投喂策略對厚頜魴幼魚的生長、腸道消化酶活性和形態(tài)學的影響

曲煥韜，陳 磊，廖建新，代 偉，魯雪報，高煜杰，楊元金

(1.中國長江三峽集團公司中華鱘研究所 湖北省三峽工程魚類資源保護重點實驗室,湖北 宜昌 443100；2.中國三峽建設管理有限公司,四川 成都 610041；3.海南大學 海洋學院,海南 ?？?570228)

營養(yǎng)和環(huán)境因子對水產養(yǎng)殖的成敗至關重要，因此只有在養(yǎng)殖魚類的生長發(fā)育階段向其提供充足的和營養(yǎng)均衡的飼料，這樣才能獲得最大的經濟效益；然而，過度投喂會降低飼料的轉換效率，并對魚類的生長產生不利的影響，甚至還會導致水質惡化；此外，由于飼料成本占水產養(yǎng)殖總運營成本的50%以上，因此過量投喂也會增加養(yǎng)殖成本[1].鑒此，在過去的幾十年中，國內外學者對許多水產養(yǎng)殖品種的最佳投喂策略進行了廣泛的研究[2-3]，他們的研究表明，水溫、餌料營養(yǎng)成分和魚類生活階段等因素會影響特定魚種的最佳投喂率[4].

投喂頻率是水產養(yǎng)殖管理中的另一個重要組成部分，它在水產養(yǎng)殖生產中具有重要的實踐意義，對魚類生長、飼料利用以及養(yǎng)殖成本會產生影響[5].此外，研究還發(fā)現，投喂頻率會影響魚體的代謝狀態(tài)及體成分的組成，最佳的投喂頻率不僅能縮小同批次養(yǎng)殖魚類間的大小差異，而且還能夠有效地改善水質，特別是在集約化養(yǎng)殖模式的情況下[6].但是，投喂頻率不足亦會導致魚體生長遲緩、增加種內攻擊和魚體大小差異，產生氧化應激，進而影響魚體福利[7-8].因此，確定養(yǎng)殖魚類的最佳投喂策略對養(yǎng)殖魚類的生長、健康及生產效益起到至關重要的作用.

魚體腸道在營養(yǎng)物質的消化和吸收中發(fā)揮著重要的作用，因此消化道形態(tài)學的研究被認為是了解動物體消化道健康狀態(tài)的有效方法.消化酶的活性也在一定程度上反映了魚體消化道的生理狀態(tài)，少量研究發(fā)現，投喂策略會影響魚體內的消化酶活性及其腸道的形態(tài)結構[10]，因此，測定其相關指標有助于評價消化生理與投喂頻率的關系.

厚頜魴(Megalobramapellegrini)俗稱烏鳊，隸屬于鯉形目(Cypriniformes)、鯉科(Cyprinidae)、鲌亞科(Cultrinae)、魴屬(Megalobrama).近年來，由于人為因素的影響，如其棲息地不斷被破壞、片段化以及過度捕撈等，厚頜魴的種群數量有急劇下降的趨勢，它已成為三級急需保護的物種[11].在厚頜魴的繁育方面，雖然已實現了人工繁育，但在其苗種規(guī)模化培育的過程中仍存在許多問題，如設施的利用率較低、單位面積養(yǎng)殖水體的產出量不高、投喂策略的制定仍缺乏科學指導等，并且對厚頜魴幼魚營養(yǎng)消化的生理研究尚為空白[12].因此，本實驗對此進行了研究，旨在確定投喂率和投喂頻率對厚頜魴生長、飼料利用和消化酶活性的影響，從而確定對厚頜魴幼魚的最佳投喂策略，以期為提高苗種培育效率提供依據.

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料厚頜魴產于中華鱘研究所，飼養(yǎng)于中國四川三峽工程開發(fā)有限公司向家壩試驗站的流水養(yǎng)殖系統(150 mL/s)中.實驗和暫養(yǎng)期間均投喂商品飼料(粗蛋白33%，粗脂肪4%，粒徑1～2 mm，四川通威公司生產).暫養(yǎng)一周后，挑選1 260尾健康魚苗(0.57 g±0.01 g)，隨機分配于18個200 L的玻璃纖維缸中，并以2種投喂頻率(每天09：00時和18：00時投喂，2次/d；每天08：00時，12：00時，18：00時投喂，3次/d)和3種投喂率(5%體重/d、6.5%體重/d、8%體重/d)進行試驗.每個處理組設置3個平行，實驗持續(xù)42 d.每兩周稱重1次，并根據其體重變化調整投喂量.實驗期間溶解氧的水平為(6.11±0.3)mg/L，水溫為(25.0±0.4)℃.

1.2 樣品采集和分析實驗結束時，所有魚在取樣前饑餓24小時，收集10尾魚并對其進行魚體組成分析.用MS-222 (10 mg/L)對8條魚進行麻醉，其中5條魚用于腸道樣本的采集，并保存于液氮中以用于腸道消化酶活性的分析；另外3條魚的腸樣本，用φ=4%的福爾馬林固定液保存，用于后續(xù)組織切片的制作.水分測量：使用烘箱于105 ℃烘干至恒重；粗蛋白的測定：用凱氏定氮法(FOSS 8000，瑞典)測定；粗脂肪測定：采用石油醚(沸程60～90 ℃)抽提樣品，在海能SOX406脂肪測定儀上進行.使用試劑盒(南京建城生物工程研究所)，并按照操作說明測定腸道胰蛋白酶(A080-2-2，單位為U/mg)、脂肪酶(A054-2-1，單位為U/g)、淀粉酶(C016-1-1，單位為U/mg)和堿性磷酸酶(A059-2-2，單位為U/L)的活性.中腸組織：用乙醇脫水后以石蠟包埋固定，進行脫水(透明)、浸蠟包埋、切片(7 μm)及貼片，所得到的石蠟切片以蘇木精-伊紅(Hematoxylin-eosin，H&E)染色，并用光學顯微鏡和彩色攝像機(尼康Ni-U，日本)進行拍照.

1.3 數據統計與分析數據以平均數±標準差來表示，并使用IBM SPSS Statistics (Version 19.0，IBM，Armonk，New York)對投喂率和投喂頻率進行單因素方差分析(ANOVA)，達到差異顯著水平(0.05)時再進行Duncan多重檢驗.

2 實驗結果

2.1 投喂策略對厚頜魴幼魚生長和飼料利用的影響投喂策略對魚類生長、飼料利用和存活的影響如表1所示.在投喂率為6.5%體重/d的處理組，其魚體增重率和特定生長率較相同投喂頻率下其他處理組的魚體增重率和特定生長率顯著升高(P<0.05)，并且在投喂率分別為5%體重/d和8%體重/d的處理組中，投喂頻率由2次/d改變?yōu)?次/d時，未發(fā)現魚體顯著生長(P>0.05).同時，最低的增重率和特定生長率出現在5%體重/d和2次/d的處理組.在8%體重/d和2次/d的處理組，其飼料系數顯著高于其他各實驗組的飼料系數(P<0.05).此外，實驗發(fā)現，在投喂率為8%體重/d和投喂頻率為2次/d的處理組，其實驗期間的死亡率較高(數據未顯示)，但其余各組的存活率均高于96%，且沒有顯著差異.

表1 投喂率和投喂頻率對厚頜魴幼魚生長、飼料利用和成活率的影響1

2.2 投喂策略對厚頜魴幼魚魚體組成的影響于實驗結束后(42 d)，厚頜魴魚體組成數據如表2所示.當投喂頻率為2次/d時，6.5%體重/d的處理組與5%體重/d的處理組相比較，于前者可觀察到魚體水分和粗蛋白含量顯著升高以及粗脂肪含量顯著降低(P< 0.05).但在3次/d的處理組中，魚體水分、粗蛋白和粗脂肪的含量卻隨著投喂率的增加而顯著降低(P< 0.05).在6.5%體重/d和2次/d的處理組，實驗魚的粗蛋白含量顯著高于其他實驗組的粗蛋白含量(P<0.05)，而在5%體重/d和3次/d的處理組，其粗脂肪的含量卻顯著高于其他實驗組的粗脂肪含量(P< 0.05)；然而在8%體重/d和3次/d的處理組，其魚體粗蛋白和粗脂肪的含量均顯著低于其他各實驗組的粗蛋白和粗脂肪含量(P<0.05).

表2 不同投喂率和投喂頻率對厚頜魴幼魚全魚體組成的影響

2.3 投喂策略對厚頜魴幼魚腸道消化酶活性的影響投喂策略對厚頜魴腸道消化酶活性的影響如表3所示.當投喂頻率為2次/d時，腸道胰蛋白酶、脂肪酶和堿性磷酸酶的活性隨著投喂率的升高而顯著增加(P< 0.05)，但當投喂頻率為3次/d時，腸道胰蛋白酶、脂肪酶和堿性磷酸酶的活性卻隨著投喂率的升高而顯著降低(P< 0.05).與其他處理組相比，在5%體重/d和3次/d的處理組，厚頜魴幼魚具有更高的腸道消化酶活性.

表3 不同投喂率和投喂頻率對厚頜魴幼魚腸道消化酶活性的影響

2.4 投喂策略對厚頜魴幼魚腸道形態(tài)學的影響以不同投喂策略飼養(yǎng)厚頜魴幼魚42 d后其中腸的形態(tài)學特征見圖1.在最高投喂率(8%體重/d)和投喂頻率(3次/d)的處理組，實驗魚有腸絨毛融合和脫落的現象，而在其他處理組，魚體腸道的上皮細胞狀態(tài)良好，無細胞損傷跡象，微絨毛的排列也整齊.

a. 5%體重/d和2次/d； b. 6.5%體重/d和2次/d； c. 5%體重/d和3次/d；d. 6.5%體重/d和3次/d； e. 8%體重/d和3次/d

3 討 論

大量的研究表明，最佳投喂策略有利于提高養(yǎng)殖效率和經濟效益[13].本研究的結果也顯示，投喂率顯著地影響厚頜魴幼魚的生長，但投喂頻率的增加并未顯著促進魚體生長.同樣在吉富羅非魚(Oreochromisniloticus)的研究中也發(fā)現，魚體生長只受到投喂率的影響[14]；此外，也有研究發(fā)現，大西洋白鱘(Chaetodipterusfaber)和雜交鱘(AcipenserschrenckiiBrandt♀×A.baeriBrandt♂)的生長均受到投喂率和投喂頻率的顯著影響[15-16].與其他實驗結果類似，在投喂率為6.5%體重/d的處理組，魚體的生長表現顯著優(yōu)于最低(5%體重/d)和最高(8%體重/d)投喂率實驗組的魚體生長表現.可見，當投喂率較低時，魚體可能處于營養(yǎng)物質攝入不足的狀態(tài)，從而導致魚體的生長緩慢；相反，當投喂率過高時，過量的營養(yǎng)物質，如蛋白質，可能會被氧化為能量底物和隨后的代謝廢物，如氨等，從而影響動物的健康[17].然而，也有魚類例外，如白鱘(Acipensertransmontanus)[18]等魚類的增重率卻隨著投喂率的增加而不斷升高，直至達到飽食.以上的研究結果表明，最佳投喂策略對魚體生長的影響與養(yǎng)殖品種、魚體大小以及實驗條件等密切相關.

本研究結果顯示，隨著投喂頻率從2次/d增至3次/d時，魚體生長并未顯著提高，這與Rowland等對銀鱸(Bidyanusbidyanus)[19]和Baioi等對巴西沙丁魚(Sardinellabrasiliensis)[20]的研究結果一致.但對金鯧(Trachinotusovatus)[21]和雜交鯉(MegalobramaterminalisRichardson ♀×Erythroculterilishaeformis♂)[22]的研究卻發(fā)現，3次/d的處理組相較2次/d的處理組，其增重率更高.Gilannejad等指出，增加投喂頻率可以提高魚體對飼料的表觀消化率，但對胃和腸排空率的影響卻存在物種依賴性[23]；然而，本研究卻顯示，投喂頻率對飼料轉化率的影響并不顯著，雖然投喂頻率的增加沒有顯著促進魚體的生長，但與最高投喂率(8%體重/d)下的2次/d處理組相比，3次/d處理組中的實驗魚存活率有顯著提高.Jobling和Baardvik[24]認為，當魚體攝食到明顯飽食狀態(tài)時，較高的投喂頻率可以進一步增加采食量，直至一個閾值.由此可以推測，增加投喂頻率可以減輕較多飼料攝入時產生的消化代謝負擔.然而在大西洋鮭(Salmosalar)的研究中只發(fā)現投喂率對死亡率有顯著影響，而投喂頻率的增加并沒有提高魚的存活率[25].

研究發(fā)現，魚體組成不僅受到營養(yǎng)因素的影響，而且還受到投喂策略的影響[26].本實驗結果也顯示，投喂策略對厚頜魴幼魚的魚體組成有顯著影響，在8%體重/d和3次/d的處理組，魚體的粗蛋白和粗脂肪含量最低.也有研究表明，提高投喂頻率可以減少攝食競爭中的能量消耗，從而促進蛋白質和脂質在魚體內沉積；然而在本研究中，此種情況只出現在最低投喂率(5%體重/d)處理組的魚體粗脂肪含量中，這可能與魚體大小、種類和實驗條件等有關[27].此外，一些研究還顯示，魚體組成不受投喂策略的影響，如雜交鱘魚[15]和異育銀鯽(Carassiusauratusgibelio)[28].

在本研究中，于8%體重/d和3次/d的處理組，實驗魚的腸道形態(tài)學出現了腸絨毛融合和脫落的現象，由此所引起的腸道吸收面積的減少可能會導致營養(yǎng)物質吸收和利用的效率下降，這也與該組飼料效率低下且生長遲緩相吻合.Imsland等人的研究發(fā)現，與每周4 d或每周3 d的喂食相比，每天投喂圓鰭魚(Cyclopteruslumpus)后，其腸道出現了上皮結構紊亂、固有層延長以及炎癥反應[29].以上研究表明，投喂率不當可能會干擾其正常的消化生理，而且過度的消化過程會損害腸道的健康.蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等消化酶是參與營養(yǎng)物質消化和吸收的主要酶類，因此測定其活性在一定程度上有助于了解養(yǎng)殖魚類對所攝食飼料的消化狀態(tài)[30].在本研究中，腸道消化酶的活性受到投喂策略顯著地影響，所以在3次/d和8%體重/d處理組，其魚體腸道的消化酶活性最低.可見，攝食量過高時會降低魚體的消化酶活性，從而造成不必要的損失；在對巴西沙丁魚的研究中也發(fā)現，消化酶的活性會因攝食量的增加而降低[19].然而在對團頭魴(Megalobramaamblycephala)的研究中卻發(fā)現，其腸道蛋白酶、脂肪酶和α-淀粉酶的活性隨投喂頻率的增加(從1次增加至3次)而增加，但此后隨投喂頻率的進一步增加反而降低[31].此外，我們的研究結果表明，在較低的投喂率(5%體重/d)下，增加投喂頻率可以顯著地提高酶活性.因此，適當提高投喂頻率有利于提高消化酶的活性，從而進一步提高飼料的利用率.同樣，在飼料短缺的情況下，保持消化酶的高度活性，以使魚體充分利用營養(yǎng)物質，這也是魚類養(yǎng)殖的一種有效策略.

綜上所述，在本實驗中的流水養(yǎng)殖系統條件下，在投喂率為6.5%體重/d和投喂頻率為2次/d時，魚體能夠較好地生長，且比投喂3次/d更能夠節(jié)約人工成本，因此，這是厚頜魴幼魚的最適投喂策略.