评估大型黄鲈鱼(Larimichthys crocea)饲料中最佳甲硫氨酸含量

《Animal Feed Science and Technology》:Assessing the optimal methionine content of large yellow croaker Larimichthys crocea diet

【字体: 时间:2026年05月10日 来源:Animal Feed Science and Technology 2.7

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  雷明涛|刘平定|范杰良|李鹏|王 Yan浙江大学海洋学院,中国舟山316021摘要本研究进行了一项饲喂试验,旨在评估在不同甲硫氨酸水平日粮条件下大型黄鲷鱼(Larimichthys crocea)的生长情况、饲料利用率、抗氧化能力和氧化损伤程度。试验设计了六种等氮(粗蛋白含量为5

  
雷明涛|刘平定|范杰良|李鹏|王 Yan
浙江大学海洋学院,中国舟山316021

摘要

本研究进行了一项饲喂试验,旨在评估在不同甲硫氨酸水平日粮条件下大型黄鲷鱼(Larimichthys crocea)的生长情况、饲料利用率、抗氧化能力和氧化损伤程度。试验设计了六种等氮(粗蛋白含量为510克/千克)和等脂(粗脂含量为110克/千克)日粮,分别命名为M0、M2、M4、M6、M8和M10,其甲硫氨酸含量分别为7.8、9.7、11.7、13.8、15.6和17.4克/千克。体重为18.3±1.2克的鱼被放置在近海网箱中,接受这些日粮喂养十周。结果表明,日粮中的甲硫氨酸含量显著影响最终体重(FBW)、体重增重(WG)、饲料转化率(FCR)、氮保留率(NRE)、磷保留率(PRE)、碳保留率(CRE)和能量保留率(ERE)、腹部脂肪指数(AFI)、血浆中的高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和总谷胱甘肽(T-GSH)及还原型谷胱甘肽(GSH)含量,以及血浆和肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)的活性,还有血浆和肌肉中的丙二醛(MDA)含量。随着日粮中甲硫氨酸含量从7.8克/千克增加到15.6克/千克,体重增重、NRE、PRE、CRE和ERE以及血浆中的T-GSH、GSH和HDL-C含量增加,而当甲硫氨酸含量进一步增加到17.4克/千克时,这些指标则有所下降;血浆中的MDA和蛋白质羰基含量则表现出相反的趋势。尽管M4、M8、M6和M10组之间的差异不显著,但M8组显示出相对较高的最终体重、体重增重、NRE和ERE。体重增重和NRE与日粮中的甲硫氨酸含量呈正相关,血浆中的GSH/GSSG比值、SOD和GSH-PX活性以及肝脏中的MDA含量也呈正相关;而血浆和肌肉中的蛋白质羰基含量则与日粮中的甲硫氨酸含量呈负相关。研究表明,促进大型黄鲷鱼快速生长的理想甲硫氨酸日粮含量为15.6克/千克。提高日粮中甲硫氨酸含量(从7.8克/千克到15.6克/千克)从而增强生长和饲料利用率的机制可能涉及调节鱼的代谢和抗氧化能力。

引言

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。

章节摘录

实验设计、试验日粮和试验鱼

本研究设计了一个单因素实验,使用了六种等氮(粗蛋白含量为510克/千克)和等脂(粗脂含量为110克/千克)日粮。对照日粮(M0)的甲硫氨酸含量为8克/千克。在其他五种日粮M2、M4、M6、M8和M10中,分别在M0的基础上额外添加了2克、4克、6克、8克和10克的DL-甲硫氨酸,从而使日粮中的甲硫氨酸含量分别达到10克/千克、12克/千克、14克/千克、16克/千克和18克/千克。这些试验日粮的蛋白质、脂肪和鱼粉含量已得到验证。

生长、饲料摄入量与利用率、鱼体形态及组成、血液脂质谱

饲喂试验期间,试验鱼的存活率为87%至93%,大多数鱼的死亡是由于春潮期间的水流冲击造成的(表3)。最终体重(FBW)、WG、FCR、CRE、NRE和ERE与日粮中的甲硫氨酸含量显著相关(P < 0.05),而饲料摄入量与日粮中的甲硫氨酸含量无显著关系(P > 0.05)。随着日粮中甲硫氨酸含量从7.8克/千克增加到15.6克/千克,FBW、WG、NRE、ERE和CRE呈上升趋势,随后又趋于下降。

讨论

鱼类营养的本质是功能性营养,这对于配制高质量的饲料以最大化养殖鱼类的生长、存活率和鱼肉品质至关重要,而不仅仅是延长其寿命。作为IDEAs的氨基酸需求与其作为FAAs的需求不同,因为FAAs作用于调节鱼类生长,而IDEAs主要通过提供氨基酸用于蛋白质合成来支持鱼类生长。因此,应基于日粮中FAAs的含量来确定IDEAs的需求。

伦理声明

本研究涉及的所有鱼类处理和操作程序均已获得浙江大学动物护理和使用委员会的批准(批准编号:ZJU20260234)。

作者贡献

雷明涛:负责研究、数据分析、数据整理和初稿撰写;刘平定和范杰良协助研究;李鹏负责审稿和编辑;王 Yan负责概念构思、资金获取、实验设计、监督、审稿和编辑。

(AOAC, 1995, FAO, 2022, Halliwell, 2007, Li et al., 2020, Wu and Li, 2022, Zhang et al., 2008)

资助

本研究得到了国家重点研发计划(项目编号:2024YFD2401704)和国家自然科学基金(项目编号:31772868)的资助。

CRediT作者贡献声明

雷明涛:负责研究、数据分析、数据整理和初稿撰写;刘平定和范杰良协助研究;李鹏负责审稿和编辑;王 Yan负责概念构思、资金获取、实验设计、监督、审稿和编辑。

CRediT作者贡献声明

雷明涛:负责撰写、数据分析、数据整理和初稿撰写。刘平定:负责研究。范杰良:协助研究。李鹏:负责审稿和编辑。王 Yan:负责撰写、审稿和编辑、监督及资金获取、概念构思。

作者声明在研究、作者身份及本文的发表方面没有利益冲突。

本研究得到了国家重点研发计划(项目编号:2024YFD2401704)和国家自然科学基金(项目编号:31772868)的资助。作者感谢陈友春先生在运输试验鱼和准备实验网箱方面提供的帮助。

作者声明在研究、作者身份及本文的发表方面没有利益冲突。

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