,7,13,22-23],但本研究中不同HUFA含量的飼料并未影響雄蟹的性腺發(fā)育。分析原因,可能是由于雌、雄個體性腺發(fā)育期間對脂肪酸營養(yǎng)需求不同造成的。因為盡管雄體性腺中的HUFA在總脂肪酸中的相對含量較高,但與卵巢相比,精巢的總脂含量及性腺指數(shù)遠遠偏低,故精巢中的HUFA絕對含量遠低于卵巢,推斷雄蟹性腺發(fā)育期間對于飼料中HUFA的需求低于雌蟹[7,24]。此外,本試驗飼料采用魚粉、蝦粉和烏賊粉為主要蛋白質(zhì)源,這些原料中含有一定量的HUFA,因此,各試驗飼料中因存在相當(dāng)含量的HUFA,即使最高替代水平下試驗飼料中的HUFA含量也能夠滿足雄蟹的需求,因而對雄蟹的性腺發(fā)育無顯著影響。
劉立鶴等[23]以不同脂肪源飼料飼喂雌蟹后發(fā)現(xiàn),高n-3 HUFA[二十碳五烯酸(EPA)+二十二碳六烯酸(DHA)]含量(魚油、磷脂和雜魚)組卵巢指數(shù)顯著高于花生油和豬油組,這是因為EPA和DHA是甲殼動物卵巢正常發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ),卵巢中EPA和DHA含量及比例直接影響部分甲殼動物的產(chǎn)卵量、受精率和孵化率[6]。因此,飼料中HUFA含量不同必然會導(dǎo)致雌蟹性腺發(fā)育的差異。但與雌蟹不同,雄蟹的性腺發(fā)育主要受睪酮和前列腺素調(diào)控[25],對飼料中的HUFA的需求可能相對較低,且HUFA對雌、雄蟹性腺發(fā)育的影響機制有所不同。研究表明中華絨螯蟹可能具有一定的將亞油酸(LOA)轉(zhuǎn)化成花生四烯酸(ARA)的能力[24],而ARA作為前列腺素E2(PEG2)的前體物質(zhì),可間接刺激睪酮的生成[26],血淋巴中的睪酮水平則與雄蟹的GSI呈正相關(guān)[27]。此外,有研究報道,飼料中高含量的DHA會降低動物睪丸(或精巢)中類固醇的生成量以及血清中的雌二醇與睪酮的水平[25],并認為可能的機制是通過n-3 PUFA含量影響睪丸(或精巢)中類固醇的生成。因此,飼料中混合植物油替代不同水平魚油造成的HUFA含量差異對雌、雄蟹的性腺發(fā)育影響機理有所不同,其影響機理有待進一步研究。
3.2混合植物油替代魚油對成體雄蟹脂質(zhì)代謝的影響
肝胰腺是甲殼動物營養(yǎng)物質(zhì)主要的消化吸收和代謝儲存器官,在其生長蛻殼、免疫抗病和性腺發(fā)育過程中起著重要作用[28-29],HSI和肝胰腺中的甘油三酯含量是甲殼動物脂類營養(yǎng)狀況的重要指標(biāo)。本研究發(fā)現(xiàn),試驗第30天和第60天時全魚油組(飼料1#組)和全混合植物油組(飼料5#組)HSI相對較低,50%替代組(飼料3#組)的HSI相對較高,這說明育肥飼料中合適的魚油替代水平(50%)有利于雄蟹肝胰腺中營養(yǎng)物質(zhì)的積累,從而提高HSI,而HSI的升高可能與其積累了較多的TG有關(guān)[22]。本研究中75%替代組(飼料4#組)雄蟹肝胰腺中TG含量最低,其他各組間差異不大,說明育肥飼料中混合植物油替代75%的魚油后不利于肝胰腺中TG的積累,這可能是由于大量的魚油被替代后改變了飼料中脂肪酸的平衡,從而影響了脂質(zhì)的吸收和沉積。本試驗所得結(jié)果與在顆粒新厚蟹(Chasmagnathusgranulata)[30]和黃道蟹(Cancerpagurus)[31]上的研究的所得結(jié)果類似。也有研究表明,飼料中過量混合植物油替代魚油容易造成大菱鲆(Scophthalmusmaximus)幼魚肝胰臟中脂肪酸合成酶(FAS)基因表達上升,氧化基因肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶1(CPT1)表達降低,故其肝胰臟和肌肉中的總脂含量上升[32]。出現(xiàn)上述結(jié)果差異的原因這可能是由于魚類和甲殼動物的脂質(zhì)代謝差異造成的。MDH與脂類物質(zhì)的合成密切相關(guān)[33],本研究中25%替代組(飼料3#組)和50%替代組肝胰腺中MDH活力顯著低于全魚油組,說明飼料中n-6 PUFA抑制了MDH的活力,暗示飼料中脂肪酸組成影響肝胰臟中MDH的活力[34]。本研究中25%替代組肝胰腺中LPS活力顯著低于全魚油組,而其他組均顯著高于全魚油組和25%替代組,這與郭占林等[35]對紅螯光殼螯蝦(Cheraxquadricarinatus)的研究結(jié)果相似,推測肝胰腺中LPS活力與飼料中脂肪酸組成有關(guān),但飼料中脂肪酸組成與LPS活力的關(guān)系還有待進一步研究。
LPL通過催化水解脂蛋白釋放出游離脂肪酸供機體貯存或氧化供能,在脂質(zhì)代謝調(diào)控中起關(guān)鍵作用[36]。本研究中,高水平(75%和100%)替代組雄蟹肝胰腺中LPL和HL活力顯著高于其他組,這與王煜恒等[37]對異育銀鯽(Carassiusauratusgibelio)的研究結(jié)果基本相似,但與潘瑜等[38]研究得出的鯉魚肝胰臟中LPL活力隨飼料中魚油替代量的上升而顯著下降的結(jié)論有差異,這可能是由于飼料中適宜含量的HUFA可以促進LPL基因的表達,因此肝胰臟中LPL活力增加[33,39]。肝胰腺中LPL活力降低,可以減少脂肪酸氧化供能,從而有利于脂類沉積[38],因此,飼料1#、2#、3#組雄蟹肝胰腺中的TG含量相對較高。
甲殼動物血淋巴中的脂質(zhì)代謝指標(biāo)在一定程度上可以反映機體的脂質(zhì)代謝情況[40]。本研究發(fā)現(xiàn),以混合植物油替代25%的魚油時,雄蟹血清中TG含量顯著高于其他組,說明該替代水平有利于雄蟹對TG的吸收。而膽固醇作為甲殼動物重要的激素前體和細胞膜組成物質(zhì)[41],主要以CE的形式儲存在于體內(nèi),其含量的高低可以反映脂類的吸收和肝臟脂質(zhì)代謝狀況[41-42]。但由于蝦蟹類缺乏膽固醇合成能力,其體內(nèi)所需膽固醇需要從飼料中得到補充,并通過脂蛋白將外源飼料中的膽固醇經(jīng)血淋巴運輸?shù)狡渌M織中[42-43]。本研究中,25%替代組血清中TC和CE含量高于其他組,同時該組TC的轉(zhuǎn)運形式——HDL-C和LDL-C的含量也較高,這說明飼料中混合植物油替代25%的魚油有利于雄蟹對膽固醇的吸收、運輸和利用。
3.3混合植物油替代魚油對成體雄蟹抗氧化及免疫性能的影響
SOD是清除機體內(nèi)氧自由基的重要酶,在機體的抗氧化和免疫調(diào)控中起著重要作用[44]。本研究中,混合植物油替代25%魚油后顯著提高了成體雄蟹血清中SOD活力,而替代50%~75%魚油后顯著降低了血清中SOD活力,這與對中華絨螯蟹生長階段的相關(guān)研究結(jié)果[8,45]基本一致。T-AOC是機體抗氧化能力的綜合體現(xiàn),本試驗中混合植物油替代不同水平魚油降低了肝胰腺中T-AOC,但卻提高了血清中T-AOC,這可能是由于全魚油飼料導(dǎo)致肝胰腺中HUFA含量升高,因而肝胰腺中需要較高的T-AOC來維持正常生理功能[46]。此外,全魚油組雄蟹肝胰腺和血清中POD、CAT活力顯著高于其他組,這可能是由于過多的HUFA攝入導(dǎo)致機體內(nèi)過氧化物含量升高,機體適應(yīng)性地提高了POD和CAT等抗氧化酶的活力來降低過氧化物對機體的危害[47-48]。MDA是脂質(zhì)過氧化的主要產(chǎn)物之一[49]。本試驗中,隨著飼料中魚油含量的降低,雄蟹肝胰腺和血清中MDA含量也呈下降趨勢,這與陳彥良等[8]在幼蟹上的研究結(jié)果類似,這說明飼料過高含量的魚油(HUFA)可能使成蟹處于氧化脅迫狀態(tài),故MDA含量和抗氧化酶活力較高。
甲殼動物的Hc具有運輸氧氣和免疫防御等重要生理功能,主要存在于血淋巴中,約占血淋巴總蛋白的90%以上[50-51]。本研究中混合植物油適量替代魚油后提高了雄蟹血清中Hc的含量,推測其可能原因是魚油與植物油合理搭配促進了Hc的合成[45],這暗示飼料中魚油與植物油合理搭配比單一魚油或植物油更有利于中華絨螯蟹的氧氣運輸,進而提高免疫力。ALP和ACP是2種重要的非特異性磷酸水解酶,能催化磷酸單酯的水解及磷酸基團的轉(zhuǎn)移反應(yīng),對機體的免疫防御具有重要作用[52]。本研究中,肝胰腺中ALP和ACP活力受飼料中魚油替代水平的影響較大,而血清中ALP和ACP活力受到的影響則較小。其可能原因如下:肝胰腺是中華絨螯蟹脂類代謝中心,脂類含量較高,通常受飼料中脂類成分影響較大,因此其ALP和ACP活力的變化也較大;血清中脂類含量較低,主要是進行脂類運輸,脂類成分受到的影響相對較小,故其ALP和ACP活力相對穩(wěn)定。本研究結(jié)果也表明,飼料中魚油與豆油和菜籽油適當(dāng)搭配可提高肝胰腺中的ALP和ACP活力,推測飼料中適宜的脂肪酸組成可提高水產(chǎn)動物的免疫性能[53]。γ-GT是一種質(zhì)膜結(jié)合黏蛋白,為γ-谷氨酰循環(huán)中的關(guān)鍵酶,其活力的高低被認為是反映肝功能是否正常的主要指標(biāo)之一[54-55]。本研究中25%替代組肝胰腺中γ-GT活力最低,這暗示該組雄蟹肝細胞受到氧化應(yīng)激和損傷較小。整體上,育肥飼料中混合植物油替代適宜水平的魚油可以提高雄蟹肝胰腺和血清的抗氧化及免疫性能,降低脂類氧化產(chǎn)物含量,減少氧化損傷。
4結(jié)論
① 育肥飼料中采用豆油∶菜籽油=1∶1的混合植物油替代魚油對成體雄蟹的性腺發(fā)育無顯著影響,且混合植物油合理替代魚油有利于中華絨螯蟹成體雄蟹肝胰腺脂質(zhì)的吸收、轉(zhuǎn)運和積累,提高機體的抗氧化和免疫性能,減少氧化損傷。
② 綜合考慮性腺發(fā)育、脂質(zhì)代謝、抗氧化和免疫性能等,中華絨螯蟹成體雄蟹育肥飼料中可采用豆油∶籽油=1∶1的混合植物油替代25%~50%的魚油。
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(責(zé)任編輯菅景穎)
Effects of Fish Oil Replacement by Blending Vegetable Oils in Fattening Diets on Gonadal Development, Lipid Metabolism,Antioxidant and Immune Capacities of Adult Male Chinese Mitten Crab (Eriocheirsinensis)
ZHAO Lei1LONG Xiaowen1WU Xugan1,2*LIU Zehua1HE Jie1CHENG Yongxu1,2
(1. Key Laboratory of Exploration and Utilization of Aquatic Genetic Resources, Ministry of Education,Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China; 2. Collaborative Innovation Center of Aquatic Animal Breeding Center Certificated by Shanghai Municipal Education Commission,Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)
Abstract:In order to investigate the effects of fish oil replacement by blending vegetable oils on gonadal development, lipid metabolism, antioxidant and immune capacities of adult male Chinese mitten crab (Eriocheir sinensis), five isonitrogenous and isolipidic fattening diets with 39.5% crude protein and 14.0%crude lipid were formulated to replace 0, 25%, 50%, 75% and 100% of fish oil (named diets 1#, 2#, 3#, 4# and 5#, respectively) with blending vegetable oils (soybean oil∶rapeseed oil=1∶1). Therefore, there were five groups in this study and each group had four replicates (each replicate with 25 crabs) for the culture of male crabs. The experiment lasted for 60 days in outdoor pond. The results showed as the follows: 1) different levels of fish oil replacement by blending vegetable oils had no significant effects on gonadosomatic index (GSI) and hepatosomatic index (HSI) of male E. sinensis (P>0.05). 2) The lowest content of triglyceride (TG) in hepatopancreas was detected in diet 1# group, while there were no significant differences in the contents of hepatopancreas TG and total cholesterol (TC) among the other groups (P>0.05). Except for the contents of free cholesterol (FC) and high density lipoprotein cholesterol (HDL-C), the serum lipid metabolism indices in diet 2# group were significantly higher than those in other groups (P<0.05). 3) For the antioxidant indices in the hepatopancreas, the total antioxidant capacity (T-AOC), peroxidase (POD) activity and malondialdehyde (MDA) content in diet 1# group were significantly higher than those in other groups (P<0.05), but no significant difference was found for the superoxide dismutase (SOD) activity among the five groups (P>0.05). For the immune indices in the hepatopancreas, the highest activities of alkaline phosphatase (ALP) and acid phosphatase (ACP) were found in diet 1# group; diet 4# group had the highest activity of γ-glutamyl transpeptidase (γ-GT), diet 1# group took second place, and diet 2# group was the worst. 4) The highest ALP activity in the serum was detected in diet 3# group, and significantly higher than that in diet 1# and 4# groups (P<0.05), but no significant difference was found for the serum ACP activity among the five groups (P>0.05). The serum hemocyanin (Hc) content, T-AOC and SOD activity in diet 2# group were significantly higher than those in other groups (P<0.05), while the lowest serum POD activity and MDA content were found in diet 2# group. In conclusion, fish oil replacement by blending vegetable oils (soybean∶rapeseed oil=1∶1) in fattening diets have no significant effect on male gonadal development, and the appropriate replacement levels would have no negative effects on lipid metabolism, antioxidant and immune capacities of adult male E. sinensis. Therefore, the appropriate replacement levels of fish oil are 25% to 50% for fattening diets of adult male E. sinensis.[Chinese Journal of Animal Nutrition, 2016, 28(2):455-467]
Key words:fish oil replacement level; Chinese mitten crab (Eriocheir sinensis); gonadal development; lipid metabolism; antioxidant capacity
*Corresponding author, associate professor, E-mail: xgwu@shou.edu.cn
中圖分類號:S963
文獻標(biāo)識碼:A
文章編號:1006-267X(2016)02-0455-13
作者簡介:趙磊(1990—),男,河北張家口人,碩士研究生,從事水產(chǎn)動物營養(yǎng)與生理研究。E-mail: 1229570949@qq.com*通信作者:吳旭干,副教授,碩士生導(dǎo)師,E-mail: xgwu@shou.edu.cn
基金項目:上海市科學(xué)技術(shù)委員會科研項目(13320502100);科技部港澳臺科技合作專項項目(2014DFT30270);上海高校水產(chǎn)學(xué)一流學(xué)科建設(shè)項目(2012-62-0908)
收稿日期:2015-08-13
doi:10.3969/j.issn.1006-267x.2016.02.019