《Aquaculture Reports》:Alternative boosters for growth and gonadal development in female
Eriocheir sinensis: Insights into cholesterol and lipid metabolism
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本研究针对配合饲料替代冰鲜鱼导致中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)性腺发育迟缓的问题,系统评估了角鲨烯(SQ)、植物甾醇(PS)和红法夫酵母(Pr)作为胆固醇替代物的效果。研究发现,0.1%胆固醇(CHOL)添加可显著促进雌蟹生长性能、提升总抗氧化能力(T-AOC),并通过上调srebp-1、fas等脂肪酸合成基因表达促进性腺发育。PS和Pr在生长和部分性腺发育指标上表现出替代潜力,而SQ替代效果不显著。该研究为蟹类肥育期功能性饲料开发提供了重要理论依据。
中华绒螯蟹以其丰富的营养价值和独特风味享誉全球,养殖产业年产值已突破千亿元。每年8-9月是其性腺肥育的关键时期,传统冰鲜鱼投喂虽能促进性腺成熟,但存在资源不稳定、水质污染等隐患。随着配合饲料的普及,养殖户发现饲料养殖的螃蟹性腺发育明显滞后,究其根源,配合饲料中缺乏胆固醇等关键成分可能是主要原因。
胆固醇作为甲壳动物必需的甾醇类营养素,是蜕皮、生长和性腺发育的重要调控因子。由于甲壳动物自身无法合成胆固醇,必须从饲料中获取。研究表明,饲料中添加适量胆固醇可显著提升中华绒螯蟹的性腺指数(GSI),促进雌二醇(E2)和孕酮(PG)等性激素合成,加速卵黄蛋白沉积。然而胆固醇的高成本限制了其大规模应用,寻找经济有效的替代品成为产业迫切需求。
在此背景下,南京农业大学无锡渔业学院的研究团队在《Aquaculture Reports》发表最新成果,系统评估了三种功能性添加剂——角鲨烯(SQ)、植物甾醇(PS)和红法夫酵母(Pr)对雌性中华绒螯蟹生长性能、抗氧化能力及性腺发育的影响。研究团队设计五组等氮等能饲料:对照组(CT)投喂商业饲料,实验组分别添加0.1%胆固醇(CHOL)、500 mg/kg角鲨烯、100 mg/kg植物甾醇和0.4%红法夫酵母(提供20 mg/kg虾青素),对400只生殖蜕壳后雌蟹进行为期10周的养殖试验。
研究团队采用生长性能测定、抗氧化酶活性分析、组织切片观察、激素水平检测和基因表达谱分析等技术手段。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测脂肪酸合成关键基因(srebp-1、fas、dgat-1、?9-fad、fabp-3、fabp-9)表达,利用ELISA(酶联免疫吸附测定)测定性激素和卵黄蛋白原(VTG)含量,结合H&E(苏木精-伊红)染色观察肝胰腺和性腺组织形态变化。
3.1. 生长性能
胆固醇组(CHOL)获得最高增重率(56.91%)和特定生长率(0.91%/天),显著优于对照组。植物甾醇组(PS)和红法夫酵母组(Pr)也表现出显著促生长效果,而角鲨烯组(SQ)与对照组无显著差异。各组存活率无统计学差异,表明添加剂在实验剂量下均具有良好安全性。
3.2. 肝胰腺抗氧化酶活性
胆固醇组展现出最优抗氧化状态,总抗氧化能力(T-AOC)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性最高,丙二醛(MDA)含量最低。角鲨烯组碱性磷酸酶(AKP)活性显著升高,但抗氧化酶系统活性普遍偏低。植物甾醇组和红法夫酵母组的抗氧化指标均显著低于胆固醇组。
3.3. 肝胰腺和性腺微观结构
肝胰腺切片显示,胆固醇组和红法夫酵母组细胞排列密集,空泡化明显,分泌细胞(B细胞)和吸收细胞(R细胞)数量增加,表明脂质储存活跃。性腺组织学观察发现,胆固醇组卵母细胞体积最大,卵黄颗粒(YG)饱满;植物甾醇组和红法夫酵母组发育程度次之,角鲨烯组促进效果最弱。
3.4. 性腺发育和胆固醇代谢
胆固醇组性腺中总胆固醇(TCH)、孕酮和卵黄蛋白原含量均显著高于对照组。红法夫酵母组也表现出类似趋势,但植物甾醇组和角鲨烯组各项指标与对照组无显著差异。胆固醇酰基转移酶(SOAT2)活性在各组间无显著变化,说明添加剂未影响胆固醇吸收转运能力。
3.5. 肝胰腺和性腺脂肪相关基因表达
胆固醇组显著上调性腺中srebp-1、dgat-1、?9-fad、fabp-3和fabp-9基因表达。植物甾醇组对脂肪酸合成基因的调控作用弱于胆固醇组,而角鲨烯组基因表达谱与对照组最为接近。红法夫酵母组虽能促进性激素合成,但对脂质代谢关键基因的激活效果有限。
研究结论明确:0.1%胆固醇添加可全面促进中华绒螯蟹生长性能、抗氧化能力和性腺发育。植物甾醇和红法夫酵母在生长促进和部分性腺发育指标上表现出替代潜力,但抗氧化能力和脂质代谢调控效果不及胆固醇。角鲨烯在本实验剂量下未显现显著替代价值。
该研究的创新之处在于系统阐明了不同功能性添加剂对蟹类脂质代谢通路的差异化调控机制。植物甾醇通过模拟胆固醇结构参与性激素合成,红法夫酵母依赖虾青素的抗氧化和激素调控功能,而角鲨烯因中华绒螯蟹缺乏关键合成酶系(SQS、SQLE、LSS)无法有效转化为胆固醇。这些发现为开发胆固醇替代型专用饲料提供了精准靶点,对推动中华绒螯蟹养殖业的可持续发展具有重要实践意义。