温度和饲料蛋白质水平对松浦镜鲤幼鱼血清生化指标的影响

(1.上海海洋大学水产与生命学院,上海201306;2.中国水产科学研究院黑龙江水产研究所,黑龙江哈尔滨150070)

摘要：研究了在不同温度(18、23、28℃)下,饲喂5种蛋白质水平(质量分数为30%、32%、34%、36%和38%)的饲料对松浦镜鲤Cyprinus specularis Songpu幼鱼(10.11 g±1.07 g)血清生化指标的影响。试验分为15组,每组设3个重复,每个重复放30尾鱼,饲养试验共进行60 d。结果表明:18℃下,鱼血清总蛋白(TP)和甘油三酯(TG)含量随饲料蛋白质水平的升高而升高,血清谷草转氨酶(AST)含量则相反;18、23、28℃条件下,各个蛋白质组间血清总胆固醇(CHOL)含量无显著性差异(P＞0.05),血清尿素氮(BUN)、肌酐(CREA)、葡糖糖(GLU)、白蛋白(ALB)、谷丙转氨酶(ALT)和碱性磷酸酶(ALP)含量均随饲料蛋白质水平的升高而先升高后降低。同一蛋白质条件下,血清TG、BUN、CREA、TP、ALB、ALT和AST含量随温度的升高显著下降(P＞0.05),血清ALP含量随温度的升高显著上升(P＜0.05);23℃下血清GLU、r-谷氨酰转肽酶(GGT)含量显著高于其他两个温度组(P＜0.05)。本研究表明,23℃下比18、28℃下更有利于镜鲤的营养代谢,18、23、28℃下松浦镜鲤幼鱼饲料最适蛋白质水平分别为32%、34%和34%。

松浦镜鲤Cyprinus specularis Songpu是对德国镜鲤通过多性状复合群体选育结合微卫星和电子标记技术进行个体选育而成功选育出的新品种,具有成活率高、抗病力强、耐寒等优点,目前已在中国大部分地区进行养殖。

温度是水产养殖中一个非常重要的生态因子,显著影响鱼类对营养物质的消化吸收,进而影响鱼类的生长、发育、代谢等生命活动。蛋白质是动物生长、发育和维持机体正常生命活动的必需营养素,它不仅是生物体的重要组成部分,而且在体内执行多种生物学功能。中国的不同地区、不同季节,气温相差较大,为此有必要根据温度变化来调整饲料蛋白质水平以满足鱼类生长的需要。鱼类血清生化指标能够反映鱼类机体的代谢、营养和生理状况,并与疾病有着密切的关系,血清生化指标还能够适当反映动物对饲料蛋白质的利用情况[1-2]。研究表明,温度变化对鱼类血清生化成分具有显著的影响作用[3-7],但关于温度和饲料蛋白质水平对鱼类血清生化指标影响的研究报道较少,仅见唐玲等[8]对镜鲤成鱼进行了相关方面的研究。本研究中,作者研究了不同生长温度和饲料蛋白质水平对松浦镜鲤幼鱼血清生化指标的影响,旨在为进一步筛选不同温度下松浦镜鲤的最佳蛋白质需求、优化其饲料配方、减少蛋白质资源的浪费及环境污染提供科学依据。

1 材料与方法

饲料原料经粉碎,过40目筛,再按表1所示配方制成5组粒径为2.0 mm的颗粒饲料,晾干后保存于冰箱(-20℃)中备用。

1.2.1 试验设计与饲养试验为双因素试验,设3个温度水平,每个温度水平下设5个蛋白质水平,每个处理设3个重复,每个重复放30尾鱼。水温分别为18、23、28℃,蛋白质含量(均为质量分数,下同)分别为30%、32%、34%、36%和38%。试验鱼为松浦镜鲤幼鱼,体质量为(10.11±1.07)g。试验在黑龙江水产研究所室内循环养殖系统中进行,采用自动控温仪维持所需要的温度。试验前将松浦镜鲤幼鱼经体积分数为5%的盐水消毒后暂养两周,然后挑选无病无伤的健康镜鲤随机分为15组。每天投喂3次(8:00、12:00和17:00),每次投喂以饱食无残饵为准。试验共进行60 d,每3周测定一次鱼体质量,并计算饲料消耗量。试验期间定期测定水质,并根据实际情况进行消毒。每3 d换水1次,每次换水量为1/3～1/2。试验期间,18℃下水体溶氧(DO)＞7.50 mg/L,23℃下水体DO＞7.00 mg/L,28℃下水体DO＞6.00 mg/L;3个温度下水体中氨氮含量和pH值差异不大,氨氮＜1 mg/L,pH为7.52～7.91。

1.2.2 血清的制备及生化指标的测定试验结束后使鱼空腹24 h后称重。然后从每个水族箱中随机取5尾鱼,用MS 222麻醉剂麻醉后,采用2.5 mL一次性注射器从尾静脉采血,将血液置于5 mL离心管中,于4℃下静置4 h,然后以3 500 r/min低温离心15 min,小心收集上层血清样品,并暂存于冰箱(-20℃)中待测。然后将血清保存于冰盒里送黑龙江省电力医院采用全自动生化分析仪(贝克曼ProCX4,美国)进行血清生化分析。

试验结果均以平均值±标准差表示。采用SPSS 17.0软件进行单因素、双因素方差分析以及Duncan多重比较,显著性水平设为0.05。

2 结果与分析

2.1 温度和饲料蛋白质水平对松浦镜鲤血清脂代谢和糖代谢指标的影响

从表2、表3可见:18℃下,松浦镜鲤幼鱼血清甘油三酯(TG)含量在各个饲料蛋白质组间无显著性差异(P＞0.05);23℃下,当蛋白质水平达到34%以上时各蛋白质组间TG含量无显著性差异(P＞0.05);而28℃下,32%和34%蛋白质组TG含量显著高于 30%和 38%蛋白质组(P＜0.05)。18、23、28℃条件下,各个蛋白质组间血清总胆固醇(CHOL)含量无显著性差异(P＞0.05);血清肌酐(CREA)、葡萄糖(GLU)含量在蛋白质水平达到32%以上时,各个蛋白质组间无显著性差异(P＞0.05);而血清碱性磷酸酶(ALP)活性分别在32%、34%和32%蛋白质水平以上时,各个蛋白质组间无显著性差异(P＞0.05)。

在同一蛋白质水平条件下,3个温度间TG、CREA和ALP含量有显著性差异(P＜0.05),且28℃组血清TG和CREA含量显著低于18℃处理组(P＜0.05);18℃与23℃处理组血清CHOL无显著性差异(P＞0.05),并显著高于28℃处理组(P＜0.05);28℃处理组血清ALP活性高于18℃和23℃处理组;23℃处理组血清GLU含量显著高于其他两个温度组(P＜0.05)。

2.2 温度和饲料蛋白质水平对松浦镜鲤血清氮代谢指标的影响

从表4、表5可见:18℃下,30%蛋白质组血清总蛋白(TP)含量显著低于其他蛋白质组(P＜0.05);23℃和28℃下,血清TP含量随饲料蛋白质水平的升高先升高后降低,并在32%蛋白质水平以上各蛋白质组无显著性差异(P＞0.05)。18、23、28℃条件下,血清白蛋白(ALB)和谷丙转氨酶(ALT)含量随饲料蛋白质水平的升高先升高后降低,ALB含量分别在蛋白质水平为 32%、34%和34%以上时各个蛋白质组间无显著性差异(P＞0.05);而 ALT含量分别在蛋白质水平为34%、32%和32%以上时各个蛋白质组间无显著性差异(P＞0.05)。18℃下,30%蛋白质水平血清谷草转氨酶(AST)含量显著高于其他蛋白质组(P＜0.05);23℃和28℃下,血清AST含量随饲料蛋白质水平的升高先升高后降低,当蛋白质水平达到34%以上时各蛋白质组间无显著性差异(P＞ 0.05)。18℃和28℃下,血清r-谷氨酰转肽酶(GGT)活性在各个蛋白质组间无显著性差异(P＞0.05);23℃下,蛋白质水平达到32%以上时各个蛋白质组间GGT活性无显著性差异(P＞0.05)。18、23、28℃下,血清尿素氮(BUN)含量随饲料蛋白质水平的升高呈先升高后降低的趋势,当蛋白质水平达到32%以上时各蛋白质组间无显著性差异(P＞0.05)。

在同一蛋白质水平条件下,血清BUN、TP、ALB、ALT和AST含量与温度均呈负相关关系,3个温度组间其含量有显著性差异(P＜0.05),且28℃组血清BUN、TP、ALB、ALT和AST含量显著低于18℃组(P＜0.05);23℃组血清GGT含量显著高于其他两个温度组(除蛋白质含量为30%的28℃组外)(P＜0.05)。

3 讨论

3.1 温度和饲料蛋白质水平对松浦镜鲤血清糖代谢指标的影响

糖、蛋白质和脂肪是鱼类的主要能量来源。其中GLU是营养物质被机体消化吸收后在血液里的主要形式,反映了糖代谢的基本状况。体内一些重要器官,比如脑,只能以GLU作为能量的来源[9]。正常情况下,GLU含量的变化是机体对糖吸收、运转和代谢动态平衡状态的反映。钱云霞等[10]、乔志刚等[11]和龙章强等[12]研究发现,饥饿一周时鱼GLU含量显著下降,饥饿几周后GLU含量虽然略有下降,但降幅不大,而相对维持在一个恒定的水平。说明营养摄入状况对鱼类机体糖代谢具有一定的影响作用。本试验中,松浦镜鲤GLU含量对温度比较敏感,23℃下GLU含量显著高于其他两个温度组,且18℃下GLU含量最低。这是因为温度显著影响了鱼类的总代谢作用,随温度的升高,机体物质代谢速度提高,糖的利用率加快,肝糖元分解以及糖异生作用增强,从而使GLU含量增大。18℃下,当蛋白质水平达到32%时,随饲料蛋白质水平的升高各个蛋白质组间GLU含量无显著性差异,说明18℃下,32%的饲料蛋白质水平足以维持鱼体正常的糖代谢。23℃下,当蛋白质水平达到32%以上时GLU含量无显著性差异。28℃下,投喂34%饲料蛋白质水平鱼血清GLU含量显著高于其他蛋白质组,说明28℃下,投喂34%饲料蛋白质水平的鱼体糖代谢最活跃。各蛋白质组间GLU含量先显著上升,然后保持稳定水平,是因为饲料蛋白质水平的增加促进了蛋白质在肝胰脏的糖异生形成糖类,再分解成GLU释放到血液,从而使血清中GLU含量升高,当提供的蛋白质达到饱和状态时,对糖异生作用不显著,因此,即使饲料蛋白质水平有所提高,GLU含量仍保持稳定水平。

3.2 温度和饲料蛋白质水平对松浦镜鲤血清脂代谢指标的影响

TG是营养物质被机体消化吸收后在血液里的主要形式,反映了脂肪代谢的基本状况。血清中的TG和CHOL含量反映了机体摄取或合成 TG和CHOL的能力。刘波等[7]研究发现,吉富罗非鱼在摄食后的不同时间,对照组血清中GLU、CHOL、TG、AST含量等生化指标存在一定的差异,且急性低温应激后血清GLU、CHOL、TG、AST含量有增加趋势。说明营养物质的摄入与环境温度的变化对鱼类血清生化指标具有一定的影响作用。本试验中,血清TG与温度呈负相关关系,18℃下TG含量显著高于23℃和28℃。18℃和23℃下CHOL含量无显著性差异,但显著高于28℃。而同一温度条件下,TG、CHOL含量在不同蛋白质组间无显著性差异;这可能是高温增强了脂肪酸的氧化功能,从而减少TG和CHOL的合成,另外,温度也可以通过影响蛋白质的消化代谢,进而影响脂肪的代谢和调控,使得不同温度下血清中的 TG和CHOL含量有显著性差异。

ALP是一种磷酸单脂酶,可催化单脂的水解反应,是生物体内一种重要的与蛋白质、脂质有关的代谢调控酶,主要来自肝脏。本试验中,ALP活性与温度呈正相关关系,3个温度下血清ALP活性有显著性差异,且28℃下活性最大。说明温度变化对机体蛋白质和脂质代谢具有一定的影响作用。18℃和23℃下,ALP活性随蛋白质水平的升高而增大,但当蛋白质分别达到32%和34%以上时各蛋白质组间ALP活性无显著性差异,28℃下,饲料蛋白质水平为34%的组血清ALP活性最大,这可能是不同温度下机体对蛋白质的消化代谢差异,且高蛋白质水平对脂肪代谢具有一定的影响作用,从而调控肝脏ALP的合成所致。

3.3 温度和饲料蛋白质水平对松浦镜鲤氮代谢指标的影响

血清总蛋白是机体蛋白质的来源之一,用于修补组织和提供能量。血清总蛋白和白蛋白含量在一定程度上反映了机体对蛋白质的消化吸收程度和代谢状况[13]。此外,血清蛋白质(白蛋白和球蛋白以及总蛋白)的含量与动物对饲料蛋白质的摄取量有关,同时受内源蛋白质分解代谢、外界环境因子等众多因素的影响[14],可以反映鱼类健康、营养和对环境的适应能力等。本试验中,鱼血清TP和ALB含量与温度呈负相关关系,3个温度组间TP和ALB含量有显著性差异,且在18℃下最大; 18、23、28℃下,当饲料蛋白质水平达到32%以上时,蛋白质组间血清TP含量无显著性差异;血清ALB含量在当饲料蛋白质水平分别达到32%、34%、34%以上时,各蛋白质组间ALB含量无显著性差异。说明18、23、28℃下,饲料蛋白质水平分别达到32%、34%和34%时即可满足松浦镜鲤对蛋白质的需求。

ALT和AST是鱼类重要的氨基酸转氨酶,在非必需氨基酸的合成和蛋白质分解中起着重要的中介作用,其活性反映了蛋白质合成和分解代谢的状况[15]。本试验中,血清ALT和AST活性与温度呈负相关关系,3个温度组间ALT和AST活性有显著性差异,且18℃下活性最大。在18、23、28℃条件下,当饲料蛋白质含量分别达到32%、34%、34%以上时各蛋白质组间AST活性无显著性差异。说明在18、23、28℃下,当饲料蛋白质含量分别达到32%、34%、34%时有利于促进松浦镜鲤幼鱼机体肝胰脏的氨基酸代谢,从而提高蛋白质的利用率。

血清BUN是衡量动物体内蛋白质代谢和氨基酸平衡的一个重要指标。通常,较低的BUN含量表明氨基酸平衡较好,机体蛋白质合成率较高[13]。血清BUN过高,则会使氮通过尿液排出体外,降低饲料中氮的利用率,其含量可以反映动物蛋白质代谢状况,并可作为蛋白质沉积的一个指标[16]。Figueroa等[17]研究表明,高蛋白质水平饲料会对肝、肾产生一定的负荷,因此,血清中BUN含量随着饲料蛋白质水平的升高呈增加的趋势。CREA是肌酸和磷酸肌酸代谢的最终产物,血清中CREA含量与肌肉活动量有关。本试验中,BUN含量随温度的升高显著下降,28℃下 BUN含量最低。18、23℃下,当饲料蛋白质水平分别达到32%和34%以上时,随蛋白质水平的升高各个蛋白质组间BUN含量无显著性差异。28℃下,饲料蛋白质水平为30%时鱼体血清中BUN含量最低。这可能是因为高温条件下机体蛋白质代谢活跃,导致了蛋白质沉积增多。同一温度条件下,在一定蛋白质范围内高蛋白饲料能促进蛋白质代谢,提高蛋白质的利用率,但当蛋白质达到一定水平后,继续提高饲料蛋白质水平则会造成浪费。同一蛋白质水平下, 18、23、28℃组间血清CREA含量有显著性差异,且28℃下血清中CREA含量显著低于18℃和23℃,可能是28℃有利于促进肌肉组织的能量代谢,并由肾小球滤过排出体外,从而使血清CREA含量降低。

4 结语

温度对鱼类机体具有显著的影响作用,其作用大小体现在血清生化指标的变化上,根据各项生化指标可认定23℃为松浦镜鲤幼鱼的最适生长温度。

不同温度下松浦镜鲤幼鱼的最佳蛋白质需要量不同,根据血清生化指标含量可认定18、23、28℃下松浦镜鲤幼鱼最佳蛋白质需要量分别为32%、34%和34%。

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Effects of temperature and dietary protein content on the blood biochemical parameters in juvenile Songpu mirror carp Cyprinus specularis Songpu

(1.Fisheries and Life Science College,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China;2.Heilongjiang River Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Harbin 150070,China)

Abstract：The effects of water temperature(18,23℃ and 28℃)and dietary protein levels(30%,32%,34%, 36%and 38%)on blood biochemical parameters were investigated in juvenile(body weight 10.11 g±1.07 g) Songpu mirror carp Cyprinus specularis Songpu reared in recirculating tanks at a rate of 30 individuals per tank with triplication for 60 d.The results showed that total protein(TP)and triglyceride(TG)levels in the juveniles were increased with the increase in dietary protein levels at 18℃,while glutamate-oxaloacetate transaminase(AST) activity decreased with the increase in dietary protein levels at 18℃.There were no significant differences in total cholesterol(CHOL)levels at all temperature(P＞0.05),and urea nitrogen(BUN),creatinine(CREA),blood glucose(GLU),and albumin(ALB)levels,and glutamate-pyruvate transaminase(ALT)activity,and atherogenic lipoprotein profile(ALP)levels were increased then decreased with increase in dietary protein levels.There were no significant differences(P＞0.05)in protein treatments.Under the same protein level,TG,BUN,CREA, TP,ALB,ALT and AST levels were significant decreased(P＜0.05)with the increase in temperature,while ALP level were significant increased(P＜0.05).At 23℃,GLU and GGT levels were significant higher than that in the other temperature treatments.There was better nutritive metabolism of Songou mirror carp at 23℃ than at 18 and 28℃,and the optimal dietary protein level was found to be 32%at 18℃,34%at 23℃ and 34%at 28℃.

Key words：Cyprinus specularis Songpu;juvenile;water temperature;protein level;serum biochemical parameter

基金项目：现代农业产业技术体系建设专项(CARS-46);黑龙江水产研究所基本科研专项(2009HSYZX-YZ-01)

作者简介：黄金凤(1986-),女,硕士研究生。E-mail:huangjinfeng826@163.com