曾延清,王立改,徐冬冬,譚朋,陳睿毅,竺奇慧
(1.浙江海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院,浙江舟山 316022;2.浙江海洋大學(xué)海洋與漁業(yè)研究所,浙江省海洋水產(chǎn)研究所,浙江省海水增養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江舟山 316021)
黃姑魚Nibea albiflora屬鱸形目、石首魚科、黃姑魚屬,分布于中國東海及日本南部海域。近年來由于過度捕撈,環(huán)境污染等,野生資源明顯下降,黃姑魚養(yǎng)殖大量興起[1]。在中國東南沿海地區(qū),網(wǎng)箱養(yǎng)殖黃姑魚發(fā)展規(guī)模十分迅速,福建和浙江作為黃姑魚主要的養(yǎng)殖地區(qū),年產(chǎn)量超過60 000 t[2-3]。黃姑魚具有易于養(yǎng)殖、生長迅速、抗病性強(qiáng)、營養(yǎng)豐富的特點(diǎn),是海水養(yǎng)殖的優(yōu)良品種[3-4]。
目前,黃姑魚的養(yǎng)殖主要依賴冰鮮雜魚和其他魚用配合飼料。然而,投喂冰鮮雜魚不僅飼料系數(shù)較高,且易帶入病原體,污染養(yǎng)殖環(huán)境;投喂其他魚配合飼料,因其配方不是專門針對(duì)黃姑魚的營養(yǎng)生理需求所研發(fā),不能達(dá)到黃姑魚生長最優(yōu)化的目的。隨著黃姑魚養(yǎng)殖業(yè)的不斷擴(kuò)大,迫切需要提供能滿足其生長發(fā)育需求的專用配合飼料。本實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)開展了黃姑魚飼料中蛋白質(zhì)、脂肪和維生素等主要營養(yǎng)素的需求量研究[5-7],并通過魚粉魚油替代研究進(jìn)一步優(yōu)化了飼料配方,開發(fā)了黃姑魚專用配合飼料。在其他魚類中配合飼料和冰鮮雜魚的養(yǎng)殖效果對(duì)比試驗(yàn)已有相關(guān)報(bào)道,用配合飼料和鮮雜魚分別投喂烏鱧Ophiocephalus argusCantor,結(jié)果表明配合飼料投喂的烏鱧營養(yǎng)價(jià)值更優(yōu)[8];大口黑鱸Micropterus salmoides[9]養(yǎng)殖試驗(yàn)表明,配合飼料組大口黑鱸體長、體質(zhì)量的特定生長率大于冰鮮雜魚組;半滑舌鰨Cynoglossus semilaevisGunther[10]養(yǎng)殖試驗(yàn)結(jié)果表明利用顆粒飼料進(jìn)行投喂,既能提高其餌料利用率,又利于養(yǎng)成階段的半滑舌鰨健康生長。本試驗(yàn)使用本實(shí)驗(yàn)室所開發(fā)的黃姑魚專用配合飼料和冰鮮雜魚投喂黃姑魚,通過檢測(cè)2 種餌料對(duì)黃姑魚的生長性能、飼料利用、生長相關(guān)基因表達(dá)和養(yǎng)殖水質(zhì)的影響,用以評(píng)價(jià)配合飼料和冰鮮雜魚對(duì)黃姑魚的品質(zhì)以及營養(yǎng)狀況的效果差異,試驗(yàn)結(jié)果可為黃姑魚健康綠色養(yǎng)殖提供技術(shù)支撐,并可降低黃姑魚養(yǎng)殖對(duì)冰鮮雜魚的依賴,對(duì)促進(jìn)海水魚養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。
1.1.1 試驗(yàn)魚管理
試驗(yàn)在舟山市金馬水產(chǎn)養(yǎng)殖有限公司進(jìn)行,試驗(yàn)魚來自該公司,試驗(yàn)魚采用網(wǎng)箱養(yǎng)殖,養(yǎng)殖網(wǎng)箱大小為4 m×4 m×4 m,為期66 d。將6 000 尾初始體重為74.82±1.62 g 黃姑魚隨機(jī)分為2 組,每組3 個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)1 000 尾黃姑魚,分別全程投喂配合飼料(配合飼料組)和冰鮮雜魚(冰鮮雜魚組)。試驗(yàn)期間每天2次(07:00 和16:00)飽食投喂。養(yǎng)殖試驗(yàn)期間,水溫為27±2 ℃,水體pH 為7.8~8.0,鹽度為28~29,溶氧量>6.0 mg·L-1。
1.1.2 試驗(yàn)魚飼料
黃姑魚幼魚配合飼料委托山東康科潤海洋科技有限公司代加工,表1 列出了配合飼料的原料組成,表2為配合飼料與冰鮮雜魚營養(yǎng)水平。
表1 黃姑魚配合飼料組成Tab.1 Composition of compound feed for N.albiflora
表2 配合飼料和冰鮮雜魚的營養(yǎng)成分(%干物質(zhì))Tab.2 Nutrients contents of compound feed and chilled trash fish (% dry matter)
養(yǎng)殖試驗(yàn)結(jié)束后,黃姑魚禁食24 h,統(tǒng)計(jì)每個(gè)網(wǎng)箱黃姑魚的數(shù)量,計(jì)算存活率;從每個(gè)網(wǎng)箱隨機(jī)抽取50 尾黃姑魚進(jìn)行稱重,計(jì)算增重率;從每個(gè)網(wǎng)箱中隨機(jī)取10 尾黃姑魚,用于營養(yǎng)成分測(cè)定;從每個(gè)網(wǎng)箱隨機(jī)取5 尾黃姑魚,分離背肌于-20 ℃保存,用于氨基酸組成測(cè)定;另取肌肉和肝臟浸入裝有RNA 保存液的凍存管并迅速置于液氮中速凍,然后將樣品保存于-80 ℃冰箱,用于測(cè)定基因表達(dá);從6 個(gè)網(wǎng)箱分別取養(yǎng)殖水樣,用于養(yǎng)殖水質(zhì)中無機(jī)氮的測(cè)定。
計(jì)算公式為:
水分采用105 ℃恒溫烘干法(GB 5009.3-2010)測(cè)定;粗蛋白采用凱氏定氮法(GB 5009.5-2010)測(cè)定;粗脂肪采用索氏抽提法(GB 5009.6-2003)測(cè)定;粗灰分采用馬弗爐灼燒法(GB 5009.4-2010)測(cè)定。肌肉氨基酸采用HP1100 高效液相色譜法(HPLC 1100,CA,美國)測(cè)定。
以持家基因β-actin 為內(nèi)參基因,根據(jù)黃姑魚IGF-1 和IGF-1R 基因全長序列來設(shè)計(jì)熒光定量引物,引物由上海生工生物工程有限公司合成。內(nèi)參基因引物和熒光定量引物如表3 所示。
表3 熒光定量引物Tab.3 Fluorescence quantitative primers
養(yǎng)殖水中無機(jī)氮分別采用以下方法測(cè)定:氨氮采用萘氏試劑比色法測(cè)定,硝酸鹽采用鋅鎘還原法測(cè)定,亞硝酸鹽采用堿性過硫酸鉀紫外分光光度法測(cè)定。
試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)使用SPSS 19.0 軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA),組間差異P<0.05時(shí),進(jìn)行Duncan 氏多重比較。數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SE)的形式來表示。
生長參數(shù)及飼料系數(shù)如表4 所示。配合飼料組黃姑魚在終末均重、存活率及特定生長率與冰鮮雜魚組無顯著差異(P>0.05);配合飼料組黃姑魚飼料系數(shù)顯著低于冰鮮雜魚組黃姑魚(P<0.05)。
表4 投喂配合飼料和冰鮮雜魚對(duì)黃姑魚生長性能及飼料系數(shù)的影響Tab.4 Effect of compound feed and chilled trash fish on the growth performance and feed conversion rate of N.albiflora
2.2.1 投喂配合飼料與冰鮮雜魚對(duì)黃姑魚全魚營養(yǎng)成分的影響
2 組黃姑魚全魚營養(yǎng)成分如表5 所示。配合飼料組黃姑魚與冰鮮雜魚組黃姑魚水分含量差異不顯著(P>0.05);配合飼料組黃姑魚粗蛋白、粗灰分顯著高于冰鮮雜魚組黃姑魚(P<0.05),粗脂肪含量顯著低于冰鮮雜魚組(P<0.05)。
表5 投喂配合飼料與冰鮮雜魚對(duì)黃姑魚全魚營養(yǎng)成分的影響(%濕重)Tab.5 Effect of feeding compound feed and chilled trash fish on wet body proximate composition of N.albiflora (%wet matter)
2.2.2 投喂配合飼料與冰鮮雜魚對(duì)黃姑魚肌肉營養(yǎng)成分的影響
2 組黃姑魚肌肉營養(yǎng)成分如表6 所示。配合飼料組黃姑魚肌肉水分和粗灰分顯著低于冰鮮雜魚組(P<0.05),而肌肉粗蛋白和粗脂肪顯著高于冰鮮雜魚組(P<0.05)。
表6 投喂配合飼料與冰鮮雜魚對(duì)黃姑魚肌肉營養(yǎng)成分的影響(%濕重)Tab.6 Effect of feeding compound feed and chilled trash fish on muscle nutrient composition of N.albiflora (%wet matter)
2.2.3 投喂配合飼料與冰鮮雜魚對(duì)黃姑魚肌肉氨基酸的影響
2 組黃姑魚肌肉氨基酸含量如表7 所示。2 組黃姑魚均檢出16 種氨基酸,冰鮮雜魚組黃姑魚肌肉中各種氨基酸含量均高于配合飼料組,氨基酸比例前三的分別為谷氨酸,賴氨酸和亮氨酸。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,2 組黃姑魚肌肉氨基酸含量沒有顯著差異(P>0.05)。
表7 投喂配合飼料與冰鮮雜魚對(duì)黃姑魚肌肉氨基酸含量的影響(%)Tab.7 Effect of feeding compound feed and chilled trash fish on the amino acid content in the muscle of N.albiflora (%)
2.3.1 投喂配合飼料與冰鮮雜魚對(duì)IGF-1 在肌肉和肝臟中表達(dá)的影響
投喂不同飼料對(duì)IGF-1 在配合飼料組與鮮雜魚組黃姑魚肌肉和肝臟中表達(dá)量,結(jié)果如圖1 所示。IGF-1 在配合飼料組黃姑魚肌肉中的表達(dá)量組顯著高于冰鮮雜魚組(P<0.05);在肝臟中配合飼料組IGF-1表達(dá)量同樣顯著高于冰鮮雜魚組(P<0.05)。
圖1 投喂配合飼料與冰鮮雜魚對(duì)IGF-1 在黃姑魚肌肉和肝臟中表達(dá)的影響Fig.1 Effect of compound feed and chilled trash fish on the relative mRNA expression of IGF-1 in the muscle and liver of N.albiflora
2.3.2 投喂配合飼料與冰鮮雜魚對(duì)IGF-1R 在肌肉和肝臟中表達(dá)的影響
投喂不同飼料對(duì)IGF-1R 在配合飼料組與鮮雜魚組黃姑魚肌肉和肝臟中表達(dá)量,結(jié)果如圖2 所示。IGF-1R 在配合飼料組黃姑魚肌肉中表達(dá)量顯著低于冰鮮雜魚組(P<0.05);在肝臟中,配合飼料組IGF-1R同樣顯著低于冰鮮雜魚組(P<0.05)。
圖2 投喂配合飼料與冰鮮雜魚對(duì)IGF-1R 在黃姑魚肌肉和肝臟中表達(dá)的影響Fig.2 Effect of compound feed and chilled trash fish on the relative mRNA expression of IGF-1R in the muscle and liver of N.albiflora
2 組黃姑魚養(yǎng)殖水質(zhì)中3 種形態(tài)無機(jī)氮檢測(cè)結(jié)果如表8 所示。2 組黃姑魚養(yǎng)殖水中氨氮含量差異不顯著(P>0.05),配合飼料組養(yǎng)殖水中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量均顯著低于冰鮮雜魚組(P<0.05)。
表8 投喂配合飼料與冰鮮雜魚對(duì)黃姑魚的養(yǎng)殖水質(zhì)無機(jī)氮的影響Tab.8 Effect of feeding compound feed and chilled trash fish on inorganic nitrogen in water quality of N.albiflora
不同飼料的組成成分不同,對(duì)魚的生長性能及飼料利用有一定的影響。本研究結(jié)果顯示配合飼料組和冰鮮雜魚組的黃姑魚在生長性能方面無顯著差異,但是配合飼料組的飼料系數(shù)顯著低于冰鮮雜魚組。冰鮮雜魚營養(yǎng)不平衡,水分含量高,直接投喂轉(zhuǎn)化率較低,在滿足自身營養(yǎng)需求的情況下,黃姑魚會(huì)攝食更多質(zhì)量的冰鮮雜魚來滿足自身生長發(fā)育,因此冰鮮雜魚飼料系數(shù)顯著高于配合飼料[11]。然而,近年來由于漁業(yè)資源的匱乏,海洋中作為餌料魚類越來越少,開發(fā)難度越來越大,成本也隨之升高。小雜魚的大量減少也會(huì)對(duì)海洋自然生態(tài)造成一定程度的破壞。王廣軍等[12]研究表明,投喂冰鮮下雜魚會(huì)增加養(yǎng)殖水質(zhì)中有機(jī)污染程度。另外,冰鮮雜魚本身攜帶一定的病原,誘發(fā)病害,且高溫季節(jié)極易導(dǎo)致脂肪酸腐敗變質(zhì),不新鮮的雜魚會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)殖魚類的腸道疾病,加劇病害的發(fā)生。因此黃姑魚專用配合飼料的開發(fā)可以降低黃姑魚養(yǎng)殖對(duì)冰鮮雜魚的依賴,對(duì)促進(jìn)海水養(yǎng)殖健康發(fā)展具有重要意義。
配合飼料與冰鮮雜魚的營養(yǎng)水平不同,對(duì)黃姑魚的全魚營養(yǎng)成分影響較大。蛋白質(zhì)是維持魚類健康生長的重要營養(yǎng)素,可以提供魚體生長的各種氨基酸,亦可作為能源物質(zhì),但飼料蛋白質(zhì)含量過高時(shí),魚類則無法充分利用。本試驗(yàn)中,冰鮮雜魚蛋白質(zhì)含量高達(dá)61.24%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過黃姑魚蛋白質(zhì)需求量[8,13]。研究表明,當(dāng)飼料蛋白水平過高時(shí),蛋白質(zhì)沉積效率降低[14]。從飼料的干物質(zhì)看,鮮雜魚粗蛋白含量遠(yuǎn)大于配合飼料,然而,試驗(yàn)結(jié)果卻顯示配合飼料組黃姑魚粗蛋白含量顯著高于冰鮮雜魚組,高出7.41%,表明冰鮮雜魚組黃姑魚蛋白沉積效率較低。相似的結(jié)果也出現(xiàn)在軍曹魚Rachycentron canadum[15],美洲鰻Anguilla rostrata[16]。脂肪為水產(chǎn)動(dòng)物提供機(jī)體所需的脂肪酸,膽固醇,磷脂[17-18]。本研究中,配合飼料組的粗脂肪含量顯著高于冰鮮雜魚,然而,配合飼料組黃姑魚全魚粗脂肪含量顯著低于冰鮮雜魚組黃姑魚,這與在日本黃姑魚Nibea japonica[19]和脊尾白蝦Exopalaemon carinicauda[20]上的試驗(yàn)結(jié)果一致,說明飼料的脂肪含量與魚體的脂肪含量不具有一致性。珍珠龍膽石斑魚Epinephelus fuscoguttatus♀×E.lanceolatus♂[21],白甲魚Onychostoma simus[22],黑帶石斑魚Epinephelus malabaricus[23],日本黃姑魚[24]試驗(yàn)皆表明飼料脂肪水平升高會(huì)導(dǎo)致魚體脂肪水平升高,這與本試驗(yàn)結(jié)果不一致,這可能與魚的種類或飼料配方不同有關(guān)。
肌肉常規(guī)營養(yǎng)成分含量受到飼料、性別、生長階段等因素的影響,其中,飼料影響最顯著[25],因而飼料對(duì)魚類肌肉品質(zhì)至關(guān)重要。本試驗(yàn)中,配合飼料組黃姑魚肌肉粗脂肪含量顯著高于冰鮮雜魚組黃姑魚,是冰鮮雜魚組的3.7 倍。烏鱧[26]相關(guān)試驗(yàn)也表明配合飼料投喂組比冰鮮魚投喂組肌肉粗脂肪含量要高。有研究表明,魚肉肌間脂肪沉積多,其口感較好[27]。魚肉作為優(yōu)質(zhì)的食物蛋白來源之一,其蛋白質(zhì)不僅含量高,而且消化率高,攝食配合飼料的黃姑魚肌肉粗蛋白含量高于攝食冰鮮雜魚的黃姑魚,這在2 組黃姑魚全魚粗蛋白上也有體現(xiàn),與大口黑鱸[25]和大黃魚Pseudosciaena croceaRichardson[28]的研究結(jié)果一致。
魚肉是優(yōu)質(zhì)的蛋白食物,其營養(yǎng)價(jià)值取決于其肌肉氨基酸的組成[25]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示配合飼料組和冰鮮雜魚組黃姑魚肌肉氨基酸無顯著性差異,表明黃姑魚能夠較好地利用配合飼料中的蛋白質(zhì),與褐牙鲆Paralichthys olivaceus[29],瓦氏黃顙魚Pelteobagrus vachelli[30]和刀鱭Coilia nasusSchlegel[31]等魚類中的研究結(jié)果一致。然而,在珍珠龍膽石斑魚E.lanceolatus♂×E.fuscoguttatus♀[32]上的研究表明,飼料組肌肉氨基酸含量顯著高于冰鮮組,這與本試驗(yàn)結(jié)果不一致,這可能與魚種、養(yǎng)殖環(huán)境及飼料配方等因素有關(guān)。
胰島素樣生長因子-1(IGF-1)是一種主要由肝細(xì)胞合成和分泌的生長刺激因子[33],其在動(dòng)物的生長發(fā)育,新陳代謝和細(xì)胞增殖有重要的意義[34]。研究表明,在硬骨魚中IGF-1 的表達(dá)量受營養(yǎng)水平影響[35],在大口黑鱸[36]和幼年鯉魚Cyprinus carpio[37]的試驗(yàn)中,禁食或營養(yǎng)不足都會(huì)導(dǎo)致組織中IGF-1 表達(dá)量下降,且大口黑鱸的生長與肝臟IGF-1 表達(dá)量水平呈正相關(guān)。在本試驗(yàn)中,配合飼料組黃姑魚肝臟和肌肉中的IGF-1 表達(dá)量均高于冰鮮雜魚組黃姑魚,并與其生長狀況保持一致。其原因可能是因?yàn)? 種飼料的營養(yǎng)狀況不同相關(guān),冰鮮雜魚營養(yǎng)較為單一,配合飼料營養(yǎng)配比較均衡,因此更有利于黃姑魚的生長以及肌肉和肝臟中IGF-1 的合成與分泌,這與鯉魚[37],銀大麻哈魚Oncorhynchus kisutch[38]和鰻魚Anguilla japonica[39]的研究結(jié)果一致。
胰島素樣生長因子受體1R(IGF-1R)是IGF-1 主要作用的下游受體,IGF-1 與靶組織膜上IGF-1R 結(jié)合發(fā)揮作用,對(duì)調(diào)控細(xì)胞生長,分化和凋亡有著非常重要的作用[40]。胡沈玉[41]研究表明,在黃姑魚幼魚中IGF-1 在各器官中的表達(dá)量肝臟中最高,IGF-1R 的表達(dá)量在肌肉中最高,這與本試驗(yàn)中,2 組黃姑魚肌肉中IGF-1R 表達(dá)量均顯著高于肝臟中的表達(dá)量結(jié)果一致。有研究表明,IGF-1 能夠下調(diào)褐鱒Salmo trutta心肌細(xì)胞中IGF-1R 數(shù)量[42]。這與本試驗(yàn)中IGF-1 在配合飼料組黃姑魚肌肉和肝臟中表達(dá)量較高,而IGF-1R 卻在冰鮮雜魚組黃姑魚肌肉和肝臟中高有相同的趨勢(shì)。
海水作為海水魚類賴以生存的的環(huán)境,水質(zhì)在養(yǎng)殖過程中顯得尤為重要,飼料殘餌和魚類的代謝產(chǎn)物是引起養(yǎng)殖水質(zhì)惡化的主要成因。冰鮮雜魚利用率低,散失率高,且冰鮮雜魚本身蛋白質(zhì)含量高,在黃姑魚的代謝過程中會(huì)產(chǎn)生更多的氨氮[43],增加水體污染。本試驗(yàn)中水質(zhì)結(jié)果也發(fā)現(xiàn)冰鮮雜魚組硝酸鹽含量和亞硝酸鹽含量均顯著高于配合飼料組。研究表明,高濃度硝酸鹽會(huì)導(dǎo)致大菱鲆Psetta maxima[44],斑馬魚Danio rerio[45]生長性能和存活率降低;在非洲鯰魚Clarias gariepinus[46]的研究中發(fā)現(xiàn),高濃度硝酸鹽組的特定生長率和餌料系數(shù)均顯著低于對(duì)照組。亞硝酸鹽的相關(guān)研究表明:隨著亞硝酸鹽的濃度升高,子二代中華鱘Acipenser sinensis[47],吉富羅非魚Oreochromis niloticus[48],虹鱒Oncorhynchus mykiss[49]的增重率,特定生長率,成活率降低;同時(shí),亞硝酸鹽會(huì)將血紅蛋白中的Fe2+氧化成Fe3+,魚類需消耗能量來解毒,用于生長儲(chǔ)存的會(huì)減少[50]。這些結(jié)果與本試驗(yàn)冰鮮雜魚組養(yǎng)殖水中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量高而相應(yīng)的生長性能降低、餌料系數(shù)差的結(jié)果一致,表明配合飼料對(duì)養(yǎng)殖過程中養(yǎng)殖水質(zhì)的污染更小,更加適合黃姑魚規(guī)模化,集約化的養(yǎng)殖。
本試驗(yàn)條件下,2 組黃姑魚的生長性能無顯著差異,配合飼料組黃姑魚粗蛋白含量顯著高于冰鮮雜魚組,2 組黃姑魚肌肉各氨基酸含量無顯著差異;配合飼料組黃姑魚粗脂肪顯著低于冰鮮雜魚組,而配合飼料組黃姑魚肌肉粗脂肪含量顯著高于冰鮮雜魚組;配合飼料系數(shù)顯著低于鮮雜魚,養(yǎng)殖水質(zhì)污染更小。因此,黃姑魚專用配合飼料具有很大的優(yōu)勢(shì),但若要完全取代冰鮮雜魚進(jìn)行黃姑魚的健康綠色養(yǎng)殖,其配方還需要進(jìn)一步優(yōu)化。