《The Journal of Nutrition》:Comparative Nutrition and Physiology of Turtles: Mechanistic Insights for Sustainable Aquaculture and Conservation
编辑推荐:
龟类营养需求及可持续养殖技术研究。摘要:本文系统综述了龟类全生命周期营养需求,重点分析蛋白质摄入与骨骼发育的关联性,对比天然与人工饲料的代谢效应,探讨益生菌、酶制剂及微量元素等添加剂的应用价值。提出整合基因组学、替代蛋白源及跨物种比较研究三大方向,构建基于生理特性差异的精准营养框架。
余晓铮|余阳|刘子燕|朱天胜
浙江省污染暴露与健康干预重点实验室,浙江树人大学生物与环境工程学院,杭州310015,中国
摘要
龟类在生态和经济方面发挥着关键作用,但野生种群面临日益增加的威胁,这促使人们关注可持续的养殖方式。营养是决定龟类健康和水产养殖生产力的关键因素。本综述总结了目前关于不同物种和生命阶段龟类营养需求的知识,强调了早期生长阶段对蛋白质的高需求以及矿物质平衡对骨骼健康的重要性。此外,还探讨了天然饲料与人工饲料的组成和应用、饲料配方对代谢过程的影响,以及益生菌、酶和微量元素等饲料添加剂在促进生长和免疫功能方面的作用。文中还讨论了精准农业、智能饲料管理和鱼菜共生等最新技术革新,这些方法有望提高饲料效率和可持续性。最后,本文还重点介绍了基于基因组的营养学、替代蛋白质来源以及跨物种比较研究等新兴研究方向。通过综合比较不同物种的生理特征和营养数据,本综述为根据龟类独特的代谢和消化特性制定基于证据的营养建议提供了框架。总体而言,这些进展为开发平衡、可持续且特定于物种的饲料奠定了基础,从而改善圈养龟类的福利,并有助于保护和实现环保型水产养殖。
引言
龟类在生态和经济方面具有重大意义,它们在水生和陆地生态系统中扮演着重要角色。由于龟类在养分循环、栖息地构建和维持生物多样性方面的作用,它们被视为关键物种1, 2。此外,许多龟类物种在传统医学、宠物贸易和食品市场中占据重要地位,尤其是在亚洲,这进一步提升了它们的经济价值[3]。然而,对龟类产品需求的增加,加上由于栖息地丧失和非法贸易导致的野生种群减少,使得人们越来越关注其可持续养殖和保护工作4, 5。
在龟类养殖中,营养是影响动物健康和生产力的关键因素。营养直接关系到生长速度、繁殖表现、免疫功能和整体存活率6, 7。在这种情况下,营养优化是实现可持续生产的核心挑战,因为喂养策略直接决定了饲料效率、生产成本和养殖系统的生物承载能力。营养不足会限制龟类水产养殖的效率和规模,例如,合法经营的养殖场往往只能满足市场的一小部分需求,从而继续依赖野生种群[8]。此外,不理想的饮食可能会影响保护效果;例如,母龟的营养状况已被证明会影响淡水龟的产卵数量和繁殖产出,直接影响旨在恢复种群的圈养繁殖计划的成功[9]。因此,推进营养科学研究对于发展既能满足人类需求又能支持长期物种保护的水产养殖系统至关重要。鉴于龟鳖目物种的多样性,从比较生理学的角度了解它们的具体营养需求对于优化圈养繁殖和养殖系统至关重要。开发营养均衡、特定于物种的饲料配方对于降低成本、减少环境影响和改善动物福利至关重要10, 11, 12。
本综述旨在全面概述和综合龟类的营养需求,阐明这些需求是如何受到不同物种生理机制的调控的。文中重点探讨了常用商业饲料的组成、配方过程中遇到的挑战,以及各种饲料添加剂在促进生长和健康表现方面的作用。与以往主要关注实际需求的综述不同,本研究整合了可持续技术的最新进展,并探讨了基因组学和替代饲料等新兴领域。此外,我们还分析了环境参数对养分利用的影响,并讨论了不同物种和生命阶段知识上的关键空白。通过将龟类营养置于其独特的生理背景下,本综述为未来的研究和更高效、可持续的养殖实践的发展提供了基础。
章节片段
龟类的营养需求
龟类拥有适应其变温生理特性和多样化饮食的独特消化系统。一般来说,龟类的消化道相对简单,包括口腔、食道、胃、小肠和大肠,某些物种还具有高度发达的盲肠,有助于植物物质的发酵。食肉物种(如某些淡水龟)的消化道较短且酸度较高,适合快速消化
常见饲料成分及其在龟类饲料中的应用
如图3所示,为了满足变温龟类的具体需求,配制饲料需要仔细考虑它们的生长、健康和繁殖情况,通常涉及两类饲料:天然饲料和人工饲料。本节回顾了天然饲料与人工饲料的区别,探讨了主要饲料成分,并讨论了饲料配方优化的策略,重点关注蛋白质、脂类、维生素和矿物质。
龟类水产养殖中的饲料与营养代谢
饲料的营养组成对水生龟类的生长、饲料转化率和整体健康起着关键作用。特别是碳水化合物提供的能量、蛋白质和氨基酸的平衡,以及脂肪酸的类型和数量,对于优化代谢效率和维持稳定的水生环境至关重要18, 41, 73。
碳水化合物,尤其是淀粉和纤维,是水生龟类的主要能量来源。研究表明,碳水化合物
饲料添加剂和龟类水产养殖中的新技术
饲料添加剂在龟类营养中起着重要作用,有助于促进生长、健康和提高整体生产力。如表2所示,龟类养殖中常用的饲料添加剂包括益生菌、酶制剂和微量元素,这些成分都能改善消化、增强免疫力并提高饲料转化效率。最近在饲料制备和输送方面的技术进步,如精准农业和智能饲料管理系统,也龟类营养研究的未来方向和挑战
龟类营养研究是一个不断发展的领域,随着技术进步和生态问题的变化,新的挑战和机遇不断出现。本节指出了未来研究的三个主要方向:基因组学和分子营养学、可持续饲料开发以及跨物种比较营养学。这些领域对于提高养殖系统的效率、可持续性和健康结果至关重要结论
如图4所示,龟类的营养管理是一个多方面的领域,它整合了特定于物种的饮食需求、饲料配方策略以及先进添加剂和技术的应用。随着龟类营养研究的不断进展,优化饲料配方的重要性对于提高水产养殖的生产力和保护工作仍然至关重要。平衡必需的营养素(包括蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素等)
作者贡献
概念构思:朱天胜;方法学:余晓铮、余阳、刘子燕;数据分析:余阳、刘子燕;初稿撰写:余晓铮;审稿和编辑:朱天胜、余晓铮;监督:朱天胜。所有作者均已阅读并同意发表的手稿版本。数据可用性声明
本综述中总结的所有数据均可在引用的已发表文章中找到。致谢
作者衷心感谢中国杭州310015的浙江树人大学和中国广州510275的中山大学。