楊 程,高權(quán)新,張晨捷,彭士明,施兆鴻
(1.中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所,農(nóng)業(yè)部東海漁業(yè)資源開發(fā)利用重點實驗室,上海 200090;2.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院,上海 201306)
銀鯧(Pampus argenteus)是我國沿海重要的經(jīng)濟魚類之一,隸屬于鱸形目(Perciformes),鯧科(Stromateidae),鯧屬[1],主要分布在東海北部和黃海南部[2],其肉質(zhì)鮮美,口味獨特,深受人們的喜愛。市場上的銀鯧主要源于海洋捕撈,但由于過度捕撈導(dǎo)致銀鯧資源量減少,不能滿足消費需求,所以近年來眾多國內(nèi)外學(xué)者積極開展了銀鯧人工繁育研究,并取得了一系列的成果[3-8]。在水產(chǎn)飼料行業(yè)中,魚粉是水產(chǎn)飼料中最常見的蛋白源,但由于水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,導(dǎo)致魚粉產(chǎn)量供不應(yīng)求。南極磷蝦是世界海洋生物儲備量最大的生物之一,生物量大約為(6.5~10)×108t,因其蛋白質(zhì)含量豐富,且脂肪含量適度,被認為是一種理想的優(yōu)質(zhì)動物蛋白原料。截至目前,在水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域,南極磷蝦粉已被嘗試用于替代魚粉,如研究發(fā)現(xiàn),飼料中添加適量南極磷蝦粉能夠促進大菱鲆 (Scophthatmus maximus)[10]和 俄 羅 斯 鱘 (Acipenser gueldenstaedtii)[11]的生長性能,并且能夠促進半滑舌鰨 (Cynoglossus semilaevis)[12]雄性親魚的繁殖性能和抗氧化能力。
銀鯧是國內(nèi)新興的養(yǎng)殖品種,其飼料的制備亟需優(yōu)良的蛋白源,但目前尚未見南極磷蝦粉應(yīng)用于鯧屬魚類養(yǎng)殖的研究報道。所以本研究通過在飼料中添加不同比例的南極磷蝦粉,分析其對銀鯧幼魚生長性能、非特異性免疫以及抗氧化能力的影響,旨在為銀鯧高效人工配合飼料的研制提供數(shù)據(jù)支持和理論指導(dǎo)。
以白魚粉、去皮豆粕、小麥面筋粉作為蛋白源,魚油作為脂肪源,南極磷蝦粉分別替代飼料中魚粉0%、10%、20%和40%,配制等氮等脂的4組配合飼料。各組飼料配方及飼料一般營養(yǎng)成分見表1。
表1 實驗飼料組成Tab.1 Experimental feed composition
本實驗在福建福鼎東海水產(chǎn)研究所水產(chǎn)養(yǎng)殖基地進行,實驗所用銀鯧幼魚為人工培育獲得的種苗。根據(jù)1.1中南極磷蝦粉的替代水平將實驗設(shè)4個飼料組(其中0%添加為對照組),每組3平行,將同一批的大小均一、體格健壯的銀鯧隨機分配于12個水池中(直徑4 m、深度1.6 m)飼養(yǎng),每個水池中放養(yǎng)平均初始體質(zhì)量為(12.93±0.48)g的試驗魚500尾。實驗期間每天均飽食投喂兩次(8∶00和16∶00),投喂量隨攝食情況加以調(diào)整,每天換水量在30% ~50%,水溫25~32℃,鹽度25~30,溶氧含量保持在7 mg·L-1以上,養(yǎng)殖期間水體理化指標(biāo)保持相對穩(wěn)定,飼養(yǎng)周期60 d(2017年10—12月)。
分別在實驗開始和結(jié)束時稱魚體質(zhì)量,期間記錄投料量,用來計算相關(guān)生長數(shù)據(jù)和飼料利用情況。實驗結(jié)束后,禁食24 h,稱重每池魚的總重,然后從每個水池中隨機挑選3尾鱗片完整、活力良好的銀鯧,冷休克法麻醉稱量體質(zhì)量、叉長。無菌注射器自尾靜脈取血,采血后,將血液4℃靜置24 h后,2 500 r·min-1離心10 min取血清,在碎冰上解剖取兩側(cè)肌肉、肝和腎組織,-80℃保存待測[12]。
增重率(weight gain rate,WGR,%)=100×[終末體質(zhì)量(g)-初始體質(zhì)量(g)]/初始體質(zhì)量(g)
特定生長率(specific growth rate,SGR,% ·d-1)=100×[Ln終末體質(zhì)量(g)-Ln初始體質(zhì)量(g)]/實驗天數(shù)(d)
飼料系數(shù)(feed conversion ratio,F(xiàn)CR,%)=100×飼料消耗量(g)/魚體質(zhì)量增加量(g)
成活率(survival rate,SR,%)=100×終末尾數(shù)/初始尾數(shù)
血清、肝臟、肌肉和腎臟堿性磷酸酶(AKP)、酸性磷酸酶(ACP)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、溶菌酶(LZM)采用南京建成生物公司試劑盒進行測定,按照試劑盒說明書進行操作。
表2為南極磷蝦粉替代魚粉對銀鯧幼魚生長性能的影響。由表2可以看出,飼料中添加南極磷蝦粉可明顯提高銀鯧的生長性能,銀鯧增重率與特定生長率均顯著高于對照組(P<0.05);而在添加不同比例南極磷蝦粉的飼料組間,銀鯧的增重率與特定生長率并未表現(xiàn)出顯著性差異(P>0.05)。生長性能較好的飼料組其對應(yīng)的飼料系數(shù)相應(yīng)較低;對照組的飼料系數(shù)最高,但與10%飼料組相比無顯著性差異(P>0.05),而顯著高于20%與40%飼料組(P<0.05)。各飼料組間成活率無顯著性差異(P>0.05)。
2.2.1 堿性磷酸酶(AKP)
添加南極磷蝦粉對銀鯧血清、腎臟、肝臟和肌肉AKP活性的影響見圖1。20%飼料組銀鯧血清中AKP活性最高,但與對照組無顯著性差異(P>0.05);40%飼料組腎臟 AKP活性顯著高于其它飼料組(P<0.05);10%飼料組肝臟AKP活性顯著高于其它飼料組(P<0.05)。與對照組相比,10%、20%飼料組肌肉 AKP活性顯著升高(P<0.05),而40%飼料組肌肉AKP活性則呈現(xiàn)出明顯下降的趨勢,且顯著低于10%、20%飼料組(P<0.05)。2.2.2 酸性磷酸酶(ACP)
圖1 添加南極磷蝦粉對銀鯧組織中AKP活性的影響Fig.1 Effects of Antarctic krill powder on tissue AKP activities of Pampus argenteus注:同一組織中,數(shù)據(jù)上方小寫字母不同表示有顯著性差異(P<0.05),小寫字母相同表示無顯著性差異(P>0.05)Note:Different lower-case letters between data within the same tissue indicate significant differences(P<0.05),the same lowercase letters indicate no sifnificant difference(P>0.05)
由圖2可以看出,添加南極磷蝦粉對銀鯧腎臟、肝臟 ACP活性無顯著性影響(P>0.05)。20%飼料組血清 ACP活性最高,且顯著高于40%飼料組,但與對照組相比無顯著性差異。10%與20%飼料組肌肉ACP活性與對照組無顯著性差異,40%飼料組肌肉ACP活性顯著低于對照組(P<0.05),10%、20%與 40%飼料組間肌肉ACP活性則無顯著性差異。
表2 南極磷蝦粉對銀鯧幼魚增重、特定生長率、飼料系數(shù)和成活率的影響Tab.2 Effects of Antarctic krill powder on the WGR,SGR,F(xiàn)CR and SR of juvenile Pampus argenteus
圖2 添加南極磷蝦粉替代魚粉對銀鯧組織中ACP活性的影響Fig.2 Effects of Antarctic krill powder on tissue ACP activities of Pampus argenteus注:同一組織中,數(shù)據(jù)上方小寫字母不同表示有顯著性差異(P<0.05),小寫字母相同或無字母表示無顯著性差異(P>0.05)Note:Different lower-case letters between data within the same tissue indicate significant differences(P<0.05),the same lowercase letters or no letters indicate no significant difference(P>0.05)
2.2.3 溶菌酶(LZM)
如圖3所示,各組間銀鯧血清LZM活性差異不顯著(P>0.05)。10%、20%與40%飼料組銀鯧腎臟LZM活性均顯著高于對照組(P<0.05),且10%飼料組腎臟LZM活性最高,并顯著高于其它飼料組(P<0.05)。與對照組相比,40%飼料組銀鯧肝臟LZM活性顯著升高(P<0.05),但對照組、10%和20%飼料組間肝臟LZM活性無顯著性差異。隨著南極磷蝦粉添加比例的升高,肌肉中LZM活性呈上升趨勢,40%飼料組肌肉LZM活性顯著高于其它各飼料組(P<0.05)。
2.3.1 超氧化物歧化酶(SOD)
圖4為添加南極磷蝦粉對銀鯧組織SOD活性的影響。由圖4可知,各組間血清、腎臟和肝臟SOD活性均無顯著性差異(P>0.05)。但肌肉SOD活性隨飼料中南極磷蝦粉替代魚粉比例的升高呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢,且40%飼料組肌肉SOD活性顯著高于其它各飼料組(P<0.05)。
圖3 南極磷蝦粉替代魚粉對銀鯧組織中LZM活性的影響Fig.3 Effects of Antarctic krill powder on tissue LZM activities of Pampus argenteus注:同一組織中,數(shù)據(jù)上方小寫字母不同表示有顯著性差異(P<0.05),小寫字母相同或無字母表示無顯著性差異(P>0.05)Note:Different lower-case letters between data within the same tissue indicate significant differences(P<0.05),the same lowercase letters or no letters indicate no significant difference(P>0.05)
圖4 添加南極磷蝦粉替代魚粉對銀鯧組織中SOD活性的影響Fig.4 Effects of Antarctic krill powder on tissue SOD activities of Pampus argenteus注:同一組織中,數(shù)據(jù)上方小寫字母不同表示有顯著性差異(P<0.05),小寫字母相同或無字母表示無顯著性差異(P>0.05)Note:Different lower-case letters between data within the same tissue indicate significant differences(P<0.05),the same lowercase letters or no letters indicate no significant difference(P>0.05)
2.3.2 過氧化氫酶(CAT)
飼料中南極磷蝦粉替代魚粉對銀鯧組織CAT活性的影響見圖5。由圖5可知,飼料中南極磷蝦粉替代魚粉對肝臟CAT活性未呈現(xiàn)有顯著性影響(P>0.05)。血清CAT活性隨著飼料中南極磷蝦粉替代魚粉比例的升高呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢,且20%和40%飼料組血清CAT活性均顯著高于對照組(P<0.05),但10%、20%與40%飼料組間血清CAT活性無顯著性差異(P>0.05)。10%與20%飼料組腎臟 CAT活性與對照組無顯著性差異,但40%飼料組腎臟CAT活性則顯著高于其它各組(P<0.05)。肌肉中CAT活性隨著飼料中南極磷蝦粉替代魚粉比例的升高表現(xiàn)出逐漸升高的趨勢,20%與40%飼料組肌肉CAT活性均顯著高于對照組與10%飼料組(P<0.05),但20%與40%飼料組間肌肉CAT活性無顯著性差異(P>0.05)。
圖5 添加南極磷蝦粉替代魚粉對銀鯧組織中CAT活性的影響Fig.5 Effects of Antarctic krill powder on tissue CAT activities of Pampus argenteus注:同一組織中,數(shù)據(jù)上方小寫字母不同表示有顯著性差異(P<0.05),小寫字母相同或無字母表示無顯著性差異(P>0.05)Note:Different lower-case letters between data within the same tissue indicate significant differences(P<0.05),the same lowercase letters or no letters indicate no significant difference(P>0.05)
有報道指出南極磷蝦粉替代適量的魚粉對魚類生長具有一定的促進作用[9-12],然而,亦有研究表明南極磷蝦粉替代魚粉比例過高或全部替代魚粉可能導(dǎo)致魚類的生長性能下降[13-14]。JULSHAMN等[15]和 MOREN等[16]分別將南極磷蝦粉應(yīng)用于大西洋鮭(Salmo salar)和大西洋鱈(Gadus morhua)養(yǎng)殖,發(fā)現(xiàn)南極磷蝦粉對養(yǎng)殖魚類的生長性能并無顯著影響。本研究發(fā)現(xiàn)南極磷蝦粉替代10%~40%的魚粉可顯著提高銀鯧幼魚的增重率與特定生長率,從而顯著促進銀鯧幼魚的生長,這與龔洋洋等[11]報道的對俄羅斯鱘的研究所得出的結(jié)果一致,即飼料中南極磷蝦粉替代魚粉同樣可明顯促進俄羅斯鱘的生長性能。此外,在本研究中,飼料中添加南極磷蝦粉在明顯提高了銀鯧增重率的同時,其飼料系數(shù)與對照組相比也表現(xiàn)出了顯著降低的趨勢,這表明飼料中添加南極磷蝦粉顯著提高了銀鯧對飼料的利用效率。銀鯧飼料利用率的提高可能通過優(yōu)化消化酶的活力而實現(xiàn),因為有關(guān)南極磷蝦粉在促進魚類消化酶活性方面的研究已在多種養(yǎng)殖魚類上得到證實,如鄭建明等[17]在對圓斑星鰈(Verasper variegatus)的研究中發(fā)現(xiàn),南極磷蝦粉替代10%~50%魚粉對其消化酶活性均具有較好的促進效果。
YOSHITOMI等[18]在虹鱒飼料中用不同比例的南極磷蝦粉替代魚粉(替代比例分別為0.0%、7.7%、15.4%、30.8%、46.2%和 100.0%),結(jié)果顯示隨著南極磷蝦粉添加比例的升高,虹鱒的采食量、飼料效率、比生長率和肝膽指數(shù)均無明顯變化(P>0.05);然而本研究卻發(fā)現(xiàn),隨著飼料中南極磷蝦粉含量的升高,銀鯧生長性能亦隨之升高,但并未表現(xiàn)出一直顯著升高的趨勢,這與SUONTAMA等[19]、HASEN等[20]、OLSEN等[21]和黃艷青等[22]的研究結(jié)果相似。這表明,盡管南極磷蝦粉對魚類可能具有促生長的效果,但這種促生長效果并不會隨著飼料中南極磷蝦粉含量的升高而一直升高,存在一定的適宜替代比例,其中具體的生理機制尚需進一步的研究?;诒狙芯康膶嶒灲Y(jié)果和文獻分析,認為飼料中南極磷蝦粉替代魚粉的最佳比例應(yīng)為20%。
非特異性免疫是魚類免疫系統(tǒng)中不可或缺的一部分。LZM、AKP和ACP都是非常重要的免疫因子,其中LZM能夠破壞細胞壁中的肽聚糖,使細菌細胞分解[22],其活性大小在一定程度上可以反映機體抵御細菌侵襲的能力[24]。本研究中添加南極磷蝦粉的飼料組銀鯧腎臟LZM活性均顯著高于對照組,隨著南極磷蝦粉添加比例的升高,肌肉LZM活性也呈現(xiàn)出上升趨勢,說明南極磷蝦粉替代魚粉可以提高銀鯧幼魚的LZM活性。在嚴俊麗等[25]對圓斑星鰈的研究中同樣發(fā)現(xiàn),南極磷蝦粉替代魚粉飼喂圓斑星鰈幼魚,能夠提高其LZM活性,本研究結(jié)果與之一致。AKP和ACP是非特異性磷酸水解酶,其中ACP主要參與磷酸酯的代謝調(diào)節(jié)、信號傳導(dǎo)以及能量轉(zhuǎn)化等[26]。本研究中20%飼料組血清ACP活性略高于對照組,但40%飼料組ACP活性則顯著低于對照組,這說明飼料中的南極磷蝦粉含量過高可能會降低銀鯧幼魚ACP活性,這與孔凡華等[10]在對大菱鲆的飼料研究中所得出的結(jié)果一致,即飼料中較高含量的南極磷蝦粉飼料組大菱鲆血清中ACP活性在實驗后期階段出現(xiàn)出了下降趨勢,產(chǎn)生此種現(xiàn)象的具體生理原因仍需進一步研究確定。AKP是一種膜結(jié)合蛋白,可維持體內(nèi)適宜的鈣磷比例[27],并且可直接參與生物體磷酸基團的轉(zhuǎn)移和代謝[28-29],本研究發(fā)現(xiàn)20%飼料組血清AKP活性比其它各組高,且40%飼料組腎臟AKP活性顯著高于其它各組,10%、20%飼料組肌肉AKP活性顯著高于對照組,這說明適量的南極磷蝦粉對于銀鯧幼魚AKP活性具有一定的促進作用,進而提高了銀鯧魚體的非特異性免疫,這有可能是因為南極磷蝦粉中富含蝦青素[30]。已有的研究也已證實,蝦青素可明顯促進魚類免疫功能及其抵抗疾病的能力[31-32],由于本文并未針對銀鯧組織中蝦青素含量進行分析,因此確切的原因尚需進一步的研究確定。在本實驗條件下,結(jié)合銀鯧幼魚非特異性免疫相關(guān)酶活性的分析,認為南極磷蝦粉替代魚粉的適宜比例為10%~20%。
正常情況下生物體內(nèi)的自由基處在動態(tài)平衡中,若產(chǎn)生過多的自由基會攻擊生物大分子,造成一系列的氧化損傷,從而導(dǎo)致機體的病變[33]。生物體在長期進化中,形成了一整套完整的抗氧化體系來清除體內(nèi)過多的自由基[34],從而維持機體正常的新陳代謝。評價魚類抗氧化性能的指標(biāo)有很多,如SOD、CAT、谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)、谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶(GST)、谷胱苷肽還原酶(GR)等,本文重點從SOD和CAT的變化來分析南極磷蝦粉對銀鯧抗氧化性能的影響。SOD和CAT這兩類酶在生物體抗氧化體系中占據(jù)著非常重要的地位,反映著機體的抗氧化能力[35]。其中SOD是機體清除自由基的關(guān)鍵酶,本研究發(fā)現(xiàn)肌肉中20%、40%飼料組SOD活性高于對照組,且40%飼料組SOD活性顯著性高于對照組。這表明,飼料中添加一定比例南極磷蝦粉可有效提高銀鯧的抗氧化能力。已有研究表明,在飼料中添加南極磷蝦粉飼喂大菱鲆[9],能夠促進清除魚體內(nèi)的活性氧自由基,提高魚體的SOD活性,也進一步印證了本研究的結(jié)果。在本研究中,試驗組血清、腎臟和肌肉CAT活性均高于對照組,其中40%飼料組血清、腎臟和肌肉CAT活性均顯著高于對照組,這與趙敏等[12]在半滑舌鰨的研究中發(fā)現(xiàn)南極磷蝦粉可以提高魚體的抗氧化能力結(jié)果一致,說明飼料中添加南極磷蝦粉可以提高銀鯧幼魚的抗氧化能力。
1)南極磷蝦粉替代魚粉可以提高銀鯧幼魚的生長性能,替代水平在20%時生長性能最佳。
2)南極磷蝦粉替代水平在10%~20%能夠提高銀鯧幼魚組織中LZM、AKP和ACP的活性,進而提高銀鯧幼魚的非特異性免疫。
3)南極磷蝦粉替代10%~40%的魚粉可顯著提高銀鯧幼魚組織中SOD和CAT的活性,說明適量的南極磷蝦粉可以提高銀鯧幼魚的抗氧化能力。
綜合來看,國內(nèi)外的專家學(xué)者普遍認為南極磷蝦粉可以替代魚粉;本研究也推薦將南極磷蝦粉用于銀鯧養(yǎng)殖。然而南極磷蝦粉的推廣使用需要進行更全面的安全和健康檢測,其生產(chǎn)加工工藝水平也需要進一步提高。HANSEN等[36]指出,南極磷蝦粉可以取代魚粉成為唯一的蛋白源,但是需要對南極磷蝦粉進行脫殼處理,因為其發(fā)現(xiàn)未去殼的南極磷蝦粉可降低鮭魚的生長速度,同時降低消化酶活力和飼料脂肪的消化率,并有輕度的腎中毒現(xiàn)象;但是去殼可以克服南極磷蝦粉的這些缺陷,并呈現(xiàn)出與魚粉相同的促生長效果。MOREN等[16]亦指出,南極磷蝦粉替代魚粉會增加魚類飼料中Cu的含量,導(dǎo)致全價料中Cu的含量超過歐盟規(guī)定的上限。所以南極磷蝦粉中的某些有害有毒元素可能嚴重影響其質(zhì)量,只有完善南極磷蝦粉的加工技術(shù)才能充分發(fā)揮南極磷蝦粉的營養(yǎng)價值。