焦 飛, 李曉東, 李 林, 高 攀, 胡建勇
(新疆維吾爾自治區(qū)水產(chǎn)科學(xué)研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西北地區(qū)漁業(yè)資源環(huán)境科學(xué)觀測實驗站,新疆 烏魯木齊 830000)
扁吻魚(Aspiorhynchus laticeps)是僅分布于我國塔里木河流域特有種,屬鯉科(Cyprinidae)裂腹魚亞科 (Schizothoracinae) 扁吻魚屬(Aspiorhynchus),僅一屬一種。 裂腹魚亞科魚類起源被認(rèn)為與青藏高原隆起有密切關(guān)系, 扁吻魚屬原始等級的裂腹魚, 該物種對于研究現(xiàn)代魚類如何適應(yīng)高原環(huán)境具有積極意義, 故有古魚活化石之稱(馬燕武,2009;Bain,2001;陳宜瑜,1996)。扁吻魚性成熟較晚,且繁殖周期長,分布范圍狹窄; 自上世紀(jì)50 年代以來, 由于過度捕撈、 外來物種入侵、塔里木河流域的開發(fā)等原因,導(dǎo)致該物種野生自然資源日益減少, 資源趨于枯竭 (任慕蓮,1996)。 該物種在1988 年被列入國家一級重點保護水生野生動物, 在最新版《中國生物多樣性紅色目錄》中被列為—極危(CR)級別, 這意味著如果不加強保護工作, 該物種可能滅絕 (蔣志剛,2016)。 但該物種的人工繁育工作已取得成功,這將有利于該物種的保護工作(張人銘,2008)。
魚類生長發(fā)育過程中, 餌料中糖類和脂類主要的生理功能是提供和貯存能量, 僅有少部分參與組成機體。在魚體中,多種飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸均可以自身合成, 但許多被稱為必需脂肪酸的多不飽和脂肪酸需要從餌料中獲取, 如亞油酸、亞麻酸等。且餌料中的多不飽和脂肪酸含量對于魚類尤其是冷水性魚類適應(yīng)低溫環(huán)境具有積極意義, 這也是魚類營養(yǎng)學(xué)研究的一個關(guān)鍵因素(Douglasr,2010)?,F(xiàn)有研究表明,裂腹魚屬的齊口裂腹魚和重口裂腹魚對脂類的需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于溫水性的草魚 (蔣湘輝,2013; 寧毅,2012; 何雷,2008)。但是過多的脂類攝入水平將不利于魚體的生長發(fā)育,在芙蓉鯉鯽中,研究發(fā)現(xiàn)餌料中過高的脂類攝入增加了魚類的氧化壓力(何志剛,2016);異育銀鯽中, 當(dāng)脂類含量過高時能夠引起魚體中蛋白質(zhì)含量下降(王愛民,2010)。 此外,在脂類代謝調(diào)控機制方面, 魚類多種生長環(huán)境均能影響魚類脂肪代謝相關(guān)基因表達(dá),低溫條件下,軍曹魚肝臟脂肪代謝相關(guān)基因如乙酰輔酶A 羧化酶基因、肉堿脂酰基轉(zhuǎn)移酶-1 基因的表達(dá)均受到影響(蔡潤佳,2021);在不同脂肪含量飼料飼喂下,草魚固醇調(diào)控元件結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子1(SREBP1),過氧化物酶體增殖物激活受體γ (PPARγ), 肝X 受體α(LXRα)和ABC 轉(zhuǎn)運蛋白A1(ABCA1)表達(dá)均表現(xiàn)出顯著差異(Tang,2019)。但扁吻魚作為塔里木河水系的旗艦物種, 鮮見其在營養(yǎng)學(xué)及其營養(yǎng)物質(zhì)代謝調(diào)控方面的研究報道,鑒于此,本研究利用自繁育的扁吻魚子二代群體, 研究飼料脂類含量對其生長和機體構(gòu)造的影響, 為今后研究該物種脂類及其他營養(yǎng)需求及代謝調(diào)控機理奠定基礎(chǔ),以期推動該物種保護生物學(xué)發(fā)展。
1.1 試驗用魚 試驗用扁吻魚子二代群體人工繁殖于2019 年春季,經(jīng)池塘培育,于2021 年8 月拉網(wǎng),選取大小差異不顯著的扁吻魚130 尾置于新疆水生野生動物救護中心一號車間暫養(yǎng)用于試驗。
1.2 飼料制備 市售魚粉、豆粕、菜籽粕委托烏魯木齊譜尼測試科技有限公司測定粗蛋白質(zhì)、粗脂肪含量, 魚油作為脂肪源。 飼料原料充分粉碎后, 利用萊州市旺豐農(nóng)牧機械制造有限公司生產(chǎn)的顆粒飼料機(KL150)制備2 mm 粒徑等蛋白、不同脂類含量沉性飼料。飼料營養(yǎng)成分見表1。飼料自然風(fēng)干后置于-20 ℃冰箱冷藏備用。
表1 飼料組成及營養(yǎng)水平%
1.3 養(yǎng)殖試驗 將長490 cm、寬70 cm、高42 cm矩形槽按長分為三等分,使用紗窗網(wǎng)隔離。前述試驗用魚分為6 組,每組20 尾,每組重復(fù)3 次。每天按體重1%投喂前述Z1 飼料,適應(yīng)一周后,稱重,進行為期76 d 的養(yǎng)殖試驗,養(yǎng)殖試驗每天早中晚飽食投喂。 其中,養(yǎng)殖水深為40 cm,水流恒速為0.1 m/s,水溫(20±1)℃,每10 d 清洗一次矩形槽并換水。
1.4 樣品采集 試驗結(jié)束后,禁食24 h,對每組試驗魚稱重,每個重復(fù)組隨機選擇3 尾魚,苯氧乙醇(300 μL/L)麻醉、稱重、斷尾致死,解剖,對內(nèi)臟團、肝臟稱重后剪取0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm 大小肝臟組織,pH 7.4 1×PBS 緩沖液清洗后,置于4%多聚甲醛中,委托武漢賽維爾生物科技有限公司制作HE染色石蠟切片,尼康顯微成像系統(tǒng)(DS-U3)成像;每個重復(fù)組隨機選擇3 尾魚,苯氧乙醇(300 μL/L)麻醉,液氮冷凍后,置于-80 ℃冰箱保存,委托烏魯木齊譜尼測試科技有限公司進行魚體水分(GB5009.3 -2016 第一法)、灰分(GB 5009.4-2016 第一法)、脂肪(GB 5009.6-2016 第二法)、蛋白質(zhì)(GB5009.5 -2016 第一法)含量分析。
1.5 數(shù)據(jù)處理 試驗魚生物學(xué)數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。使用Microsoft Excel 2010 及SPSS PRO在線分析系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)。 其中相關(guān)數(shù)據(jù)計算公式如下:
式中:Wt、W0、WV、WH、T 分別為試驗魚末期體重(g)、初始體重(g)、內(nèi)臟團重量(g)、肝臟重量(g)、養(yǎng)殖天數(shù)(d)。
2.1 不同脂含量飼料對扁吻魚生長性能的影響由表2 可知,增重率(WGR)、特定生長率(SGR)、臟體比(VSI)、肝體比(HSI)在該養(yǎng)殖周期下,飼料脂肪水平對其影響不顯著(P>0.05),但是也發(fā)現(xiàn)F3 組在生長方面表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。
表2 不同脂類含量飼料對扁吻魚生長性能的影響
2.2 不同脂含量飼料對扁吻魚體成分的影響由表3 可知,在該養(yǎng)殖周期下,飼料脂肪水平對魚體水分影響不顯著(P>0.05),但對脂肪、蛋白質(zhì)和灰分含量影響顯著(P<0.05),隨著飼料脂肪含量的升高, 魚體灰分含量呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢,F(xiàn)4 組魚體灰分含量最高, 比F1 和F2 組、F3和F5 組、F6 組分別提高13.67%、8.13%、17.70%;而魚體蛋白質(zhì)含量隨著飼料脂肪含量的升高,呈現(xiàn)出下降的趨勢,F(xiàn)5 組魚體蛋白質(zhì)含量比其他組低7.89% ~20.74%;最為關(guān)鍵的是,飼料脂肪含量較高的兩個組(F5 組、F6 組)其對應(yīng)的魚體脂肪含量也較高, 并且與其他組呈現(xiàn)了顯著的差異性(P<0.05),F(xiàn)5、F6 組魚體脂肪含量分別比其他組提高23.71% ~218.72%、5.74% ~172.41%。 為了進一步驗證結(jié)果的可靠性,對數(shù)據(jù)、飼料粗脂肪含量彼此進行了相關(guān)性分析, 發(fā)現(xiàn)飼料粗脂肪含量與魚體脂肪含量呈現(xiàn)顯著性正相關(guān)(P<0.05),但是, 魚體脂肪含量與蛋白質(zhì)含量之間呈現(xiàn)出極顯著的負(fù)相關(guān)(P<0.01)。
表3 不同脂類含量飼料對扁吻魚體成分的影響%
2.3 不同脂含量飼料對扁吻魚肝臟結(jié)構(gòu)的影響由圖1a 可知,在不同脂含量飼料投喂下,各試驗組扁吻魚肝臟未出現(xiàn)脂肪空泡。 但在高倍鏡(400×)下(圖1b)顯示,各組細(xì)胞形狀未見異常改變,同樣也未發(fā)現(xiàn)脂肪空泡的存在。
圖1 不同脂含量飼料投喂下肝臟切片
3.1 飼料脂肪含量對扁吻魚生長的影響 脂肪作為魚類必需的營養(yǎng)物質(zhì), 在魚類生長發(fā)育中起到不可替代的作用,飼料中過高、過低的脂肪水平均不利于魚類的健康生長, 但不同魚類對脂肪需求量和耐受性差異極大。 異育銀鯽在飼料脂肪含量為2.16%、9.88%時, 其生長相比飼料脂肪在4.08% ~7.96%時受到顯著抑制(P<0.05),但在該含量范圍內(nèi), 其生長差異亦不顯著(P>0.05)(王愛民,2010); 俄羅斯鱘在飼料脂肪含量為5.45% ~14.37%時,其飼料脂肪含量對增重率的影響不顯著(P>0.05) ,當(dāng)飼料脂肪含量為16.34% ~20.15%時,該物種的體增重受到抑制(P<0.05)(朱婷婷,2017)。 本研究也發(fā)現(xiàn),扁吻魚魚種在飼料脂肪含量為4.32% ~14.32%時,其飼料脂肪含量對該物種增重率、特定生長率影響不顯著(P>0.05),這說明扁吻魚對脂肪的耐受性較高,這種耐受性可能與其原棲息地年均水溫較低有關(guān)(任慕蓮,1996), 現(xiàn)有研究已證實冷水性魚類對脂類的需求量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于溫水性魚類(Meng,2019;朱婷婷,2017)。此外,脂肪對魚類生長的影響與養(yǎng)殖模式、脂肪源類型密切相關(guān),這已在軍曹魚(鄭一民,2010)、鱘魚(鄧希海,2022)、鳙魚(類延菊,2022)、大西洋鮭(馬駿,2017)、虹鱒(向利,2019)中得到驗證。再者,本研究也發(fā)現(xiàn),相比其他魚類,扁吻魚在該養(yǎng)殖條件下生長速度明顯偏慢, 這也是裂腹魚亞科魚類的一個顯著特點, 齊口裂腹魚在人工養(yǎng)殖條件下其7 ~10 月間增重率也僅為80.53%(張建明,2019);在自然條件下,該亞科多種魚類呈現(xiàn)出前期生長速度快、 后期生長慢的特點(張俊英,2021),筆者認(rèn)為這也是相關(guān)研究者選擇該亞科物種小規(guī)格魚種(<5 g)開展?fàn)I養(yǎng)學(xué)研究的關(guān)鍵所在(寧毅,2012;何雷,2008)。
3.2 飼料脂肪含量對扁吻魚機體構(gòu)造的影響 眾所周知,肝臟在脂肪蓄積、代謝及轉(zhuǎn)運中起核心作用。當(dāng)魚體攝入脂肪過多時,脂肪會在肝臟、腸系膜等部位沉積,進而影響魚類健康。本研究結(jié)果表明,扁吻魚魚種在飼料脂肪含量為4.32%~14.32%時,其飼料脂肪含量對扁吻魚肝體比、臟體比的影響不顯著 (P>0.05), 這與鱘魚在餌料脂肪含量為5.45%~14.37%(朱婷婷,2017)、 異育銀鯽在餌料脂肪含量為4.08%~9.88%(王愛民,2010) 得到的結(jié)果類似; 但吉富羅非魚在餌料脂肪含量為3.35% ~15.35%,其肝體比、臟體比顯著增加(P<0.05)(Ding,2021),這也從另一個方面說明了魚類對脂肪的耐受性與物種關(guān)系極大。 在細(xì)胞層面,攝入過多的脂肪會在肝臟細(xì)胞堆積形成脂滴,嚴(yán)重者可發(fā)生脂肪肝(李鈺,2017),由圖1 可知,在飼料脂肪含量為4.32%~14.32%時,扁吻魚肝臟既未見脂肪滴的形成,又未見細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變,這也證明了扁吻魚對飼料中該含量的脂肪含量是耐受的。此外,由于脂肪能夠參與機體組成,由表2 可知,隨著飼料脂肪含量的增加,魚體脂肪含量呈現(xiàn)顯著增加趨勢(P<0.05),與之相反的是,魚體蛋白含量呈現(xiàn)顯著下降趨勢 (P<0.05), 這與羅非魚(Tian,2015)、齊口裂腹魚(段彪,2007)的研究結(jié)果相一致,雖然有研究者認(rèn)為出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是魚體肌肉和肝臟中脂肪的積累使得蛋白質(zhì)水平下降(Chaiyapechara,2003),但在羅非魚(Tian,2015)的研究中得到的結(jié)果與這一說法相悖,這意味著有一未知代謝途徑在調(diào)控魚類脂肪與蛋白的分配,這恐將是今后魚類營養(yǎng)學(xué)研究的關(guān)鍵所在。
本試驗中, 在飼料脂肪含量為4.32% ~14.32%時,飼料脂肪含量對扁吻魚生長的影響不顯著,肝臟及肝臟細(xì)胞形態(tài)正常,表明扁吻魚對餌料脂肪含量的耐受度高于14.32%,這將為后續(xù)開展相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。