周期性“饑餓-再投喂”對大口黑鱸幼魚補(bǔ)償生長的影響

周凡,線婷,貝亦江,阮贇杰,柯慶青,陳劉浦,馬文君,丁雪燕

（1.浙江省水產(chǎn)技術(shù)推廣總站，浙江 杭州 310023；2.浙江大學(xué)新農(nóng)村發(fā)展研究院，浙江 杭州 310058）

在自然界，魚類常因食物分布不均、季節(jié)變化或環(huán)境改變等原因忍受饑餓;不同生長周期的魚對饑餓的適應(yīng)和耐受能力不盡相同[1]。饑餓對魚類補(bǔ)償生長的影響一直是水產(chǎn)養(yǎng)殖和營養(yǎng)生理研究的熱點[2,3]。在漁業(yè)生產(chǎn)中，確定合理的投喂策略，利用魚類饑餓后的補(bǔ)償生長規(guī)律提高飼料利用率，有效降低飼料系數(shù)，改善養(yǎng)殖水體水質(zhì)，獲得更佳的養(yǎng)殖效益，是構(gòu)建魚類生態(tài)高效養(yǎng)殖技術(shù)體系的重要內(nèi)容之一。

大口黑鱸Micropterus salmoides俗稱加州鱸，隸屬鱸形目Perciformes、太陽魚科Cehtrachidae、黑鱸屬Micropterus，原產(chǎn)于北美洲，于20世紀(jì)80年代被引入我國養(yǎng)殖。大口黑鱸營養(yǎng)豐富、肉質(zhì)鮮美、價格穩(wěn)定，適宜集約化養(yǎng)殖。2017年全國大口黑鱸養(yǎng)殖產(chǎn)量45.69萬t，排名前三的廣東、浙江和江蘇等三省總產(chǎn)量占全國產(chǎn)量的80%[4]。大口黑鱸為浙江省“十三五”漁業(yè)主推魚類之一，養(yǎng)殖規(guī)模迅速擴(kuò)大，據(jù)不完全統(tǒng)計，2018年全省養(yǎng)殖面積已突破3.33×103ha，產(chǎn)量約6萬t，是目前最具養(yǎng)殖前景、深受市場歡迎的淡水經(jīng)濟(jì)魚類之一。大口黑鱸養(yǎng)殖的飼料成本占總成本的60%以上，開展科學(xué)養(yǎng)殖，尤其是合理投喂，對大口黑鱸產(chǎn)業(yè)的提質(zhì)增效具有重要意義。本試驗通過研究大口黑鱸循環(huán)饑餓后的補(bǔ)償生長及生理生化指標(biāo)，以期為建立一種能夠減輕勞動力強(qiáng)度、降低養(yǎng)殖成本、提高飼料效率的大口黑鱸科學(xué)投喂策略提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗原料由浙江萬成生物科技有限公司（浙江·杭州）提供，膨化飼料由浙江聯(lián)盛飼料科技有限公司（浙江·德清）協(xié)助生產(chǎn)。試驗飼料以進(jìn)口白魚粉、大豆類蛋白（去皮豆粕、大豆?jié)饪s蛋白、發(fā)酵豆粕）等為主要蛋白源，以魚油、豆油等為主要脂肪源，配制成粗蛋白質(zhì)含量為45.3%、粗脂肪為9.3%、蛋白能量比39.2mg/KJ、粗灰分為12.6%、鈣為2.1%、磷為1.9%，賴氨酸為3.4%的膨化顆粒飼料。

試驗用大口黑鱸約為7周齡、1 000尾從浙江省水產(chǎn)技術(shù)推廣總站蕭山基地引入。養(yǎng)殖用水為經(jīng)過沉淀、沙濾處理后的淡水。

1.2 方法

養(yǎng)殖試驗在浙江省水產(chǎn)技術(shù)推廣總站西壩試驗基地采光大棚內(nèi)的30m2水泥池中進(jìn)行。水泥池水深1m，24h連續(xù)充氣。養(yǎng)殖期間水溫（26.5±1.2）℃，pH（6.8±0.1），溶氧≥5 mg/L。

試驗魚暫養(yǎng)2周后，選擇規(guī)格一致、健康無病、初始體質(zhì)量（45.70±0.56）g的幼魚480尾，分成4組，每組3個重復(fù)，每池放40尾魚。采用單因素實驗設(shè)計。D0組每天上午8時和下午16時飽食飼喂2次；D1組每周投喂6d后停喂1d；D2組每周投喂5d后停喂2d；D3組每周投喂4d后停喂3d。每周視情況換水30～50cm，清刷池壁與池底。每天記錄投喂量與存活率。循環(huán)“饑餓-再投喂”試驗養(yǎng)殖8周。

1.3 采樣與分析

試驗開始前從暫養(yǎng)魚中隨機(jī)取3組魚（每組5尾），保存在-20℃冰箱中用于測定初始體組成。試驗結(jié)束時停喂24h后，將每個水泥池內(nèi)的魚全部捕出成群稱量。再從每個水池中隨機(jī)取5尾魚，測量體質(zhì)量、體長和肝質(zhì)量，-20℃保存。根據(jù)AOAC方法[5]分析試驗飼料及各組魚的水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分含量。

從各池隨機(jī)采9尾魚，用80mg/L三氯叔丁醇麻醉后，尾靜脈取血，用氟化鈉-草酸鉀（2%氟化鈉+4%草酸鉀）抗凝。血液樣本以6 000r/min離心10min后收集血清；每3尾魚的血清合并為一個樣本保存于-80℃冰箱中，用南京建成生物工程研究所試劑盒測定血清的總蛋白（A045-2考馬斯亮藍(lán)法）、甘油三酯（A110-2 GPO-PAP法）、總膽固醇（A111-2 GPO-PAP法）和葡萄糖含量（F006）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（C010-2）和谷丙轉(zhuǎn)氨酶（C009-2）活性，以及生長激素（H091）和類胰島素生長因子-I（IGF-I ELISAKit）的水平。

每池再隨機(jī)取5尾魚，置冰盤毀髓處死，解剖分離胃和腸道，剔除消化道內(nèi)容物及腸系膜，用去離子水沖洗干凈，剪成小塊。按樣品質(zhì)量的9倍加入預(yù)冷去離子水配制成的緩沖液，在高速組織勻漿機(jī)中冰浴勻漿。10 000 r/min離心30min后，取上清液置于4℃冰箱中保存。用南京建成生物工程研究所試劑盒檢測胃和前腸的蛋白酶（A080-1、A080-2）、脂肪酶（A054-1）和淀粉酶（C016-2）活性。24h內(nèi)檢測完畢。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計

試驗數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤（Mean±SE）表示，用SPSS 16.0軟件進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA），用Turkey's多重比較法檢驗組間差異的顯著性，P＜0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

8周的飼養(yǎng)結(jié)果表明，四組大口黑鱸存活率為94.17%～98.33%，無顯著差異（P＞0.05）（表 1）。D0 組的大口黑鱸肥滿度顯著高于除D1組以外的其他兩組（P＜0.05），其他三個組肥滿度略有下降，但無顯著差異（P＞0.05）。D2和D3組大口黑鱸肝體比小于D0組，D3組肝體比顯著小于 D1組（P＜0.05），其他各組差異不顯著（P＞0.05）。從表1可知，隨著饑餓天數(shù)的增加，大口黑鱸的末體質(zhì)量、增重率和特定生長率呈不同程度的下降，D3組的生長指標(biāo)均顯著低于其他各組（P＜0.05）；D2組的生長指標(biāo)顯著低于D0組（P＜0.05），但和 D1組無顯著差異（P＞0.05）；D1組的生長與D0組顯著不差異（P＞0.05）。根據(jù)各組的實際投喂天數(shù)（分別為56d、49d、42d和35d）計算，特定生長率隨著饑餓時間的增加而顯著增加（P＞0.05）。

各組大口黑鱸的日攝食量隨每周饑餓時間的增加而顯著提高（P＜0.05），但各組間的總攝食量無顯著差異（P＞0.05）；飼料系數(shù)（FCR）也隨之顯著增加，D3組的 FCR 顯著高于 D0和 D1組（P＜0.05），D1組顯著低于D2和D3組（P＜0.05），但與D1組無顯著差異（P＞0.05）；D0和D3組的蛋白質(zhì)效率最高和最低（P＜0.05），D1組顯著高于 D3組（P＜0.05），但與 D0和 D2組差異不顯著（P＞0.05）（表 1）。

表1 不同“饑餓-再投喂”循環(huán)對大口黑鱸生長性能和飼料利用的影響Tab.1 The effects of different cyclic starvation-refeeding on growth performance and feed efficiency of largemouth bass Micropterus salmoides

由表2可知，不同饑餓-投喂循環(huán)處理下大口黑鱸全魚體水分含量上升，但無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。D0、D1和D2組的全魚體粗蛋白含量差異不顯著（P＞0.05），但D0和D1組顯著高于D3組及初始試驗魚（P＜0.05）。D0組魚體粗脂肪顯著高于D3組和初始魚（P＜0.05），其余各組間無顯著差異（P＞0.05）。D3組魚體粗灰分含量最高，顯著高于D0組（P＜0.05），D0、D1和D2組的魚體粗灰分含量無顯著差異（P＞0.05）（表 2）。

由表3可知，不同投喂策略顯著影響大口黑鱸胃和腸道消化酶的活性。D3組試驗魚的胃蛋白酶活性顯著低于其他各組（P＜0.05），其余各組之間無顯著差異（P＞0.05）。D1組和D3組胃脂肪酶活性最高和最低（P＜0.05）。D1組和D2淀粉酶活性顯著高于 D0和 D3組（P＜0.05），而 D1與 D2組，以及 D0與D3組間淀粉酶活性無顯著差異（P＞0.05）。腸道蛋白酶活性隨著饑餓時間的延長而下降，D0組酶活性顯著高于D2和D3組（P＜0.05）；D1組則顯著高于D3組，但與D0和D2組之間無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。D1組魚腸道脂肪酶活性最高，顯著高于除D0組以外的另外兩組（P＜0.05）。D0和D3組腸道淀粉酶活性最低和最高（P＜0.05），D1和D2組間無顯著差異（P＞0.05）（表 3）。

不同的饑餓-投喂循環(huán)處理對大口黑鱸血液生化指標(biāo)影響有所不同（表4）。其中，血清總蛋白、葡萄糖含量等指標(biāo)較為穩(wěn)定，未受投喂循環(huán)的影響（P＜0.05）。D0組和D1組魚血清甘油三酯含量較高，顯著高于D2和D3組（P＜0.05）；D1組總膽固醇含量顯著高于其他三組（P＜0.05），其他各組間差異不顯著（P＞0.05）。試驗魚血清谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性隨饑餓時間的延長而上升，D3組最高，顯著高于D0組（P＜0.05）。從表4可知，D3組的血清生長激素水平顯著高于其他各組（P＜0.05），D0組顯著低于D2組（P＜0.05）。D0組和D3組魚血清類胰島素生長因子-I水平最高和最低（P＜0.05），D3組顯著低于D1組（P＜0.05），D2組與其他三組差異不顯著（P＞0.05）。

表2 不同的“饑餓-再投喂”循環(huán)對大口黑鱸全魚體組成的影響Tab.2 The effects of different cyclic starvation-refeeding on whole body composition of largemouth bass M.salmoides

表3 不同的“饑餓-再投喂”循環(huán)對大口黑鱸胃和前腸消化酶活性的影響Tab.3 The effects of different cyclic starvation-refeeding on digestive enzyme activities in stomach and foregut of largemouth bass M.salmoides

表4 不同的“饑餓-再投喂”循環(huán)對大口黑鱸血液生化指標(biāo)的影響Tab.4 The effects of different cyclic starvation-refeeding on serum parameters of largemouth bass M.salmoides

3 討論

研究表明，魚類在恢復(fù)投喂期間的補(bǔ)償生長可分為四種：超補(bǔ)償生長、完全補(bǔ)償生長、部分補(bǔ)償生長和不能補(bǔ)償生長[3,6]。超補(bǔ)償生長指饑餓后恢復(fù)投喂魚體質(zhì)量明顯高于正常投喂魚；完全補(bǔ)償生長指末體質(zhì)量與正常投喂魚無顯著差異；部分補(bǔ)償生長指魚體繼饑餓恢復(fù)投喂期間生長率與正常投喂魚差異不明顯，但末體質(zhì)量仍顯著下降；不能補(bǔ)償生長指饑餓處理顯著降低了魚的生長性能，并一定程度損害魚的生理機(jī)能。本試驗中，每周饑餓1d的大口黑鱸終末體質(zhì)量、生長速率與全程投喂的對照組沒有顯著差異，呈完全補(bǔ)償生長。每周饑餓2d或3d的大口黑鱸，雖然在饑餓恢復(fù)投喂期內(nèi)的特定生長率高于對照組，但終末體質(zhì)量以及增重率依然顯著低于對照組，表現(xiàn)出部分補(bǔ)償生長。本試驗發(fā)現(xiàn)，各饑餓處理組的日均攝食率顯著高于對照組，但各組間總攝食量并無顯著差異，D2和D3組的飼料轉(zhuǎn)化率和蛋白質(zhì)效率顯著低于對照組，而D1組的飼料系數(shù)和對照組沒有顯著差異。由此推測，饑餓時間和飼料轉(zhuǎn)化率是大口黑鱸饑餓后再投喂過程中補(bǔ)償生長效應(yīng)的關(guān)鍵因素；這與對花鱸Lateolabrax japonicus[7]、尼羅羅非魚 Oreochromis niloticus[8]、豹紋鰓棘鱸Plectropomus leopardus[9]等魚類的研究結(jié)果相似。

魚類面對饑餓或食物不足等營養(yǎng)限制時，需利用體內(nèi)貯存的碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)來提供能量[10,11]；通常魚類先消耗脂肪和糖原，最終再利用蛋白質(zhì)作為能量來彌補(bǔ)生長發(fā)育之需[12]。本試驗結(jié)束時觀察到，D2和D3組的大口黑鱸全魚粗蛋白質(zhì)和粗脂肪含量均顯著低于對照組，全魚粗灰分含量有所增加，表明每周饑餓時間的增加使大口黑鱸消耗體脂肪和蛋白；饑餓期間體蛋白分解代謝強(qiáng)于合成代謝也可能是原因之一[13,14]。類似的結(jié)果在舌齒鱸Dicentrarchus labrax[15]、吉富羅非魚Oreochromis niloticus[16]、鱘 Acipenser persicus[17]、半滑舌鰨Cynoglossus semilaevis[18]的研究中也有報道。魚的肥滿度、肝體指數(shù)的變化在一定程度上可以反映魚體在饑餓與恢復(fù)投喂?fàn)顟B(tài)下自身營養(yǎng)物質(zhì)的消耗與積累。對瓦氏黃顙魚Pelteobagrus vachelli[19]、金頭鯛Sparus aurata[20]、許氏平Sebastes schlegelis[1]等魚類的研究發(fā)現(xiàn)，在饑餓期間試驗魚的肥滿度和肝體指數(shù)顯著降低，恢復(fù)投喂后能快速恢復(fù)到對照組水平；但尼羅羅非魚[21]、黑鯛Acanthopagrus schlegelii[22]等恢復(fù)投喂后形體學(xué)指標(biāo)依然顯著下降。這表明不同魚類對饑餓的適應(yīng)能力和耐受水平不盡相同，推測大口黑鱸在恢復(fù)投喂期間，優(yōu)先利用肝胰臟中貯存的脂肪和糖原作為能源，隨著饑餓時間的延長，體儲存蛋白也被動用。

消化酶活力的變化是魚的營養(yǎng)狀態(tài)和代謝水平變化的重要指標(biāo)[23]。經(jīng)過饑餓的花鱸蛋白酶活力明顯下降[7]；史氏鱘Acipenser schrenckii的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活力也都明顯下降[24]。魚類受到饑餓脅迫時，利用體內(nèi)貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)的優(yōu)先順序不同，不同的酶在受到不同程度的饑餓處理時活性也不同。本研究中，大口黑鱸的胃和腸道的蛋白酶、脂肪酶的活性隨著禁食時間的延長而下降，但淀粉酶活性則有所上升。其原因可能是魚類在饑餓前期所表現(xiàn)的應(yīng)激反應(yīng)，短暫的饑餓促使魚體自身淀粉酶分泌量增加，吸收和利用消化道內(nèi)殘余的食物，以維持正常的生命活動。在窄糠蝦Leptomysis lingvura[25]和雜交鱘（Huso dauricus♀×Acipenser schrenckii♂）[26]的饑餓脅迫試驗中，同樣觀察到淀粉酶大幅度上升然后再下降的過程。

膽固醇為調(diào)節(jié)糖類、脂肪和蛋白質(zhì)代謝重要激素的前體物質(zhì)，其含量升高具有促進(jìn)代謝、加快生長的積極作用；膽固醇也參與新細(xì)胞合成，甘油三酯則可被機(jī)體運送到組織中合成脂類存儲。饑餓處理后花鱸[27]、烏鱧 Ophiocephalus argus Cantor[28]、菊黃東方鲀Takifugu flavidus[29]血清中膽固醇和甘油三酯含量下降，這與本研究的結(jié)果相似。血清中甘油三酯和膽固醇含量下降的原因可能是饑餓時機(jī)體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)得不到及時補(bǔ)充，無法有效合成或合成的數(shù)量減少；也可能是因為饑餓時機(jī)體無法從外界獲取能量，只能消耗自身儲存的能量維持基礎(chǔ)代謝。在正常情況下，轉(zhuǎn)氨酶主要存在于肝臟中，但在肝細(xì)胞受損時，轉(zhuǎn)氨酶會釋放到血液中，血清轉(zhuǎn)氨酶活性升高可反映魚體肝臟健康狀態(tài)[30,31]。本試驗中，饑餓的大口黑鱸血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性明顯增加，每周饑餓2d或3d，兩項指標(biāo)均顯著高于對照組，這可能與饑餓期間大口黑鱸體內(nèi)能量代謝的轉(zhuǎn)變有關(guān)。金一春等[32]研究發(fā)現(xiàn)，白斑狗魚Esox lucius的肝糖元含量隨饑餓程度的延長而下降，分解作用增強(qiáng)使肝糖元降低的同時也一定程度損傷肝臟功能。

魚類在遭受營養(yǎng)不足或饑餓脅迫時，體內(nèi)生長激素（GH）/生長激素受體（GHR）/類胰島素生長因子-（IIGF-I）軸快速進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)[33]。研究發(fā)現(xiàn)，饑餓過程中魚類血液GH水平升高、IGF-I水平下降是一種較為普遍的現(xiàn)象。如大鱗大麻哈魚Oncorhynchus tshawytscha[34]、斑點叉尾Ictalurus punctatus[35]、異育銀鯽 Carassius auratus gibelio[36]、尼羅羅非魚[21]以及本試驗的大口黑鱸中，均觀察到相似的變化趨勢。Ayson等[37]指出，魚血液中GH水平升高抑制了肝臟GHR基因表達(dá)，導(dǎo)致GHR與GH結(jié)合能力下降，造成肝臟IGF-I合成能力下降，釋放到血清中的IGF-I水平也隨之下降。生長相關(guān)基因在轉(zhuǎn)錄水平的變化可能是決定血清中激素含量的重要因素[17]。大口黑鱸GH/GHR/IGF-I軸在饑餓期間的變化也反饋在其表觀生長性能的相關(guān)指標(biāo)上，具體調(diào)控機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

綜上所述，本研究表明大口黑鱸在周期性“饑餓-飽食”的循環(huán)喂養(yǎng)模式下，每周饑餓1d可以實現(xiàn)補(bǔ)償生長。在大口黑鱸養(yǎng)殖中可根據(jù)魚的生長率和飼料轉(zhuǎn)化率的變化規(guī)律制定投喂策略，實現(xiàn)節(jié)約飼料和勞動力成本，優(yōu)化投入產(chǎn)出比，取得最佳的養(yǎng)殖效益。