自从鱼类生长、代谢和健康依赖于日粮中蛋白质的数量和质量以来,氨基酸的需求一直是鱼类营养研究的核心,而蛋白质的特性由其氨基酸组成决定(NRC, 2011)。传统上,根据氨基酸的需求与合成能力之间的差距,将蛋白质生成氨基酸分为非必需氨基酸(DAAs)和必需氨基酸(IDAAs)(Wu, 2022),“理想蛋白质”则是基于IDEAA组成来确定的(NRC, 2011)。近二十年来,功能性氨基酸(FAAs)受到了越来越多的关注,其中包括IDEAs、DAAs或非蛋白质生成氨基酸,它们在调节动物的生长、代谢和免疫方面起着重要作用(Wu, 2009, Wu, 2010, Wu, 2013)。FAAs的概念为理解氨基酸在生物生长中的作用提供了新的视角,表明FAAs不仅是蛋白质合成的原料,也是调节因素(Li and Wu, 2018, Li et al., 2020, Li et al., 2021)。目前已鉴定出多种FAAs,如谷氨酰胺、脯氨酸、亮氨酸、甘氨酸和牛磺酸(Li and Wu, 2018, Li et al., 2020, Li et al., 2021),并评估了某些FAAs对鱼类生长的影响(Biasato et al., 2022, Huang et al., 2024, Rong et al., 2020, Sui et al., 2023, Xie et al., 2016)。鱼类的生长(G)可以表示为:G = GMax - GEl - GSl,其中GMax是由遗传因素决定的生长潜力,GEl和GSl分别代表由于环境条件(如食物、水质等)和压力因素导致的生长损失(Wang, 2024)。功能性IDEAs(F-IDAs)可以通过促进代谢或减轻压力来调节鱼类生长,而作为IDEAs则主要通过提供氨基酸用于蛋白质合成来支持鱼类生长。FAAs与IDEAs在影响鱼类生长方面的不同机制导致了对它们的需求不同,这意味着IDEAs的需求应低于其作为FAAs时的需求。虽然鱼类对IDEAs的需求已经得到了深入研究(NRC, 2011),但对FAAs的需求却很少被评估。
甲硫氨酸被认为是一种F-IDAs,它可以被代谢成半胱氨酸(Wu, 2022)。半胱氨酸参与谷胱甘肽和牛磺酸的合成(Andersen, Waagb? and Espe, 2016)。谷胱甘肽是细胞质中最丰富的硫醇,以还原型谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽二硫化物(GSSG)的形式存在,在谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)和谷胱甘肽还原酶(Meister and Anderson, 1983, Wu et al., 2004)的催化下发挥清除活性氧(ROS)的作用。牛磺酸对合成牛磺酸结合胆汁酸、免疫调节、抗氧化和线粒体功能至关重要(Salze and Davis, 2015)。作为IDEAs的甲硫氨酸需求已在鱼类研究中得到广泛评估,多种因素(包括鱼种、体型和年龄、日粮的营养组成以及环境条件)都会影响鱼类对甲硫氨酸的需求(Wang et al., 2023)。日粮中添加甲硫氨酸通常可以增强鱼类的生长、饲料利用率、抗氧化能力和免疫力,但过高的甲硫氨酸水平会损害生长、饲料利用率、抗氧化能力和肠道形态(Hu et al., 2015, Marit et al., 2008, Song et al., 2018, Wang et al., 2023)。鱼粉富含甲硫氨酸,如果在饲料中大量替代鱼粉使用植物成分,可能会导致甲硫氨酸缺乏(Gatlin et al., 2007)。
大型黄鲷鱼(LYC)Larimichthys crocea在中国近海网箱中广泛养殖,约占全球海水鱼类养殖产量的3%(FAO, 2022)。Mai等人(2006)报告称,在含有430克/千克粗蛋白的LYC日粮中,作为IDEAs的甲硫胺需求量为14.4克/千克,这远低于LYC的最佳日粮蛋白水平(490至520克/千克粗蛋白,Chen et al., 2023b)。考虑到在低蛋白水平下日粮蛋白不足可能会限制鱼类生长,因此推测LYC的甲硫氨酸需求可能被低估了。本研究评估了在最佳蛋白水平下日粮中甲硫氨酸含量对LYC的生长、饲料利用率、抗氧化能力和氧化损伤的影响。我们的目的是确定促进LYC快速生长的理想甲硫氨酸含量,以及甲硫氨酸补充如何提高生长和饲料利用率的机制。