《Frontiers in Nutrition》：Dietary supplementation of coconut meat modulates growth performance, nutritional composition, and internal regulation in Chinese mitten crab (Eriocheir sinensis)
编辑推荐：
本研究通过比较添加30%椰子肉与基础鱼饲料对中华绒螯蟹的影响，系统地揭示了椰子肉膳食补充在优化甲壳动物养殖营养策略中的潜力。结果表明，椰子肉可显著提升雌蟹肥满度（CF）、增强血清总抗氧化能力（T-AOC）及关键抗氧化酶（GPx, CAT, SOD）活性，并改善肌肉风味氨基酸（谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸）及性腺多不饱和脂肪酸（PUFA）含量。转录组学分析进一步阐明，其作用涉及碳水化合物、脂质、氨基酸代谢及细胞生长与死亡、内分泌系统等多条关键通路，为椰子粕作为功能性饲料原料在中华绒螯蟹健康养殖中的应用提供了科学依据。
引言
中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）是中国水产养殖中的高价值物种，以其优良的风味和营养品质著称。随着养殖业对可持续和高效饲料配方需求的增长，探索鱼粉的植物性替代蛋白源成为研究重点。椰子（Cocos nucifera L.）作为营养丰富的热带作物，其加工副产物椰子粕富含脂质、蛋白质和矿物质，并具有抗氧化、抗炎等生物活性，已被成功应用于家禽和部分鱼类的饲料中。本研究旨在评估在中华绒螯蟹育肥阶段饲料中添加椰子肉，对其生长性能、营养品质及内在生理调控的全面影响，以期为该物种的饲料配方优化和健康养殖实践提供科学支撑。
材料与方法
本研究使用的中华绒螯蟹来自中国水产科学研究院淡水渔业研究中心阳澄湖基地。实验设置雄性对照组（MC）、雄性实验组（MT，饲喂70%鲜冻鱼+30%椰子肉）、雌性对照组（FC）和雌性实验组（FT），进行为期4周的养殖试验。实验结束后，取样测定生长指标（体重增重率WGR、性腺指数GSI、肥满度CF）、血清抗氧化酶（总抗氧化能力T-AOC、超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、谷胱甘肽过氧化物酶GPx）活性，并利用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）和高效液相色谱（HPLC）分别分析肌肉和性腺组织的脂肪酸与氨基酸组成。此外，对肌肉组织进行转录组测序（RNA-seq），通过DESeq2软件筛选差异表达基因（DEGs），并进行基因本体（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析，以探究其分子机制。最后，通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）对部分DEGs进行验证。
结果
1. 生长性能
饲喂椰子肉对中华绒螯蟹的体重增重率（WGR）和性腺指数（GSI）无显著影响。然而，雌性实验组（FT）的肥满度（CF）值显著高于雌性对照组（FC）（P< 0.05），表明椰子肉补充促进了雌蟹的生长饱满度。
2. 抗氧化酶活性
膳食补充椰子肉显著提升了中华绒螯蟹的抗氧化能力。与各自对照组相比，雄性实验组（MT）和雌性实验组（FT）的GPx、SOD和T-AOC活性均显著升高（P< 0.05）。雌性实验组的CAT活性也显著高于对照组（P< 0.05）。
3. 脂肪酸组成
在肌肉和性腺组织中均检测到25种脂肪酸。补充椰子肉显著增加了雄性和雌性蟹性腺组织中的月桂酸（C12:0）含量（P< 0.05）。此外，雌性实验组性腺中的多不饱和脂肪酸（∑PUFA）总量也显著高于对照组（P< 0.05）。在雄性肌肉中，实验组的二十碳四烯酸（C20:4n6，即花生四烯酸ARA）含量显著更高（P< 0.05）。
4. 氨基酸组成
在肌肉组织中检测到17种氨基酸。膳食补充椰子肉显著提高了雄性实验组肌肉中与风味相关的丝氨酸（Ser）、谷氨酸（Glu）和丙氨酸（Ala）的含量，同时降低了亮氨酸（Leu）的含量（P< 0.05）。在雌性肌肉中，甘氨酸（Gly）含量显著升高（P< 0.05）。在雄性性腺组织中，实验组的半胱氨酸（Cys）水平显著高于对照组（P< 0.05）。
5. 转录组学分析
差异表达基因：主成分分析（PCA）和聚类树图显示，实验组与对照组的基因表达模式存在明显分离。在雄性肌肉中鉴定出71个DEGs（69个上调，2个下调），而在雌性肌肉中鉴定出4380个DEGs（2010个上调，2370个下调），表明雌性对膳食干预的转录反应更为广泛。
GO富集分析：DEGs主要富集在生物过程类别，如细胞过程、代谢过程、生物调节等；分子功能类别主要涉及结合和催化活性；细胞组分类别则与细胞解剖实体和蛋白质复合物相关。
KEGG通路富集分析：
- •
雄性：DEGs显著富集在23条通路。排名前五的信号通路包括脂质代谢、外源物生物降解与代谢、细胞生长与死亡、免疫系统以及聚糖生物合成与代谢。其中，“代谢通路”是受影响的核心通路。
- •
雌性：DEGs显著富集在26条通路。排名前五的信号通路包括信号转导、细胞生长与死亡、感染性疾病：细菌、其他氨基酸代谢以及信号分子与相互作用。其中，“甲状腺激素信号通路”是关键通路。
关键候选基因：从上述代谢、细胞生长与死亡及内分泌系统相关通路中，筛选出39个关键DEGs。这些基因包括与细胞周期调控相关的GSK3B、CCND1、APC1，与代谢相关的Mtm1、Hpd、PNP，与脂代谢相关的SORT、SPLA2，以及与信号转导相关的Egfr、PIK3CA、MAPK1_3、Klkb1等。
qPCR验证：随机选择6个DEGs（Hpd， TCHH， Papss1， SORT， PNP， Klkb1）进行qRT-PCR验证，其结果与RNA-seq数据表达趋势一致，证实了转录组数据的可靠性。
讨论
本研究发现，膳食补充椰子肉能显著提高雌性中华绒螯蟹的肥满度，这与其促进肌肉发育的潜力相符。显著提升的血清抗氧化酶（SOD， CAT， GPx）和总抗氧化能力（T-AOC）表明，椰子肉有效增强了机体的抗氧化防御系统，有助于缓解养殖过程中的氧化应激。
在营养品质方面，椰子肉补充优化了肌肉的风味氨基酸谱（如谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸），这直接关联到蟹肉鲜美度的提升。同时，性腺和肌肉中多不饱和脂肪酸（PUFA）和月桂酸（C12:0）含量的增加，不仅改善了营养价值，月桂酸还具有潜在的抗菌功能，PUFA则与抗氧化、免疫调节及性腺发育密切相关。
转录组学分析从分子层面揭示了上述表型变化的机制。雌性蟹表现出更广泛的转录组重编程，这可能与其繁殖所需的高能量和营养投入有关。KEGG分析表明，椰子肉干预主要影响了代谢通路（碳水化合物、脂质、氨基酸代谢）、细胞生长与死亡以及内分泌系统。关键基因的上调，如细胞周期驱动因子CCND1，可能与观察到的生长促进有关；而GSK3B和APC1的上调可能起到反馈调节作用，以维持增殖稳态。此外，表皮生长因子受体（Egfr）的上调，以及花生四烯酸（ARA）代谢通路的激活，为解释椰子肉在促进生长、调节免疫和抗氧化方面的多重效益提供了分子线索。Egfr通过激活MAPK、PI3K-Akt-mTOR等下游通路，协调细胞增殖与免疫反应；而ARA则是重要的免疫调节分子和细胞膜成分。
结论
综上所述，膳食补充椰子肉能有效改善中华绒螯蟹的生长性能（特别是雌蟹肥满度），显著增强其机体抗氧化能力，并优化肌肉和性腺的营养成分（如提升风味氨基酸和有益脂肪酸含量）。这些有益效应背后，涉及复杂的分子调控网络，包括碳水化合物、脂质、氨基酸代谢，细胞生长、死亡以及内分泌系统等多条关键通路的协同作用。研究筛选出的39个关键基因（如Egfr， GSK3B， CCND1， Mtm1等）为理解椰子肉的作用机制提供了重要靶点。本研究表明，椰子粕作为一种具有功能特性的植物蛋白原料，在中华绒螯蟹健康、高效养殖中具有可观的应用潜力，为其饲料配方的创新开发提供了理论与实践依据。
