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两种可消化能水平下添加晶体DL-蛋氨酸对罗非鱼生长性能的影响(1)

出处:中大水生通讯 作者: 水产养殖网 2017-04-22 23:16:00
摘要:

本文研究了两种不同能量水平下罗非鱼(初始重为8.95±0.06 g)对饲料中蛋氨酸的需要量。共设计10组等氮饲料(蛋白含量为28.8%),设置两个可消化能量水平(低能组:10.9 MJ/kg;高能组:12.4 MJ/kg),每个能量水平下分别添加5个蛋氨酸水平(0,1,2,4和6 g/kg)。每组饲料设3个平行,实验周期为8周。实验结果表明:同一可消化能量水平,罗非鱼的增重率和特定生长率随饲料中蛋氨酸水平的增加而显著增加(P <0.001);同一蛋氨酸水平下,高能组的增重率和特定生长率显著高于低能组(P = 0.001),但可消化能量水平和蛋氨酸水平之间并无交互作用。基于饲料中蛋氨酸水平与增重率的二次模型分析可知,罗非鱼获得最大生长所需的蛋氨酸(饲料胱氨酸含量为0.47%),在低能水平(10.9 MJ/Kg)下为7.34g/kg,而高能水平下(12.4 MJ/Kg)为9.90g/kg。由此可见,饲料中可消化能水平对罗非鱼蛋氨酸的利用和需要量有影响,罗非鱼饲喂高能饲料时需要更多的蛋氨酸来获得最大生长。

1
前言
鱼类对蛋白的需求实际上是对氨基酸的需求,饲料中氨基酸过量或不足会影响鱼类对饲料蛋白质的沉积。由于鱼粉等蛋白源价格较高,罗非鱼饲料中蛋白源几乎以豆粕、菜粕为主,而植物性蛋白源大部分氨基酸不平衡,特别是蛋氨酸尤为缺乏(Goff等,2004)。由于蛋氨酸是罗非鱼生长和发育所必需的含硫氨基酸,在体内直接或间接参与蛋白质的合成,通过合成肉碱干预脂质代谢(Schuhmacher等,1998),作为半胱氨酸合成前体参与氧化防御机制(Espe等,2011),同时也参与核酸、磷脂酸和生物胺的合成(Espe等,2008)。因此,蛋氨酸的缺乏,会影响机体氮平衡,导致养殖鱼类的生长速度下降,饲料效率降低,某些鱼类甚至还会出现白内障。在豆粕为基础的饲料中添加的晶体蛋氨酸可被鱼体有效利用(Ai等,2005)。
近年来,实际养殖过程中,罗非鱼饲料中的脂肪含量越来越高,已经从过去的3%~4%上升到了6%~7%。脂肪含量的上升,直接提高了饲料中的能量水平,而能量的改变必然会影响罗非鱼对饲料中其它营养物质的利用。关于能量水平对氨基酸需要量的影响在鸡(Lee等,1974)、牛(Schroeder等,2006)以及猪(Zhang等,2013)中已有大量报道。在鱼类,Encarnação等(2004)指出饲料可消化能水平并不影响虹鳟对赖氨酸的需要量。而金胜洁(2009)研究表明,高能饲料能够节约杂交罗非鱼对蛋氨酸的需求量。在豆粕、菜粕及棉粕为主要蛋白源的实用饲料中,饲料能量水平对晶体氨基酸的利用和需求量的影响,目前在罗非鱼上仍未见到相关报道。而理解能量水平的提高对氨基酸在罗非鱼获得生长性能时的需求量的差异,对于发展经济有效的饲料策略是至关重要的。
因此,本实验以尼罗罗非鱼幼鱼为实验对象,研究在两种不同可消化能水平下添加晶体DL-蛋氨酸对其生长、饲料利用、体组成、消化率以及氨基酸沉积率的影响。

2
材料和方法
2.1 实验饲料及实验设计

饲料配方及常规营养成分分析见表1,饲料氨基酸组成如表2所示。共设计10组等氮饲料,粗蛋白水平为28.8%,以豆油为能量源,通过调整豆油、面粉和米糠粕设置两个可消化能水平(10.9 MJ/kg和12.4 MJ/kg),每个能量水平下分别添加5个蛋氨酸水平(0,1,2,4和6 g/kg)。其中D1~D5为低能组,通过添加晶体DL-蛋氨酸使饲料蛋氨酸含量分别为4.58,5.18,5.78,7.41和9.11 g/kg(实测值);D6~D10为高能组,其蛋氨酸含量分别为4.37,5.06,6.03,7.60和8.58 g/kg(实测值)。各组饲料添加0.01%的三氧化二钇(Y2O3)作外源性指示剂。
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2.2 实验管理

实验用尼罗罗非鱼购于广州某鱼苗场,用商业饲料驯养2周以适应实验条件。实验开始后,每箱(200L)放鱼25尾,初始重为8.95±0.06 g。每组饲料设3个平行。在8周的养殖实验中,每天分别于9:00和16:00投喂2次,投喂率为体重的6%~8%。每2周称重跟踪其生长、存活率,并相应调整饲料投喂量。每天清除残饵和粪便,并干燥称重记录剩余残饵以计算其平均摄食量。实验期间水温为28℃~29℃,溶氧为6.0~6.5 mg/L,pH为7.0~7.2,总氨氮≤0.5 mg/L。
2.3 表观消化率(ADCs,%)

在养殖实验的最后14天,用虹吸法收集每个箱的粪便样品,冷冻干燥并保存在-20℃。分别测定饲料和粪便中的钇与各营养物质的含量,并用以下公式(Maynard 等,1969)计算表观消化率:
ADCs(%)=100-(%I饲料/ %I粪便)×(%N粪便 / %N饲料)×100
其中,I饲料代表饲料中Y2O3含量(%),I粪便代表粪便中Y2O3含量(%),N饲料代表饲料中各营养物质含量(%),N粪便代表粪便中各营养物质含量(%)。
2.4 样品分析

饲料、粪便及全鱼样品经冷冻干燥并粉碎,分别采用105℃常压干燥法、凯氏定氮法、索氏抽提法、550℃灼烧法、Parr氧弹热量计、全自动氨基酸分析仪测定水分、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、总能及氨基酸含量。

2.5 数据统计分析

实验结果采用“平均值±标准误”表示,双因素分析采用two way-ANOVA 多重比较法,检验组间差异显著(P <0.05)。统计软件采用SPSS 21.0。当双因素检测有差异时,再经单因子方差分析,采用LSD和Duncan’s多重比较检验均值的差异显著性(P <0.05)。线性及二次回归分析均采用GraphPad Prism version 6 for Windows 进行分析作图。

3、结果

3.1 生长性能和饲料利用

不同能量水平下蛋氨酸对罗非鱼生长性能和饲料利用的影响见表3。实验结果表明,在低能量水平下,额外添加晶体蛋氨酸改善了罗非鱼的末重、增重率与特定生长率;且4 g/kg添加组获得最大生长,显著高于其它各组(P <0.05),但当蛋氨酸添加量进一步提高至6 g/kg时,罗非鱼的生长性能降低;而高能水平下,罗非鱼的末重、增重率及特定生长率随蛋氨酸添加水平的上升而显著上升(P <0.05),并在6 g/kg添加组获得最大生长。在同一蛋氨酸添加水平下,饲喂高能饲料罗非鱼的生长性能显著高于低能饲料组(P <0.05)。图1为高、低可消化能饲料中蛋氨酸含量与增重率之间的二次回归模型,其二次方程分别为:
低能组,Y=527+85.2X-5.81X2(R2=0.88,P < 0.0001)
高能组,Y=546+75.1X-3.79X2(R2=0.99,P < 0.0001)
由以上方程可知,罗非鱼在获得最大生长时蛋氨酸含量在低能饲料中为7.34 g/kg,高能饲料中为9.90 g/kg。通过双因素分析表明,饲料能量及蛋氨酸水平均显著影响罗非鱼的生长,但二者之间无交互作用。
饲料能量与蛋氨酸均显著影响蛋白沉积率和能量沉积率,但无交互作用。在低能水平下,蛋氨酸的添加对蛋白质效率、蛋白沉积率、能量沉积率和脂肪沉积率无明显影响。在高能水平下,蛋氨酸的添加能够显著增加蛋白质效率、能量沉积率和脂肪沉积率(P <0.05),其变化规律与生长指标一致。在同一蛋氨酸水平下,高能组的蛋白质效率、蛋白沉积率和能量沉积率显著高于低能组(P <0.05)。提高饲料能量水平能显著降低脂肪沉积率(P <0.05)。
罗非鱼的摄食量与饲料系数在各组间均没有显著差异。蛋氨酸日均摄入量随饲料蛋氨酸添加水平的增加而显著上升,但不受饲料能量水平的影响。饲料中的蛋氨酸和能量水平显著提高了蛋氨酸日均获得量(P <0.05)。
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3.2 饲料表观消化率

如表4所示,饲料中不同蛋氨酸和能量水平对罗非鱼蛋白质消化率均无显著影响。干物质及能量的消化率随饲料中能量水平的增加而显著增加(P <0.05),但不受饲料中蛋氨酸水平的影响,且无交互作用。罗非鱼蛋氨酸的表观消化率随饲料中蛋氨酸含量的增加而显著增加(P <0.05),但不受饲料能量水平影响,也不存在交互作用。
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3.3 全鱼体成分

罗非鱼全鱼体成分的结果见表5。经双因素分析结果表明,饲料蛋氨酸水平仅影响全鱼蛋白含量(P <0.05)。饲料中能量水平的增加显著提高了全鱼蛋白、脂肪、能量的含量(P <0.05),且显著降低全鱼水分的含量(P <0.05)。饲料蛋氨酸和能量水平对全鱼体成分无交互作用。
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3.4 氨基酸沉积率

各氨基酸沉积率见表6。结果显示,同一能量水平下,蛋氨酸的沉积率随饲料中蛋氨酸水平的增加而显著下降(P <0.001),且与蛋氨酸日摄食量(mg /鱼·d)成负线性关系(图2);其它大多数氨基酸的沉积率随饲料中蛋氨酸水平的增加而显著增加(P <0.05)。高能水平下,罗非鱼各氨基酸(蛋氨酸、赖氨酸、精氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、丝氨酸、脯氨酸、丙氨酸、天冬氨酸及谷氨酸)在全鱼中的沉积率显著高于低能水平下(P <0.001)。除蛋氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、组氨酸外,饲料蛋氨酸水平和能量水平对其余的氨基酸沉积率存在交互作用(P <0.05)。
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4、讨论

本研究发现,低、高能水平下,罗非鱼获得最大生长所需的蛋氨酸水平分别为7.34 g/kg和9.90 g/kg。该结果与前人报道的尼罗罗非鱼蛋氨酸需要量(7.3~8.8 g/kg)相似(Liebert,2009),但远高于吉利罗非鱼(Polat,1999;5.0 g/kg)、莫桑比克罗非鱼(Jackson等,1982;< 5.3 g/kg)、奥尼罗非鱼(Lin等,2008;5.8~6.1 g/kg),以及Michelato 等(2013;5.5 g/kg)和Nguyen等(2009;4.9 g/kg)报道的尼罗罗非鱼。这可能是由于这些实验鱼品种、饲料组成成分、鱼体大小及其它因素导致的。

本实验中,与摄食低能(10.9 MJ/kg可消化能)饲料相比,罗非鱼幼鱼摄食高能(12.4 MJ/kg可消化能)饲料对蛋氨酸的需要量更高,且全鱼中各氨基酸的沉积率显著高于低能饲料组(表6),进而沉积更多的蛋白(蛋白质效率和蛋白沉积率,表3),与此同时,脂肪沉积率则显著低于低能饲料组(表3),可见罗非鱼在高能饲料下蛋白沉积和脂肪分解的活动高于低能饲料下。因而,饲喂高能饲料的罗非鱼需要更多的蛋氨酸来参与蛋白质的合成。如其它氨基酸一样,蛋氨酸和半胱氨酸(可由蛋氨酸转化而成;Toennies等,1939)是体蛋白的组成成分,发挥着蛋白合成底物的作用(Métayer等,2008)。其次,蛋氨酸作为蛋白质合成起始氨基酸参与mRNA翻译调控(Bradshaw等,1998),可以作为“营养信号”来调节肌肉生长以及某些激素(如胰岛素和胰岛素样生长因子1)(Kimball等,2006)。再次,蛋氨酸作为甲基供体(Bender,2003),是合成肉碱的前体(Swenson等,1996),而肉碱在转运活化的长链脂肪酸进入线粒体进行β-氧化中起重要作用(Yang等,2009)。因此,饲喂高能饲料的罗非鱼需要更多的蛋氨酸来合成肉碱,转运更多脂肪酸进入线粒体中进行β-氧化。

本实验中,罗非鱼饲料中的能量水平显著改善蛋白在全鱼中的沉积率。Schroeder等(2006)研究也发现即使蛋氨酸不足,通过添加能量仍可以提高肉牛的氮沉积。而Encarnação等 (2004)的报道指出,虹鳟饲料中能量水平并不影响鱼体的蛋白沉积。Leong等(1959)表示蛋白水平可能会影响氨基酸与能量之间的相互关系,当蛋白水平很低时,能量对含硫氨基酸的需要量没有影响。在本实验中,蛋白水平为28.8%,这在罗非鱼实际养殖过程中是足够的。

金胜洁(2009)在对杂交罗非鱼的研究中指出,在低能量水平的饲料中添加蛋氨酸可显著提高生长和饲料利用,但在高能量水平下添加蛋氨酸并没有效果。这与本实验结果不同。除了使用的罗非鱼品种不一样以外,可能与实验中所用的能量源和饲料蛋白含量不同有关;在本实验中饲料蛋白含量为28.8%,采用豆油作为主要的能量源;而金胜洁(2009)的实验中饲料蛋白含量为32%,采用淀粉作为能量来源。

已有大量研究表明,鱼类的摄食量受到能量的调控,高能水平下导致鱼类摄食量减少(Bendiksen等,2002)。然而,在本实验中罗非鱼的总摄食并未受到能量水平的影响。高文(2009)研究指出,饲喂含4%~10%脂肪饲料时,罗非鱼的生长性能和摄食量都无差异。本实验中添加的两个脂肪水平(2%,7%)都没有超过10%。此外,Gélineau等(2001)研究表明,只有当饲料组之间的能量差异达到2.2 KJ/g以上的时候,鱼类的摄食活性才会有明显的变化。而本实验中高能与低能饲料之间的能量差异较小(1.5 KJ/g),这也是罗非鱼摄食量不受能量水平影响的另一原因。一些研究报道指出饲料能量水平的增加能够显著改善饲料系数。然而在本实验中,饲料系数均低于1,各组之间无显著差异。

在本实验中,通过提高脂肪含量增加饲料能量水平能显著增加全鱼脂肪含量,降低全鱼水分含量;增加饲料蛋氨酸水平能显著影响全鱼蛋白含量(表5)。该结果在其它文献中也有报道,饲料脂肪水平与全鱼或组织的脂肪水平呈正相关性(Sargent等,2002)。金胜洁(2009)也指出,能量水平的增加能显著增加杂交罗非鱼全鱼、肝脏及肌肉中的脂肪含量;但饲料蛋氨酸对全鱼成分无影响。林仕梅等(2008)也表明,在饲料中添加蛋氨酸对罗非鱼体蛋白含量和氨基酸含量均无显著影响。

在本实验中,随着饲料中蛋氨酸添加量的增加,罗非鱼对蛋氨酸的表观消化率也呈线性显著增加(表4);这种线性关系,在大西洋鲑(Espe等,2011)中也见报道。此外,本实验中饲料能量水平的提高也显著改善干物质和能量的表观消化率,与金胜洁(2009)的结果一致。

在鱼类,关于饲料能量水平对必需氨基酸利用效率影响的报道不多。当能量不足时,饲料中的氨基酸会倾向于分解为能量;随着能量水平的增加,氨基酸的利用效率得到提高,更多地用于机体蛋白的合成。Encarnação等(2004)报道可消化能水平会影响虹鳟对饲料中赖氨酸的利用效率,同一赖氨酸水平下,20 MJ/kg可消化能组显示出更高的生长性能、赖氨酸的沉积及利用效率(与16 MJ/kg 可消化能组相比)。同样,本实验中提高饲料能量水平显著增加各氨基酸的沉积率。此外,除蛋氨酸外,其它各氨基酸的沉积效率随着饲料中蛋氨酸含量的增加而显著增加(表6),由此可见,饲料蛋氨酸水平的添加能够改善其它氨基酸的利用,从而促进罗非鱼的生长。(完)



1、来源:《中大水生通讯》第60期
2、作者:中山大学生命科学学院水生经济动物研究所 何菊云/文
3、微信号:gzchengyi2013

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