《Aquaculture Reports》:Underlying mechanisms of high-carbohydrate diet-induced growth inhibition and metabolic dysregulation in grass carp (
Ctenopharyngodon idella)
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本研究针对草鱼对碳水化合物利用能力有限的问题,系统探讨了不同碳水化合物水平(28.84%-48.44%)对中规格草鱼生长性能、代谢调控及肝脏健康的影响。研究发现草鱼碳水化合物适宜添加范围为34.47%-40.41%,过高水平会导致生长抑制和脂肪代谢紊乱。机制研究表明生长抑素(SS)系统通过调控gh/igfs轴参与碳水化合物-脂质代谢平衡,为改善鱼类碳水化合物利用效率提供了新靶点。
在水产养殖业中,饲料成本占总成本的60%以上,而碳水化合物作为最经济的能量来源,其合理利用直接关系到养殖效益。然而鱼类尤其是肉食性鱼类对碳水化合物的利用能力有限,这一现象被称为"碳水化合物不耐受"。草鱼(Ctenopharyngodon idella)作为我国主要淡水养殖品种,其碳水化合物最适添加量一直存在争议,高碳水化合物饲料易导致生长抑制和脂肪肝等代谢性疾病,严重制约养殖效率。
江西农业大学动物科学技术学院的研究团队在《Aquaculture Reports》上发表的最新研究,首次系统阐明了中规格草鱼对碳水化合物的耐受范围及其分子调控机制。研究人员设计了5组等氮饲料(碳水化合物水平分别为28.84%、33.74%、38.64%、43.54%和48.44%),对450尾初始体重为45±0.12g的中规格草鱼进行为期8周的饲养实验。
研究采用生长性能测定、血清生化分析、组织营养成分检测、肝脏组织切片观察和实时荧光定量PCR等技术手段,全面评估了不同碳水化合物水平对草鱼的影响。实验设计采用网箱养殖系统,每个处理组设3个重复,每个重复30尾鱼,饲养期间严格控制水温(26-30℃)、溶解氧(≥4mg/L)等环境参数。
3.1 不同碳水化合物水平对中规格草鱼生长性能的影响
通过测定体重增长和饲料利用效率发现,B组(33.74%碳水化合物)的增重率(WGR)和特定生长率(SGR)显著高于其他组,而饲料系数(FCR)在B组和C组(38.64%)达到最低。内脏指数(VSI)、肝体指数(HSI)和腹腔脂肪指数(IPF)随碳水化合物水平升高而增加,表明过量碳水化合物会导致内脏脂肪沉积。
3.2 中规格草鱼碳水化合物最适添加水平
通过FCR和SGR指标建立的回归方程确定,草鱼碳水化合物最适添加范围为34.47%-40.41%。在此范围内,草鱼能够有效利用碳水化合物作为能量来源,同时避免代谢紊乱。
3.3 不同碳水化合物水平对中规格草鱼血清生化的影响
血清生化指标显示,随着碳水化合物水平升高,甘油三酯(TG)、总胆固醇(T-CHO)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平显著上升,而B组的谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)活性最低,表明适宜碳水化合物水平有助于维持肝脏健康。
3.4 不同碳水化合物水平对中规格草鱼组织营养成分的影响
肝脏粗脂肪含量在C、D、E组显著高于A、B组,而肌肉营养成分无显著变化,证实肝脏是碳水化合物代谢的主要靶器官。
3.5 不同碳水化合物水平对草鱼肝脏组织结构的影响
组织学分析表明,随着碳水化合物水平升高,肝细胞排列紊乱,细胞核数量减少,边界模糊,结缔组织增多,E组甚至出现白色透明空泡。油红O染色显示脂滴数量显著增加,证实高碳水化合物诱导肝脂肪变性。
3.6 草鱼各组织相关基因的表达
基因表达分析发现,肝脏糖脂代谢相关基因(pfk、acc、fas、hsl、cpt-1)表达量随碳水化合物水平升高而逐渐增加。垂体生长激素(gh)基因和肝脏生长激素受体(ghr)、胰岛素样生长因子(igf-1, igf-2)基因表达呈先升后降趋势。下丘脑生长抑素前体(pss1,2,3)和垂体生长抑素受体(sstr1,2,3,5)基因表达则呈现先降后升的动态变化。
研究结论表明,中规格草鱼对碳水化合物的耐受范围为34.47%-40.41%。适宜碳水化合物水平可通过下调生长抑素系统,促进gh/igfs轴功能,改善糖脂代谢和生长性能;而过量碳水化合物会激活生长抑素信号通路,抑制生长轴功能,导致脂肪过度沉积和生长受阻。该研究不仅明确了草鱼碳水化合物需求参数,更重要的是揭示了生长抑素系统在鱼类碳水化合物代谢中的核心调控作用,为通过内分泌调控手段改善鱼类碳水化合物利用效率提供了新思路,对构建可持续高密度养殖系统具有重要指导意义。