黃斑藍(lán)子魚(yú)對(duì)兩種大型海藻的消化機(jī)制和可利用性研究.pdf

1、隨著近年來(lái)海水養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，飼料原料資源緊缺、養(yǎng)殖成本過(guò)高、養(yǎng)殖環(huán)境惡化等問(wèn)題日益突出，阻礙了海水養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。因此，在推廣配合飼料的同時(shí)，開(kāi)發(fā)植食性養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)和尋找新的飼料源，是解決上述問(wèn)題、促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。藍(lán)子魚(yú)是我國(guó)目前唯一的植食性海水養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)，開(kāi)展藍(lán)子魚(yú)消化利用海藻機(jī)制和可利用性方面的研究將具有重要的理論和實(shí)際意義。本文通過(guò)養(yǎng)殖試驗(yàn)，采用酶學(xué)、組織學(xué)、生理生化學(xué)和分子生物學(xué)等方法，以黃斑藍(lán)子魚(yú)（Siganus

2、canaliculatus）為研究對(duì)象，對(duì)其消化利用兩種海藻（龍須菜和滸苔）的內(nèi)源性機(jī)制以及這兩種海藻的可利用性方面進(jìn)行了研究。具體結(jié)果如下：
　　1.藍(lán)子魚(yú)的攝食生理與消化酶的酶學(xué)特性
　　通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，藍(lán)子魚(yú)攝食時(shí)間主要在白天，且有攝食自己糞便的習(xí)慣。魚(yú)體胃腸pH變化與進(jìn)食后的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，進(jìn)食0.5h后，胃和腸中pH值分別為2.3和7.3左右，而24h后則分別變成4.7和8左右；胃腸pH與食物種類(lèi)關(guān)系不大。離體狀態(tài)下，

3、前腸的淀粉酶和脂肪酶的活力分別在40～50℃、40℃最高；胃和前腸的蛋白酶的最適溫度均為40～50℃。前腸中的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的最適pH值分別為8、6和8；而胃蛋白酶的活力隨pH值升高而出現(xiàn)兩個(gè)峰值，最適pH值分別為2和8。
　　2.不同餌料組藍(lán)子魚(yú)的生長(zhǎng)性能、體成分、消化酶活力及消化道組織結(jié)構(gòu)的比較
　　以藍(lán)子魚(yú)喜食的兩種海藻（滸苔與龍須菜）及配合飼料、冰鮮魚(yú)為餌料，投喂藍(lán)子魚(yú)幼魚(yú)8周，比較不同餌料組藍(lán)子魚(yú)的生長(zhǎng)性能

4、和肌肉營(yíng)養(yǎng)成分。結(jié)果顯示，配合飼料組魚(yú)的生長(zhǎng)效果最好，海藻組最差；配合飼料組和冰鮮魚(yú)組全魚(yú)的蛋白質(zhì)和脂肪含量明顯高于海藻組，而冰鮮魚(yú)組的灰分含量最低。從肌肉必需氨基酸和半必需氨基酸占總氨基酸的比例來(lái)看，龍須菜組最高，尤以精氨酸和組氨酸的含量最為明顯；滸苔組魚(yú)肌肉中多不飽和脂肪酸（PUFA）含量顯著高于其它各組，配合飼料組魚(yú)肌肉的n-3/n-6 PUFA比值明顯高于其它各組。這提示，結(jié)合海藻可提高肌肉營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)而配合飼料可促進(jìn)生長(zhǎng)的特點(diǎn)，可

5、開(kāi)發(fā)基于海藻原料的低成本藍(lán)子魚(yú)配合飼料。
　　不同餌料投喂組魚(yú)消化系統(tǒng)的總蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活力均在養(yǎng)殖前3周變化顯著，隨后趨于穩(wěn)定。在前3周內(nèi)，兩海藻組魚(yú)肝臟、食道和胃中總蛋白酶呈上升趨勢(shì)，而前腸和中腸沒(méi)有明顯波動(dòng)；除胃外，其它消化部位的淀粉酶活力沒(méi)有明顯波動(dòng)，保持較高酶活力；海藻組魚(yú)整個(gè)消化道的脂肪酶活力顯著降低。各組間肝臟中的多糖酶活力沒(méi)有顯著差異，但海藻組魚(yú)腸道中的蔗糖酶、昆布多糖酶、纖維素酶、糖原酶以及淀粉酶活力都顯

6、著高于冰鮮魚(yú)組，而魚(yú)腸道中的昆布多糖酶和纖維素酶活力顯著高于配合飼料組。這說(shuō)明，藍(lán)子魚(yú)需3周左右時(shí)間來(lái)調(diào)整消化道的生理狀態(tài)以適應(yīng)食物的變化；較高的淀粉酶、昆布多糖酶和纖維素酶活力在藍(lán)子魚(yú)消化利用海藻過(guò)程中可能起到關(guān)鍵作用。
　　餌料不僅對(duì)腸道中的消化酶有影響，也對(duì)吸收相關(guān)酶的活力有影響。海藻組魚(yú)腸道的鈉鉀-ATP酶和肌酸激酶活力明顯低于冰鮮魚(yú)組和配合飼料組，但谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶和堿性磷酸酶活力顯著高于冰鮮魚(yú)組。說(shuō)明后兩種酶在海藻利用過(guò)程

7、中可能具有重要作用。
　　食物種類(lèi)對(duì)消化系統(tǒng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)有一定影響。海藻組魚(yú)的肝臟較小，顏色呈暗紅色，腸道較長(zhǎng)，比腸長(zhǎng)為2.35；冰鮮魚(yú)組魚(yú)的肝臟較大，顏色呈淺紅色，腸道較短，比腸長(zhǎng)為1.94。與冰鮮魚(yú)組相比，海藻組魚(yú)的肝臟組織中的扁平細(xì)胞排列不緊密，細(xì)胞間結(jié)締組織發(fā)達(dá)；腸道粘膜上皮較寬，出現(xiàn)大量的次級(jí)粘膜褶；腸道肌層較薄，環(huán)肌排列松散。這些特性說(shuō)明，較長(zhǎng)的腸道、豐富的粘膜褶皺和較薄的肌層可能有助于藍(lán)子魚(yú)對(duì)海藻等低能量食物的充分消化

8、吸收。
　　3.藍(lán)子魚(yú)肝臟α-淀粉酶基因的克隆及不同餌料組魚(yú)mRNA表達(dá)水平的比較
　　采用PCR和RACE方法克隆了藍(lán)子魚(yú)的α-淀粉酶基因（α-AMY），其cDNA全長(zhǎng)為1903bp，包括可編碼512個(gè)氨基酸的開(kāi)放閱讀框1539bp，5’和3’非編碼區(qū)分別為321bp和42bp。藍(lán)子魚(yú)與已報(bào)道的多數(shù)魚(yú)類(lèi)α-AMY氨基酸序列具有80％左右同源性。半定量RT-PCR方法檢測(cè)顯示，α-AMY主要在肝臟和腸道中表達(dá)，在食道、胃和幽

9、門(mén)盲囊不表達(dá)。采用熒光定量PCR方法比較不同餌料組魚(yú)肝臟和腸道中的α-AMY mRNA表達(dá)水平，組間沒(méi)有顯著差異，說(shuō)明食物對(duì)消化酶的影響可能并不發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平。
　　4.兩種大型海藻的可利用性研究
　　1）將龍須菜按33％的比例添加到飼料中，同時(shí)以不含龍須菜的基礎(chǔ)飼料為對(duì)照組，投喂藍(lán)子魚(yú)8周后，藍(lán)子魚(yú)的生長(zhǎng)效果和飼料利用率都明顯比對(duì)照組差，但非特異性免疫指標(biāo)卻明顯優(yōu)于對(duì)照組；兩組間的成活率和飼料表觀消化率無(wú)顯著差異。除龍須菜

10、組魚(yú)肌肉蛋氨酸和酪氨酸含量比對(duì)照組低外，兩組魚(yú)在全魚(yú)生化成分、肌肉氨基酸和脂肪酸成分方面無(wú)明顯差異。這說(shuō)明，龍須菜作為原料添加到藍(lán)子魚(yú)配合飼料中是可行的，但添加比例不宜超過(guò)33％。
　　2）將龍須菜和滸苔按1:1混合作為原料，按5％、10％和20％的比例添加到藍(lán)子魚(yú)配合飼料中，另設(shè)2組10％和20％海藻組分別添加0.2％芽孢桿菌，同時(shí)以不含海藻的基礎(chǔ)飼料為對(duì)照組，開(kāi)展為期8周的生長(zhǎng)試驗(yàn)。結(jié)果顯示，各組間飼料系數(shù)、蛋白質(zhì)效率和成活率

11、都無(wú)顯著差異；5％海藻組或10％海藻＋0.2％芽孢桿菌組魚(yú)的增重率和蛋白效率與對(duì)照組無(wú)顯著差異，但顯著高于10％和20％海藻組。0.2％的芽孢桿菌添加到飼料中能明顯提高藍(lán)子魚(yú)的飼料日攝食量。飼料中添加海藻對(duì)魚(yú)體的蛋白質(zhì)和水分含量無(wú)明顯影響，但可明顯降低肌肉的脂肪含量、增加其灰分含量；可降低血清的膽固醇、甘油三酯、總蛋白、白蛋白以及乳酸脫氫酶含量，但對(duì)血清總蛋白、白蛋白和乳酸脫氫酶含量無(wú)明顯影響；能提高肝臟和肌肉的抗氧化力相關(guān)指標(biāo)，降低丙

12、二醛含量。這些結(jié)果表明，藍(lán)子魚(yú)配合飼料中海藻添加量至少可達(dá)5％；如果飼料中添加0.2％芽孢桿菌，海藻添加量至少可達(dá)10％；飼料中添加海藻可增加魚(yú)體礦物質(zhì)含量、降低肌肉脂肪和血清膽固醇水平，可提高魚(yú)體的抗氧化水平。
　　綜上所述，本論文的研究結(jié)果顯示：
　?。?）藍(lán)子魚(yú)攝食海藻后，其消化道變長(zhǎng)，腸壁變薄且粘膜褶較豐富；淀粉酶、昆布多糖酶和纖維素酶等消化酶的活力升高，谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶和堿性磷酸酶等與吸收有關(guān)的酶的活力也增高。這些消化

13、生理特性方面的變化可能是藍(lán)子魚(yú)消化利用大型海藻的重要機(jī)制。
　　（2）不同餌料組藍(lán)子魚(yú)肝臟淀粉酶基因mRNA表達(dá)水平無(wú)明顯差異，說(shuō)明食物對(duì)消化酶的影響可能并不發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平。
　　（3）藍(lán)子魚(yú)配合飼料中添加5％海藻其生長(zhǎng)沒(méi)有影響；如果飼料中添加0.2％芽孢桿菌，海藻添加量可提高到10％以上；飼料中添加海藻可改善藍(lán)子魚(yú)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)或抗氧化水平。研究成果對(duì)于豐富魚(yú)類(lèi)生理學(xué)內(nèi)容、建立植食性海水魚(yú)類(lèi)的營(yíng)養(yǎng)學(xué)理論體系等具有重要的理論意義