膳食羟基硒代蛋氨酸补充对尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）生长性能、抗氧化状态和基因表达的影响

《Animal Feed Science and Technology》：Effect of Dietary Hydroxy-Selenomethionine supplementation on Growth Performance, Antioxidant Status, and Gene Expression in Nile tilapia ( Oreochromis niloticus)

羟基硒蛋氨酸和亚硒酸钠对尼罗鲈鱼生长、生理及抗氧化酶活性的影响研究，发现0.5 mg/kg羟基硒蛋氨酸组显著提升生长指标、改善肠道吸收表面积及抗氧化能力，同时降低肝脏应激。

　　

莫哈穆德·卡维穆加拉贾（Mohamood Kavimugaraja）|阿尔宾·杰米拉·坦加拉尼（Albin Jemila Thangarani）|阿米特·兰詹（Amit Ranjan）|阿鲁穆加姆·乌玛（Arumugam Uma）|沙贾汉·费罗塞卡汉（Shajahan Ferosekhan）|卡利亚佩鲁马尔·斯里兰贾尼（Kaliyaperumal Sriranjani）|约翰逊·雷特纳拉杰·塞尔万·克里斯蒂拉杰（Johnson Retnaraj Samuel Selvan Christyraj）|萨拉瓦纳库马尔·文卡塔查拉姆（Saravanakumar Venkatachalam）|内森·费利克斯（Nathan Felix）|托达尔·约加南达姆·苏曼（Thodhal Yoganandham Suman）

印度泰米尔纳德邦渔业研究生院（Institute of Fisheries Post Graduate Studies, Tamil Nadu） 贾亚拉利塔博士渔业大学（Dr. J. Jayalalithaa Fisheries University），瓦尼扬查瓦迪（Vaniyanchavadi），邮编603 103

摘要

本研究探讨了羟基硒代蛋氨酸（OH-SeMet）和亚硒酸钠（Na?SeO?）补充剂对尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）生长速度、生理参数及mRNA水平的影响。实验设计了11种饲料配方，包括不含硒的基线饲料（对照组）以及分别添加了0.25、0.50、1.0、1.5或2.0毫克硒/千克的OH-SeMet和Na?SeO?的实验组。初始体重为6.7±0.1克的鱼被分为三组，每组饲养60天。结果显示，与对照组相比，补充硒的组别生长指数和饲料转化率显著提高。特别是添加0.5毫克硒/千克的OH-SeMet的组别，其体色生长、营养利用效率、饲料转化率和蛋白质利用率均表现出更优的表现。血液指标（如血红蛋白、血细胞比容、红细胞和白细胞）也显示出显著差异，其中OH-SeMet的效果优于Na?SeO?。血清生化指标表明，硒补充剂改善了鱼体的代谢状态，表现为血清AST（天冬氨酸氨基转移酶）和ALT（丙氨酸氨基转移酶）活性降低；而葡萄糖、胆固醇和甘油三酯水平随硒含量的增加而下降，反映出生理状态的改变。OH-SeMet处理组的脂肪酶活性增强，其中0.5毫克硒/千克的剂量效果最显著。抗氧化酶（CAT和GPx）活性提高，MDA（丙二醛）水平降低，表明抗氧化能力得到改善。硒在鱼体内的积累量增加，肝脏中的积累量高于肌肉。肠道形态观察显示，补充硒的鱼肠道绒毛长度、宽度和隐窝深度均有改善。基因表达分析显示，与生长相关的基因（MyoD、myogenin）和抗氧化基因（Nrf2、CAT、GPx）表达上调，而肌抑素（myostatin）表达下调，最佳效果出现在0.5毫克硒/千克的剂量下。结果表明，0.5毫克硒/千克的OH-SeMet通过增强消化酶活性、扩大肠道吸收表面积和提高抗氧化酶活性，优化了鱼的体色生长，且未引发高剂量硒所导致的肝脏应激反应。

引言

尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）是目前全球消费量第二大的水产养殖物种，2022年的养殖产量达530万吨（FAO，2024年数据）。该物种多在半集约化和集约化养殖系统中养殖，在发展中国家对提高粮食安全具有重要意义（Geletu & Zhao，2023年）。在集约化养殖环境下，鱼类常面临生物和非生物压力因素，这些因素会损害其健康和生长性能（Dawood等人，2021年）。因此，需要制定策略来保障尼罗罗非鱼的养殖健康。功能性饲料添加剂作为一种有望实现可持续发展的方法受到了关注。这类添加剂能有效缓解多种压力，且在饲料领域具有较低的成本优势（Bai等人，2015年；Bae等人，2020年）。选择功能性饲料添加剂时，需考虑其生物学效果、市场可用性和经济性。研究表明，微量矿物质补充剂可降低氧化应激并提升生长性能（Ibrahim等人，2021b年）。 对于所有硬骨鱼类而言，硒（Se）是正常生长、发育和繁殖所必需的微量元素（Burk，2007年；Wang等人，2017b年）。硒是谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）的关键成分，有助于保护细胞免受氧化损伤（Hamilton，2004年）。在过氧化氢存在下，硒具有抗氧化作用，可防止细胞过度损伤（Silva-Brito等人，2016年；Takahashi等人，2017年）。硒的摄入量需保持平衡：缺乏硒会导致肌肉功能受损、生长受阻、免疫功能下降和死亡率上升；而过量硒则会影响饲料效率、繁殖能力、器官功能并引发畸形（Chadio等人，2015年；Lee等人，2016年）。过量硒还会引发炎症、免疫系统受损和氧化应激；无论是有机硒还是无机硒，高浓度都可能干扰脂质代谢和细胞功能（Berntssen等人，2017年）。因此，准确了解硒的生物利用度至关重要，以避免硒缺乏或过量带来的问题。 目前水产养殖中常用的硒形式有两种：无机硒和有机硒（Bai等人，2015年）。已有多种含硒饲料添加剂被研究，如硒多糖（Wang等人，2019a年）、硒酵母（Chen等人，2020年）、硒纳米颗粒（Ashouri等人，2015年）、硒代蛋氨酸（Lee等人，2016年）、亚硒酸钠（Thangarani等人，2024年）、生物发酵硒（Bai等人，2019年）、壳聚糖硒纳米颗粒（Ibrahim等人，2021a年）和羟基硒代蛋氨酸（Lin & Lin，2021年）。先前的研究表明，硒补充剂可促进多种鱼类的生长、增强免疫力并改善抗氧化状态，例如虹鳟鱼（Oncorhynchus mykiss）（Pacitti等人，2015年）、石斑鱼（Epinephelus malabaricus）（Lin & Shiau，2005年）、吉贝尔鲤鱼（Carassius auratus gibelio）（Han等人，2011年）、普通鲤鱼（Cyprinus carpio）（Ashouri等人，2015年）、沟鲶鱼（Ictalurus punctatus）（Wang & Lovell，1997年）、钝吻鰕虎鱼（Megalobrama amblycephala）（Jingyuan等人，2020年）和尼罗罗非鱼（O. niloticus）（Lee等人，2016年）。

在鱼饲料中，亚硒酸钠因其低成本而被广泛用作无机硒来源（Mechlaoui等人，2019年）。然而，无机硒的吸收率较低且毒性较高，因此受到严格监管（Berntssen等人，2017年；EFSA，2015年，4）。欧盟指南规定鱼饲料中的无机硒含量不得超过0.5毫克/千克干重（EFSA，2015年，4）。尽管研究表明有机硒的吸收率更高、在组织中的保留率更好且环境影响更小（Payne和Southern，2005年；Trávní?ek等人，2008年），但关于现代有机硒衍生物的相对效果仍存在争议。

新型有机硒形式因有效性而受到越来越多的关注（Fontagné-Dicharry等人，2020年），尤其是羟基硒代蛋氨酸（OH-SeMet）和2-羟基-4-甲基硒丁酸（HMSeBA）。羟基硒代蛋氨酸是硒代蛋氨酸的前体，其代谢途径与硒代蛋氨酸相似，稳定性更优（Surai等人，2018年）。欧盟委员会已批准将其作为动物饲料添加剂使用（Hogstrand，2013年）。然而，关于羟基硒代蛋氨酸作为硒来源对鱼类生长、免疫反应、抗氧化能力和疾病抵抗力的具体影响仍缺乏足够研究。此外，硒的生物利用度因形式不同而有很大差异。因此，本研究旨在探讨不同剂量下的羟基硒代蛋氨酸和亚硒酸钠对尼罗罗非鱼生长性能、血液学参数、免疫反应和抗氧化状态的影响。

机构动物伦理委员会声明

本研究遵循了印度渔业研究生院（IFPGS, TNJFU University）的动物使用指南及伦理委员会的规定（批准编号：18/SA/IAEC/Fish/IFPGS/2024）。

实验设计与饲料配方

本研究采用6×2因子设计，属于完全随机实验。根据国家研究委员会（NRC，Jobling，2012年）的建议，实验饲料配方旨在满足或超过尼罗罗非鱼的营养需求。

生长性能与饲料效率

实验结果显示，所有处理组的尼罗罗非鱼在60天内体重均显著增加，从6.7±0.1克增长至超过50克。通过分析体重（FBW）、体长（WG）、饲料转化率（FCR）和存活率等生长参数，评估了不同硒来源的影响。双因素方差分析（ANOVA）显示，硒来源和剂量对除存活率外的所有生长参数均存在显著交互作用（P < 0.05）。

生长性能与饲料利用

硒是鱼类生理活动中不可或缺的微量元素，既以有机形式也存在无机形式（Silva等人，2019年）。本研究表明，无论是无机硒还是有机硒都能提升尼罗罗非鱼的生长性能（FBW、WG、SGR、FCR、PER）。其中，羟基硒代蛋氨酸（OH-SeMet）对生长表现的改善尤为显著。

结论

本研究证实，将羟基硒代蛋氨酸添加到尼罗罗非鱼的饲料中，可提升其生长参数、生化指标和分子反应，效果优于对照组和无机硒补充组。详细分析表明，OH-SeMet补充剂改善了多种生物系统，包括生长调节、血液学参数、肝脏功能、消化效率和抗氧化防御机制。

未引用参考文献

(Asaduzzaman等人，2017年；EFSA动物饲料添加剂与产品专家小组（FEEDAP），2015年；Khalil等人，2019年)

资助情况

本研究未获得任何资助机构的支持。

作者贡献声明

莫哈穆德·卡维穆加拉贾（Mohamood Kavimugaraja）：负责撰写初稿、方法设计及数据分析。 托达尔·约加南达姆·苏曼（Thodhal Yoganandham Suman）：负责审稿与编辑。 卡利亚佩鲁马尔·斯里兰贾尼（Kaliyaperumal Sriranjani）：负责数据分析。 约翰逊·雷特纳拉杰·塞尔万·克里斯蒂拉杰（Johnson Retnaraj Samuel Selvan Christyraj）：负责资源协调。 萨拉瓦纳库马尔·文卡塔查拉姆（Saravanakumar Venkatachalam）：负责资源支持。 内森·费利克斯（Nathan Felix）：负责验证结果、监督工作及概念构思。 坦加拉尼·杰米拉（Thangarani Jemila）：负责撰写、审稿与编辑、数据可视化、监督及概念构思。 阿米特·兰詹（Amit Ranjan）：负责审稿与编辑。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本研究结果的财务利益或个人关系。

致谢

本研究使用的预混料由Bentoli Agri Nutrition India Pvt. Ltd.提供，Growel Feeds Pvt. Ltd.协助完成了饲料配方的开发工作。作者对两公司的支持表示感谢。钦奈渔业研究生院为实验研究的顺利进行提供了必要的机构支持，特此致谢。