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黑水虻替代鱼粉对加州鲈生长、代谢及抗病性的影响

发布日期:2022-07-22 16:34:45浏览次数:192

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摘要

确定合适的鱼粉替代品是水产养殖业几十年来的重要问题之一。近年来,黑水虻(Hermetia illucens L, HI)已成为水产饲料中最有希望替代鱼粉的蛋白质替代品之一。


本研究研究了新鲜HI幼虫虫粉替代鱼粉对加州鲈生长、血清和肝脏指标、肠道酶活性、组织形态和对舒伯特气单胞菌的抗性的影响。选取375尾加州鲈,随机分为5组,分别以0%、5%、10%、15和20%HI替代鱼粉饲喂,试验期49天。


结果表明,饲粮添加5%和10%HI对鱼体生长性能,包括饲料系数和采食量均无影响,而这些在20%HI组中显著增加。饲喂20%HI的加州鲈血清丙氨酸转氨酶含量显著提高。饲喂15和20%HI显著提高了肝脏总蛋白水平,显著降低了谷胱甘肽过氧化物酶活性。饲喂5%HI时,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性显著提高。饲喂15和20%HI的鱼肠道淀粉酶活性降低。所有鱼的肝脏和肠道组织形态未受影响,肠上皮细胞完整,肠绒毛清晰可见。49天后,发现饲喂5%HI使得舒伯特气单胞菌在脾脏的定植量显著降低。


由此可见,饲粮中添加5%HI替代鱼粉不影响加州鲈的生长性能、肝脏和肠道组织形态,提高了加州鲈的抗氧化水平和抗病能力。

前言

世界人口的增长和停滞不前的捕捞渔业正在危及供人类消费的海产品供应。水产养殖生产需要降低生产成本,提高环境可持续性,同时保持供人类消费的鱼类的质量和营养价值。近年来,低成本的动物性产品饮食(包括昆虫粉等成分)被认为是鱼类饮食中可能的替代蛋白质来源。传统鱼粉资源有限,价格昂贵,昆虫蛋白可能是解决未来饲料短缺的途径之一。


黑水虻(Hermetia illucens, HI)是一种高度可持续性的候选昆虫,其幼虫在水产养殖饲料中具有良好的替代作用和潜在的替代价值。这种昆虫蛋白可以改善水生动物的生长特性、免疫功能和抗病性。用HI替代饲料鱼粉已被用于虹鳟鱼(Oncorhynchus mykiss)、欧洲鲈鱼(Dicentrarchus labrax)、非洲鲶鱼(Clarias gariepinus)、大西洋鲑鱼(Salmo salar L.),它可以作为饲料补充,而不会对水生动物的生长特性产生不利影响。


加州鲈(Micropterus salmoides)是中国最重要的商业肉食性鱼类之一,2019年中国总产量接近50万吨。它具有生长快、易饲养、耐受性强、营养价值高的优点,但对饲粮氨基酸的要求较高。鱼粉被认为是鱼类生产的理想蛋白质来源,因为其营养成分普遍均衡,消化率高,适口性好。近年来,全球鱼粉生产成本不断上升,寻找鱼粉的替代品对水产养殖业至关重要。由于加州鲈长期暴露于环境病原菌,极易感染,导致养殖业死亡率增加,经济损失增加。鱼类在夏季更易感染气单胞菌等病原体,因此亟须寻找一种既能提高生长性能,又能预防疾病的鱼粉替代品。


本实验室前期实验发现HI是鱼粉的良好替代品,低剂量替代具有良好的抗病性。本研究通过用不同比例的HI替代鱼粉,探讨了HI对加州鲈生长、组织形态、肝脏和肠道酶活性及对舒伯特气单胞菌抗性的影响。

材料与方法

新鲜黑水虻幼虫于-20℃保存。在制备实验饲料时,将幼虫用高速研磨机粉碎,40目筛分。同时,调整鱼油、大豆油和卵磷脂的比例,以平衡饲料组成。4个不同HI组以HI替代饲料中5%、10%、15%和20%的鱼粉,对照组不添加HI(表1)。5个试验组的营养成分平衡均匀。将加州鲈随机分为5组,每组75尾。每组设3个生物重复,每天2次,连续饲喂49天。生长试验结束后,禁食24h,计算WGR、SR、SGR、FCR、PER、DF、VSI、HSI和CF。试验结束时,每组随机选取4尾鱼,麻醉,尾静脉采血,测定血清生化指标。采集中肠和肝脏,制备组织切片,分析酶活等。舒伯特气单胞菌培养后调整菌悬液浓度至5×106 cfu/ml,注射攻毒。

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结果

1,生长和饲料效率参数

49 天后,5%、10%、15%和20%HI组与0%HI组比较发现,10%、15%和20%HI组加州鲈体重和增重比显著降低(P<0.05)。15%和20%HI组SGR和PER显著降低(P<0.05)。两组FCR均显著提高(P<0.05)。20%HI组DF显著提高 (P<0.05)。5%、10%、20%HI组HIS明显升高(P<0.05)。其余SR、VSI、CF无变化(表2)。

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2,肝脏和中肠的血液参数和酶活性

与0%HI相比,HI替代鱼粉后血清ALT、GLU和LDH含量发生了显著变化(P<0.05)。20%HI组ALT含量显著升高(P<0.05)。10%HI组GLU含量显著降低(P<0.05),20% HI组GLU含量显著升高(P<0.05)。15%HI组LDH含量显著升高(P<0.05)。其他血清生化指标无显著差异(表3)。

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5%、10%、15%和20%HI与0%HI相比,15%和20%HI饲料显著降低了肝脏GSH-PX活性,显著提高了总蛋白含量(P<0.05)。5%HI组GSH-PX和POD活性显著升高(P<0.05),10%HI组T-AOC活性和LZM活性显著降低(P<0.05)(图1)。

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在中肠,15%和20%HI组AMS活性和20%HI组LPS活性显著降低(P<0.05)(图2)。

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3,肠道和肝脏的组织学观察

各实验组肠道和肝脏均未见明显病理改变。肠道方面,喂食5%、10%、15%、20%HI日粮的鱼的近端肠道黏膜宽度、黏膜下层厚度和肌层厚度与对照组相比肠道形态无显著差异,肝脏无明显变化。


4,对舒伯特气单胞菌的抗性测定

舒伯特气单胞菌感染后,各试验组临床症状无差异。受感染的鱼的肛门和尾鳍有轻微的充血和出血,肝脏有白色结节的严重充血(图 3A-C)。感染后,0HI组的感染后存活率为6.7%,5%和10%HI组分别为33.3%和13.3%,15% 和 20% HI组中没有鱼死亡(图 3D)。测量感染后各组脾脏中的细菌定植发现,感染后48h,所有实验组的定植率均显著降低(P<0.05)。攻毒后72h,5%HI的细菌定植量显著降低(P<0.05)(图3E)。

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结论

本研究表明,5%HI可以增加加州鲈肝脏中POD 和GSH-Px的活性,同时减少舒伯特气单胞菌在脾脏中的定植,保护加州鲈免受细菌感染。这些结果表明,5%HI替代鱼粉具有更好的抗病性。

感谢原文作者的研究与分享:

B.T. Wang, H.L. Wu, Y.W. Dong, B. Jiang, W. Li, Y.L. Su*, Y.H. Huang* and C. Liu*, Effects of fishmeal substitution with Hermetia illucens L on the growth, metabolism and disease resistance of Micropterus salmoides,Journal of Insects as Food and Feed, 2022.


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