兩種魚粉水平對9個斑節(jié)對蝦家系生長性能及飼料利用的影響

陳振葆，周發(fā)林，姜 松，楊其彬，黃建華，楊麗詩，江世貴

（1.中國水產(chǎn)科學研究院南海水產(chǎn)研究所，農(nóng)村農(nóng)業(yè)部南海漁業(yè)資源開發(fā)利用重點實驗室，廣州 510300；2.上海海洋大學水產(chǎn)與生命學院，上海 201306；3.中國水產(chǎn)科學研究院南海水產(chǎn)研究所深圳試驗基地，廣東深圳 518121）

斑節(jié)對蝦（Penaeus monodon）俗稱草蝦、九節(jié)蝦，具有個體大、適應性強、肉味鮮美等特點，是世界三大養(yǎng)殖對蝦種類之一，也是我國重要的養(yǎng)殖對蝦品種。近年來，魚粉價格的不斷上漲致使飼料成本不斷上升，魚粉的相對短缺制約了對蝦養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因此，尋求新型高效魚粉替代物成為對蝦養(yǎng)殖業(yè)亟待解決的問題之一。為了解決魚粉依賴問題，一些學者開展了植物蛋白替代魚粉的研究，以求降低對蝦飼料中魚粉的添加水平，并取得了較好的效果［1－5］。和魚粉相比，植物蛋白的氨基酸組成不平衡，缺乏蛋氨酸、賴氨酸等某些必需氨基酸，當飼料中植物蛋白替代魚粉水平過高時，會造成水產(chǎn)養(yǎng)殖對象攝食量下 降［1，6－7］、生 長 緩 慢［6，8－9］、飼 料 利 用 率 降低［1，6，9－10］等一系列問題。已有的研究表明，斑節(jié)對蝦不同家系對飼料利用和飼料蛋白需求存在顯著差異［11－12］，黃忠等［11］對6個斑節(jié)對蝦家系進行家系選育，發(fā)現(xiàn)不同斑節(jié)對蝦家系的生長、成活率及對飼料的利用存在差異；姜松［12］比較研究了不同飼料蛋白水平對斑節(jié)對蝦家系的影響，選育出了若干個適應低蛋白水平飼料的斑節(jié)對蝦家系。因此，通過家系選育方法，選育出適應植物蛋白替代部分魚粉即低魚粉水平飼料的斑節(jié)對蝦良種，為有效解決魚粉成本問題的另外一種途徑。

PARIPATANANONT等［1］對斑節(jié)對蝦的研究表明，大豆?jié)饪s蛋白可以替代斑節(jié)對蝦飼料中50%的魚粉，而不會對對蝦攝食量、生長、存活、及飼料利用產(chǎn)生不利的影響。在凡納濱對蝦（Litopenaeus vannamei）的研究中，當飼料中發(fā)酵豆粕替代小于33.33%魚粉時，對對蝦的增重率、特定生長率、飼料系數(shù)和蛋白質(zhì)效率無顯著影響［13］。張加潤等［5］對斑節(jié)對蝦的研究表明，大豆?jié)饪s蛋白和花生麩組合而成的混合植物蛋白可以替代飼料中20%的魚粉。本研究利用9個斑節(jié)對蝦家系為實驗材料，比較分析正常魚粉水平的飼料（飼料魚粉水平為30%）和以豆粕和大豆分離蛋白為混合植物蛋白源替代33.33%魚粉的飼料（飼料魚粉水平為20%）對其生長性能及飼料利用的影響，旨在為進一步開展適應植物蛋白替代部分魚粉蛋白飼料的斑節(jié)對蝦良種選育提供基礎數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗蝦家系構(gòu)建

以“南海1號”、非洲品系以及泰國來源的種質(zhì)群體斑節(jié)對蝦為親本，采用定向交配設計及人工授精技術(shù)，將雄蝦成熟精莢移入蛻殼在24 h內(nèi)的雌蝦納精囊內(nèi)，建立全同胞家系。構(gòu)建好的家系在室內(nèi)水泥池中進行標粗。

1.2 實驗飼料

實驗飼料為2種等氮等脂飼料，分別為正常魚粉水平飼料（飼料魚粉水平為30%）和混合植物蛋白替代魚粉飼料［飼料魚粉水平為20%，以豆粕和大豆分離蛋白（10∶3）為混合植物蛋白源替代正常魚粉水平飼料配方中33.33%的魚粉］。所有原料經(jīng)粉碎后過60目篩，準確稱重后按照逐級放大的原則混勻，然后加入油源和適量的水混合均勻，用F-26雙螺桿擠條機（華東理工大學科技實業(yè)總廠，中國）加工成直徑1.20 mm和直徑1.50 mm的顆粒飼料，在90℃烘箱（烘箱內(nèi)放適量的清水）中烘烤2 h，在裝有空調(diào)的房間內(nèi)陰干后置于－20℃冰箱中保存?zhèn)溆?。實驗飼料配方見?。

表1 飼料配方組成及營養(yǎng)成分Tab.1 Composition and nutrient content of experimental diets （%）

1.3 實驗對象管理

實驗在中國水產(chǎn)科學研究院南海水產(chǎn)研究所深圳基地室內(nèi)養(yǎng)殖車間進行，試驗蝦苗來自產(chǎn)卵日期相近（±2 d）的9個斑節(jié)對蝦家系，每個家系隨機挑選出大小均勻、體色正常、體質(zhì)健康的試驗對蝦，隨機分入玻璃纖維桶（500 L），每個魚粉水平飼料組設置3個平行，每個平行放30尾，兩個魚粉水平所需試驗對蝦共計180尾，試驗蝦體長小于5 cm時，投喂直徑1.2 mm的顆粒飼料，體長大于5 cm時，投喂直徑1.5 mm的顆粒飼料，采用定時表觀飽食法進行投喂（8∶00、17∶00和22∶00），每次投喂后分別在1 h和1.5 h觀察餌料臺內(nèi)的飼料剩余情況，在1 h內(nèi)吃完的試驗組則增加投餌量，1.5 h內(nèi)還有剩余餌料的試驗組則減少投餌量，每天投喂量為對蝦體質(zhì)量的6%～8%。養(yǎng)殖用水為沙濾海水，經(jīng)水處理后使用。實驗期間，水溫27～32℃，鹽度28～32，自然采光，24 h不斷充氧曝氣，養(yǎng)殖實驗共計60 d。

1.4 生長性能指標測定

實驗結(jié)束后，將試驗蝦饑餓24 h，用毛巾吸干試驗蝦體表水分，計算每個玻璃纖維桶試驗蝦的數(shù)量并稱取總質(zhì)量，用于計算每個家系試驗蝦的存活率、特定生長率及飼料系數(shù)，其計算公式如下：

式（1）～式（3）中，Wo為實驗開始時體質(zhì)量（g）；Wt為實驗結(jié)束時質(zhì)量（g）；t為養(yǎng)殖實驗天數(shù)（d）；Nf為終末尾數(shù)；Ni為初始尾數(shù)；F為消耗的飼料干物質(zhì)的質(zhì)量（g）。

1.5 糞便收集與飼料干物質(zhì)表觀消化率測定

1.5.1 糞便收集

投喂前虹吸干凈試驗桶中的殘餌及糞便，投喂1 h后開始收集糞便，用虹吸法收集糞便至密網(wǎng)上，用鑷子挑選新鮮、外表帶有包膜的完整糞便，蒸餾水漂洗后用干凈濾紙吸干水分，收集至塑料培養(yǎng)皿（濕重30 g），于－20℃冰柜保存?zhèn)溆?。測定前糞便于60℃烘干，并使用破碎儀粉碎成粉狀待測。

1.5.2 糞便和飼料中Y2 O3含量測定

Y2O3由于具有化學和生物學惰性，因此作為外源指示劑被廣泛應用于營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的測定，一般在飼料中的添加量為0.01%，根據(jù)指示劑及營養(yǎng)成分在飼料和糞便中的含量便可測得營養(yǎng)成分的表觀消化率［14］。糞便和飼料中Y2O3含量采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES法）測定。測定前，糞便和飼料用粉碎儀粉碎，用電子天平（0.000 1 g）分別準確稱取0.1 g糞便和飼料樣品置于干凈的凱氏燒瓶（100 mL），用移液槍吸取15 mL濃硝酸（65%～68%）加入瓶中，使樣品浸潤，同時做一個空白對照。將凱氏燒瓶置于通風櫥內(nèi)帶石棉網(wǎng)的電爐上慢慢加熱硝化，當溶液燒到僅剩2 mL左右并呈澄清透明時將燒瓶從電爐上取下冷卻。冷卻后加入1 mL高氯酸（70%～72%）繼續(xù)加熱，當燒瓶內(nèi)充滿白色煙霧且溶液僅剩1 mL左右時，繼續(xù)加熱5 min然后取下冷卻。冷卻后，用適量雙蒸水洗滌凱氏燒瓶至少4次，用容量瓶（50 mL）定容至50 mL，使用干凈漏斗和濾紙將所得溶液過濾，取10 mL過濾液裝于塑料離心管（10 mL），所得樣品送至中山大學測試中心大樓檢測糞便和飼料中Y2O3含量，用于計算飼料干物質(zhì)的表觀消化率。

其計算公式如下：

飼料干物質(zhì)表觀消化率（apparent feed dry matter digestibility，%）＝（1－A／A′）×100（4）式（4）中，A為飼料中Y2O3含量，A′為糞便中Y2O3含量

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

實驗結(jié)果用平均值±標準誤差（mean±SD）表示，數(shù)據(jù)統(tǒng)計使用SPSS 23.0分析軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析（one-way ANOVA），并結(jié)合Duncan法進行多重比較，檢驗組間差異顯著性（P＜0.05），采用獨立樣本t檢驗，檢驗同一家系不同魚粉水平飼料組間的差異顯著性（P＜0.05），采用多因素方差分析，檢驗飼料魚粉水平與家系間是否存在交互作用（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種魚粉水平飼料對9個斑節(jié)對蝦家系生長性能的影響

2.1.1 30%飼料魚粉水平對9個斑節(jié)對蝦家系生長性能的影響

經(jīng)過60 d的養(yǎng)殖實驗，30%魚粉水平下不同家系生長性能存在差異（表2）。1號、2號、7號家系生長較快，它們都顯著高于3號、5號、9號家系（P＜0.05）；3號、4號、5號、9號家系生長速度較慢，它們的特定生長率都低于所有家系的平均特定生長率（3.07±0.09）%（表2）。根據(jù)特定生長率結(jié)果，可以將1號、2號、7號家系確定為快速生長的家系，3號、4號、5號、9號家系的特定生長率低于所有家系的平均特定生長率，可以將它們確定為生長速度較慢的家系，6號、8號家系為中速生長家系。存活率方面，5號（73.33±10.00）%、9號（66.66±3.33）%、4號（58.89±1.11）%、3號（55.56±2.94）%家系的存活率較高，它們的存活率都高于所有家系的平均存活率（46.05±3.75）%（表2）。其中，5號、9號、4號家系都顯著高于1號、2號、6號、8號家系（P＜0.05）；1號、2號、6號、7號、8號家系成活率較低，它們的存活率都低于所有家系的平均存活率，根據(jù)存活率結(jié)果，可將5號、9號、4號、3號家系確定為存活率高的家系。在飼料系數(shù)方面，4號家系最高（3.06±0.12），其顯著高于除3號家系以外的其余家系（P＜0.05）。其余家系間差異不顯著（P＞0.05）。

2.1.2 20%飼料魚粉水平對9個斑節(jié)對蝦家系生長性能的影響

經(jīng)過60 d的養(yǎng)殖實驗，20%魚粉水平下不同家系生長性能見表3。2號（3.99±0.05）%和7號（3.68±0.11）%家系生長速度最快，它們的特定生長率顯著高于其余各家系（P＜0.05），3號、4號、5號、8號、9號家系的生長速度較慢，它們的特定生長率都低于所有家系的平均特定生長率（3.06±0.10）%（表3）。根據(jù)特定生長率結(jié)果，在飼料魚粉含量為20%時，可以將2號、7號家系確定為生長快速家系，3號、4號、5號、8號、9號家系確定為生長較慢家系，1號和6號家系為中速生長家系。在存活率方面，1號、3號、4號、5號、9號家系的存活率都高于所有家系的平均存活率（49.01±3.72）%（表3），其中，5號和9號家系顯著高于其余各家系（P＜0.05），1號、3號、4號家系顯著高于2號、7號及8號家系（P＜0.05），其余家系間差異不顯著（P＞0.05）。根據(jù)存活率結(jié)果，可將5號、9號家系確定為存活率高的家系，1號、3號、4號家系為存活率較高家系。在飼料系數(shù)方面，3號家系最高（2.39±0.05），其顯著高于1號、2號、7號家系（P＜0.05），其余家系間差異不顯著（P＞0.05）。

2.1.3 同一斑節(jié)對蝦家系在兩種魚粉水平飼料下生長性能的比較

根據(jù)表2、表3的結(jié)果，可以比較同一家系在兩種魚粉水平下的生長性能，如圖1可見，同一家系的特定生長率、存活率和飼料系數(shù)在30%魚粉水平飼料組和20%魚粉水平飼料組之間差異不顯著（P＞0.05）。

圖1 同一斑節(jié)對蝦家系在兩種魚粉水平飼料下生長性能的比較Fig.1 Comparison of growth performance of the same P.monodon family under two dietary fish meal levels

表2 30%魚粉水平飼料對9個斑節(jié)對蝦家系生長性能的影響Tab.2 Effects of diets of 30%fish meal levels on growth performance of 9 P.monodon families

表3 20%魚粉水平飼料對9個斑節(jié)對蝦家系生長性能的影響Tab.3 Effects of diets of 20%fish meal levels on growth performance of 9 P.monodon families

2.2 兩種魚粉水平飼料對9個斑節(jié)對蝦家系飼料干物質(zhì)表觀消化率的影響

如表4所示，在投喂30%魚粉水平的飼料時，3號家系的飼料干物質(zhì)表觀消化率顯著低于1號、7號家系（P＜0.05），其余各組間差異不顯著（P＞0.05）。在投喂20%魚粉水平的飼料時，2號家系的飼料干物質(zhì)表觀消化率（78.51±0.53）%最高，其顯著高于3號、6號、9號家系（P＜0.05），其余各組間差異不顯著（P＞0.05）。雖然同一魚粉水平飼料下，不同家系之間表現(xiàn)存在差異，但是同一家系的飼料干物質(zhì)表觀消化率在30%魚粉水平飼料組和20%魚粉水平飼料組之間差異不顯著（P＞0.05）（圖2）。

圖2 同一斑節(jié)對蝦家系在兩種魚粉水平飼料下飼料干物質(zhì)表觀消化率比較Fig.2 Comparison of apparent feed dry matter digestibility of the same P.monodon family under two dietary fish meal levels

2.3 統(tǒng)計指標的主體間效應檢驗

如表5所示，特定生長率、存活率、飼料系數(shù)、飼料干物質(zhì)表觀消化率等統(tǒng)計指標經(jīng)雙因素方差分析顯示，飼料魚粉水平和家系不存在顯著性交互作用（P＞0.05），其與家系呈現(xiàn)顯著相關（P＜0.05），其中特定生長率、存活率、飼料系數(shù)與家系呈現(xiàn)極顯著相關（P＜0.01）。

表5 統(tǒng)計指標主體間效應檢驗Tab.5 Test of intersubjective effect of statistical index

2.4 兩種魚粉水平飼料對斑節(jié)對蝦生長性能及飼料利用的影響

把所有斑節(jié)對蝦家系視為一個來源豐富的群體，就能得到斑節(jié)對蝦在兩種魚粉水平飼料下生長性能及對飼料利用的情況，由表2～表4可以看出，斑節(jié)對蝦在兩種魚粉水平飼料下的特定生長率、飼料效率及飼料干物質(zhì)表觀消化率不存在顯著性差異（P＞0.05）。

表4 兩種魚粉水平飼料對9個斑節(jié)對蝦家系飼料干物質(zhì)表觀消化率的影響Tab.4 Effects of two dietary fish meal levels on apparent dry matter digestibility of 9 P.monodon families（%）

3 討論

飼料中魚粉水平從30%下降至20%不會影響 對 蝦 的 生 長 性 能 及 飼 料 利 用［5，15－16］。ALVAREZ等［15］使用豆粕替代的魚粉，使得魚粉水平從29%降至22%后，不影響凡納濱對蝦（Litopenaeus vannamei）的生長及飼料系數(shù)。同樣的，LIM等［16］使用豆粕替代的魚粉，使得魚粉水平從32%降至21.3%后，不影響凡納濱對蝦的生長、飼料系數(shù)及蛋白質(zhì)效率。在本研究中，同一家系在兩種魚粉水平下的特定生長率、飼料系數(shù)無顯著性差異（圖1）。并且，在特定生長率方面，在20%魚粉水平下，9個家系中有6個家系的特定生長率在數(shù)值上高于30%魚粉水平飼料組。在飼料系數(shù)方面，有研究表明，在低魚粉替代的情況下，飼料系數(shù)降低［1］；在本實驗中，魚粉水平從30%下降至20%時，除了8號、9號家系數(shù)值升高，其余家系的飼料系數(shù)降低，8號、9號家系升高的可能原因是家系本身不能適應飼料中增加的大豆蛋白，因為大豆蛋白中含有抗營養(yǎng)因子［17］，而大豆蛋白中的某些抗營養(yǎng)因子會降低斑節(jié)對蝦對飼料中營養(yǎng)物質(zhì)的利用，導致斑節(jié)對蝦不得不加大攝食量來彌補機體對營養(yǎng)物質(zhì)的需求，因此造成了飼料系數(shù)指標升高，但具體原因有待進一步的研究。在飼料利用方面，實驗結(jié)果表明，同一家系在兩種魚粉水平飼料投喂的情況下，干物質(zhì)表觀消化率數(shù)值相近，沒有呈現(xiàn)出顯著差異性（圖2）。綜上，說明在本實驗條件下，使用豆粕和大豆分離蛋白組成的混合植物蛋白替代斑節(jié)對蝦飼料中33.33%的魚粉并不影響斑節(jié)對蝦的生長及對飼料的利用能力，斑節(jié)對蝦飼料中使用豆粕和大豆分離蛋白組成的混合植物蛋白替代33.33%的魚粉具有可行性。

飼料中魚粉的替代水平與試驗蝦大小密切相關，試驗蝦規(guī)格越小，對飼料中魚粉的依賴程度越高。在對初始體質(zhì)量為1.13 g凡納濱對蝦的研究中，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵豆粕可以替代1／3的魚粉（基礎飼料中魚粉含量30%），而在初始體質(zhì)量為0.10 g的凡納濱對蝦實驗中，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵豆粕替代魚粉（基礎飼料中魚粉含量33%）的比例不宜超過20%［18］。魚粉替代水平不僅跟試驗動物大小有關，還跟飼料魚粉替代水平有關。當飼料中魚粉替代水平為100%時，星斑川鰈（Platichthys stellatus）的增重率和特定生長率顯著降低［19］，在對凡納濱對蝦［2］的研究中也發(fā)現(xiàn)，魚粉替代水平過高而增重率和特定生長率降低的情況。本實驗中，實驗斑節(jié)對蝦規(guī)格較大，體質(zhì)量在0.76 g左右，魚粉水平從30%降低到20%沒有影響斑節(jié)對蝦的特定生長率、存活率、飼料系數(shù)及飼料干物質(zhì)表觀消化率，說明使用魚粉水平為20%的飼料投喂體質(zhì)量為0.76 g的斑節(jié)對蝦時，不會對其生長造成不良影響。

在本實驗中，同一魚粉水平飼料在投喂不同斑節(jié)對蝦加錫時生長性能存在顯著性差異，這與前人對斑節(jié)對蝦的研究結(jié)果一致［11，20－21］，孔天時等［22］對中國對蝦家系的研究也得到了相似的成果，不同中國對蝦家系在養(yǎng)成期的生長存在顯著性差異，造成這種現(xiàn)象的原因是家系之間的遺傳物質(zhì)不同［12］。對特定生長率、存活率、飼料系數(shù)及飼料干物質(zhì)表觀消化率的多因素方差分析表明（表5），飼料魚粉水平與斑節(jié)對蝦家系不存在顯著性交互作用，斑節(jié)對蝦家系的特定生長率、存活率、飼料系數(shù)、飼料干物質(zhì)表現(xiàn)消化率與飼料魚粉水平無顯著性相關，而與家系本身顯著性相關，說明特定生長率、存活率、飼料系數(shù)及飼料干物質(zhì)表觀消化率受對蝦本身的遺傳物質(zhì)主導，從側(cè)面說明了隨著飼料中魚粉水平的降低，不同斑節(jié)對蝦的表現(xiàn)型差異就會顯現(xiàn)出來，本實驗結(jié)果說明，斑節(jié)對蝦不同家系之間具有基因水平的差異性，因此，不同的家系是良好的育種選育材料，通過家系選育的方法選育出適應低魚粉水平飼料斑節(jié)對蝦新品種具有可行性。本實驗是通過使用10%的豆粕和3%的大豆分離蛋白替代飼料配方中33.33%的魚粉來降低魚粉水平，因此，接下來可以考慮進一步降低飼料中的魚粉水平，增加飼料中大豆蛋白含量，加大飼料中抗營養(yǎng)因子含量的水平變化，加大對斑節(jié)對蝦的選育強度。

本次實驗對蝦成活率差異大，投喂魚粉水平為30%的飼料時，成活率在20.00%～73.33%；投喂魚粉水平為20%的飼料時，成活率在25.56%～73.34%，同一飼料投喂下，個別家系存活率偏低，與其他家系間存在顯著性差異，甚至與個別家系間存在極顯著性差異。造成這種現(xiàn)象的原因是由于家系親本來源地域不同，種質(zhì)存在差異［23］，研究發(fā)現(xiàn)，相比較于其他地域來源的親本，非洲海域來源的親本產(chǎn)生的家系后代成活率偏低［24］。孫苗苗等［25］在關于斑節(jié)對蝦家系抗逆性的研究中發(fā)現(xiàn)，家系氨氮抗性的強弱跟母本地域來源有關。姚雪梅［26］在凡納濱對蝦雜交系子一代存活率的研究中也發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果。在本次實驗中，家系親本來源有本課題組保種的“南海1號”以及引進的非洲品系和泰國品系，對存活率多因素方差分析也表明，飼料魚粉水平與斑節(jié)對蝦家系不存在顯著性交互作用，說明斑節(jié)對蝦的存活率屬于遺傳效應，跟家系本身的遺傳物質(zhì)相關，但是家系親本地域來源跟子代死亡率的關系有待進一步研究。

根據(jù)本實驗結(jié)果，在低魚粉水平飼料投喂的情況下，1號、3號、4號、5號、9號家系的成活率為（58.89±4.84）%、（55.56±10.94）%、（60.00±3.85）%、（73.34±8.82）%、（64.44±5.88）%，它們的存活率高于所有家系的平均成活率（49.01%），與30%魚粉水平飼料組相比不存在顯著性差異（P＞0.05），其中5號和9號家系存活率顯著高于其余各家系，因此可以考慮將5號、9號家系作為低魚粉水平飼料（飼料魚粉水平為20%）條件下存活率高的親本留種；在特定生長率方面，2號和7號家系顯著高于其他家系，可作為低魚粉水平飼料條件下生長快速的親本留種；在飼料系數(shù)和干物質(zhì)表觀消化率方面，家系之間差異較小，可暫時不予考慮。綜上，可將2號、5號、7號、9號進行保種。對這些家系進行分子標記，將體內(nèi)某些適應低魚粉水平飼料的基因保留下來，并通過定向交配設計及人工授精技術(shù)，將具有優(yōu)良性狀的基因遺傳給子代并積累下來，然后通過雜交、自交等育種手段把優(yōu)良性狀聚合，培育出可以穩(wěn)定遺傳、經(jīng)濟性狀優(yōu)良的品系。