《Animal Feed Science and Technology》：Effects of dietary
Tenebrio molitor meal on growth, health, and muscle nutrition in juvenile leopard coral grouper (
Plectropomus leopardus)
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本研究评估了黄粉虫 meal（TMM）替代鱼粉对豹纹珊瑚龙鱼生长、消化酶活性及血清代谢物的影响。结果显示，20%鱼粉替换未影响生长，但超过40%显著抑制生长。TMM20组消化酶活性峰值且肠道转录组验证，免疫相关基因上调，炎症基因下调。血清代谢分析表明TMM替代可影响脂质代谢等通路。该研究为开发高效TMM基饲料提供理论依据。
Kangze Xv|Jintang Li|Tingting Wang|Adinda Luthfiah|Xin Zhang|Beiping Tan|Wei Zhang
中国广东省湛江市广东海洋大学渔业学院水生动物营养与饲料实验室，邮编524088
摘要
黄粉虫（Tenebrio molitor）粉料（TMM）作为一种有前景的昆虫蛋白来源，已被广泛研究用于多种水生动物的饲料添加剂。然而，其在豹纹石斑鱼（Plectropomus leopardus）中的应用尚未得到探索。在本研究中，600条幼鱼（平均体重3.59 ± 0.02克）被随机分为5组，分别喂食以鱼粉为基础的对照饲料（FM，含50%鱼粉）或替代10%、20%、40%或60%鱼粉的TMM，持续12周。替代20%鱼粉的TMM对石斑鱼的生长没有影响，但替代比例超过40%时显著降低了生长性能（P < 0.05）。此外，随着替代比例的增加，总脂肪酸含量显著下降（P < 0.05），而必需氨基酸（亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸）含量显著增加（P < 0.05）。消化酶活性（如胰蛋白酶、脂肪酶、几丁质酶）在TMM20组达到峰值（P < 0.05）。肠道转录组分析也显示该组消化酶基因显著上调。TMM20组补体基因（C3、C5、MAC）上调，抗炎基因（IL-10、TGF-β1）下调，表明其具有增强的先天免疫能力和抑制肠道炎症的作用。此外，血清代谢组中的差异代谢物显示初级胆汁酸生物合成、花生四烯酸代谢和甘油磷脂代谢显著增强（P < 0.05）。本研究评估了TMM在石斑鱼饲料中的应用潜力，为开发新型高效TMM基饲料和降低配方成本提供了理论依据。
引言
豹纹石斑鱼（Plectropomus leopardus）主要分布于西太平洋的热带和亚热带珊瑚海域，是Epinephelus属的代表物种，是珊瑚礁生态系统中的重要生物成员（Zhou et al., 2020）。由于其高市场需求、丰富的营养价值、鲜艳的红色体色和美味的口感，P. leopardus在中国具有巨大的经济价值（Mekuchi et al., 2017）。近年来，随着人工繁殖技术的建立和营养需求的进步，P. leopardus的水产养殖在中国南部迅速发展（Light and Jones, 1997, Yu et al., 2018）。然而，P. leopardus是一种肉食性鱼类，需要高蛋白饲料，而鱼粉价格因生产不稳定而持续上涨（Qian et al. 2023）。因此，近年来人们致力于寻找廉价且可持续的蛋白质来源作为鱼粉的替代品（Kari et al., 2022）。
目前，豹纹石斑鱼的确切营养需求已得到系统研究。例如，该物种的膳食蛋白需求约为50%（Xia et al., 2020）。最佳膳食脂质水平在9.3%至10.0%之间，这一范围有助于整体健康和改善脂质代谢（Cao, 2023）。根据生长指标，必需氨基酸蛋氨酸和赖氨酸的适宜添加量分别为2.60%–2.97%和1.26%–1.37%（Dou, 2023）。此外，精氨酸的最佳添加量为3.72%。在这一添加量下，精氨酸可增强免疫力和抗氧化能力，并促进皮肤发育（Liang, 2023）。这些营养参数的确定为使用替代蛋白质来源替代鱼粉提供了理论和实践基础。
目前，水产养殖中使用了多种创新蛋白质来源，主要包括植物蛋白浓缩物、渔业和陆地动物副产品以及单细胞蛋白（Sánchez-Muros et al., 2020）。昆虫粉料因其高蛋白含量和与鱼粉相似的平衡氨基酸组成而成为鱼粉的替代品（Nogales-Me et al. 2018）。新兴的昆虫蛋白包括黑水虻（Hermetia illucens）、黄粉虫（T. molitor）和蝗虫（Zonocerus variegatus），与传统蛋白质来源相比，这些昆虫蛋白对土地利用有积极影响（Tran et al., 2021）。然而，大多数昆虫蛋白需要脱脂处理，这可能导致必需脂肪酸的流失。关键的是，昆虫蛋白成分中缺乏二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA），而这些脂肪酸对海洋鱼类至关重要（Barroso et al., 2014）。因此，基于昆虫的饲料中需要添加EPA/DHA以满足鱼类的营养需求。
黄粉虫幼虫是一种有价值的昆虫蛋白来源，具有在水产养殖中作为商业饲料的潜力（Syahrulawal et al., 2023）。有研究表明，将脱脂后的黄粉虫粉料（TMM）添加到饲料中可改善大西洋鲑鱼（Salmo salar）的健康状况（Habte-Tsion et al., 2024）。此外，研究发现TMM对大型黄鲷鱼的体色有促进作用，且不影响生长性能（Yuan et al., 2022）。还有研究显示，用11.1%的TMM替代鱼粉喂养大口黑鲈（Micropterus salmoides）对生长和抗氧化能力没有负面影响（Gu et al., 2022）。总之，TMM可以在一定程度上或完全替代鱼粉，显示出显著的应用潜力，尽管其利用效果因鱼类种类和生长阶段而异。
鱼类因其高质量的蛋白质、EPA、DHA和花生四烯酸含量而成为人类饮食中的重要组成部分，这些成分有助于身体发育和疾病预防（Pyz-?ukasik et al., 2020）。作为必需营养素的主要来源，鱼肌肉成分是生理状态、产品质量和营养价值的可靠指标（Ravichandr et al., 2011）。根据“动物体内成分与饮食相似”的理论，通过增强饲料的营养组成来提高肌肉的营养价值是可行的（Iaconisi et al., 2019）。值得注意的是，水产饲料中昆虫蛋白的平衡氨基酸组成，特别是蛋氨酸和赖氨酸，可能有利于丰富鱼类的肌肉营养（Fabrikov et al., 2020）。
目前关于TMM对豹纹石斑鱼饲料补充效果的研究较少。因此，本研究旨在评估其对生长性能和健康状况的影响，以评估其在饲料中的可行性。通过分析氨基酸和脂肪酸的组成来评估肌肉的营养价值。此外，我们还将通过分析喂食TMM的鱼肠道转录组和血清代谢组来探讨生理变化。本研究将丰富有关昆虫蛋白在水产鱼类饲料中应用的数据，并为开发含有昆虫蛋白的饲料提供参考。
伦理声明
本实验方案已获得广东海洋大学伦理审查委员会的批准（GDOU-IACUC-2024-A0439；批准日期：2024-03-01）。所有操作均遵循美国国立卫生研究院关于实验室动物护理和使用的指南（NIH Publication No. 8023，修订于1978年）及相关中国政策。所有方法和程序均按照相关指南和规定进行。
实验饲料和配方
如表1所示，共有五种等蛋白含量的饲料...
生长性能和体组成指标
表5显示，FM组、TMM10组和TMM20组的体重增加（WG）、体重增加率（WGR）和特定生长率（SGR）显著高于TMM40组和TMM60组（P < 0.05）。然而，TMM20组、TMM40组和TMM60组的存活率（SR）显著低于FM组和TMM10组（P < 0.05）。所有组之间的饲料转化率（FCR）和饲料摄入量（FI）没有显著差异（P > 0.05）。
生长性能和体组成指标
生长性能、饲料利用率和体组成指标是水产养殖业中最关心的指标，也是评估鱼类健康和经济效益的直接参数（Qian et al. 2023）。在之前的研究中，尽管TMM40组和TMM60组的存活率低于80%，但其生长性能和饲料利用率仍然较差，表明过度替代鱼粉会导致豹纹石斑鱼的经济损失。
结论
总之，用TMM替代20%的鱼粉不会影响豹纹石斑鱼的生长或存活。然而，当TMM替代比例超过40%时，生长会受到严重影响。随着TMM替代比例的增加，肝脏和血清的抗氧化能力下降，而肠道消化能力在TMM替代20%时达到峰值，这一点通过肠道转录组得到了验证。此外，喂食TMM饲料的豹纹石斑鱼的肌肉营养价值存在显著差异。
作者贡献声明
Adinda Luthfiah：撰写 – 审稿与编辑；撰写 – 初稿。
Xin Zhang：撰写 – 审稿与编辑。
Beiping Tan：撰写 – 审稿与编辑；监督；资源管理；项目管理；方法学；资金获取。
Wei Zhang：撰写 – 审稿与编辑；撰写 – 初稿；数据可视化；资源管理；项目管理；资金获取；概念构思。
Kangze Xv：撰写 – 审稿与编辑；撰写 – 初稿；数据可视化；方法学验证；形式化处理。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了中国国家重点研发计划（2023YFD2401705）、广东省教育厅项目（2022KTSCX052）、广东省农业农村厅项目（K22223）以及湛江市科技局海洋青年人才项目（2022E05007）的支持。
