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在水产养殖中,人们关心的是如何最大限度地降低饲料成本,往往把提高生长率及饲料转化率作为最主要的目标,却忽视了饲料对养殖动物的生理状况的影响,导致饲料中经常出现营养不平衡及抗营养因子过多等问题,这最终影响水产养殖业的可持续发展。为考察饲料中棉粕替代豆粕对草鱼鱼种生理、病理及相关基因表达的影响,对不同体重的草鱼(初始平均体重约7.10 g和10.40g)分别进行了8周的饲养试验。结果表明,16.63％棉粕可替代35％的豆粕不影响草鱼幼鱼的生理机能;当棉粕替代比例过高时,影响草鱼生长性能、体组成,消化酶、抗氧化酶及转氨酶活力及相关基因表达。本试验较系统地评价棉粕在草鱼饲料中应用的安全性,为棉粕在水产动物饲料中应用提供理论依据;同时,揭示棉粕营养代谢规律和机体生理病理变化的密切关系,并为通过营养手段调控动物生长及代谢提供理论基础。主要研究结果如下:
1.当棉粕替代35％豆粕时,不影响草鱼的增重率(WGR)、特定生长率(SGR)、存活率(SR)、饲料系数(FCR.)和蛋白质效率(PER)(P＞0.05)。但随着饲料中棉粕替代豆粕的比例增加(替代68％和100％),与对照组相比,草鱼的WGR、SGR、SR和PER显著降低,而FCR显著提高(P＜0.05),且在饲养试验后期出现摄食量减少及少数死亡的现象。棉粕替代豆粕对各组草鱼全鱼及肌肉的水分、粗脂肪、粗蛋白含量的影响均不显著(P＞0.05)。当棉粕替代豆粕的比例增加(为68％与100％)时,与对照组相比,草鱼的RBC、HCT和HGB明显下降(P＜0.05)。
2.游离棉酚残留的检测结果表明,对照组、CSM35和CSM68组草鱼肝胰脏中没有检出游离棉酚;CSM100组肝胰脏组织中含有游离棉酚24.23±3.14 μg/g。病理切片的观察结果表明:饲料棉粕水平对草鱼肝胰脏、肾脏及肠道结构影响比较明显,对脾脏及心脏结构影响较轻。随着棉粕替代豆粕水平的提高,草鱼的病变明显。
3.本试验首次获得的草鱼α-淀粉酶cDNA片段全长为1612-bp,包括完全开放阅读框(ORF)为1539-bp,5非编码序列(LJTR)为14-bp,3UTR为59-bp,在NCBI上的登录号为GQ856659。棉粕替代豆粕对各组草鱼肝胰脏蛋白酶活力、α-淀粉酶活力及其基因表达影响无显著差异(P＞0.05);但对肠道蛋白酶、α-淀粉酶活力的有影响,当棉粕完全替代豆粕时,CSM100组的蛋白酶的活性显著低于其他组(P＜0.05),而Q.淀粉酶的活力显著高于其他组(P＜0.05)。棉粕替代豆粕对各组草鱼肝胰脏及肠道脂肪酶活性影响差异不显著(P＞0.05)。
4.首次获得的草鱼谷胱甘肽过氧物酶(GSH-Px)的cDNA全长为890-bp,包括ORF为576-bp,5UTR为17-bp,3UTR为297-bp,在NCBI上的登录号为EU828796;首次获得的超氧化物歧化酶(SOD)的cDNA全长为725-bp,包括ORF为465-bp,5端UTR为18-bp,3端UTR为242-bp,在NCBI上的登录号为GU901214;本试验所获得的过氧化氢酶(CAT)序列为1981-bp,其中包括部分ORF1411-bp,3UTR为570-bp。
当饲料中棉粕替代豆粕从35％提高到100％时,CAT、SOD与GSH-Px的酶活力显著提高(P＜0.05)。CSM100组CAT的活力显著高于对照组;SOD与GSH-Px酶活力与对照组无显著差异(P＞0.05)。CAT与GSH-Px的mRNA转录水平与其酶活力变化一致;SODmRNA转录水平的变化与其酶活性变化不一致,其CSM35组显著高于其它组。当棉粕替代豆粕从35％提高到100％时,MDA的含量也显著提高(P＜0.05),且CSM100组的MDA含量显著高于对照组。
5.所克隆的草鱼PPAR αcDNA片段全长为1474-bp,包括ORF为1404-bp,5UTR为39-bp,3UTR长31-bp。首次克隆的PPAR βcDNA片段为1020-bp,包括部分ORF为924-bp,3端UTR长196-bp,在NCBI上的登录号为HM014135。首次克隆的PPAR γ cDNA片段全长为1580-bp,包括ORF为1569-bp,5UTR为11-bp,在NCBI上的登录号为EU847421。
当棉粕替代35％或68％豆粕时,草鱼肝胰脏GPT和GOT活性显著低于对照组(P＜0.05);当棉粕完全替代豆粕时,草鱼肝胰脏GPT活性显著高于对照组(P＜0.05),而GOT活力与对照组差异不显著(P＞0.05)。当棉粕替代豆粕从35％提高到100％时,草鱼肝脏PPAR α mRNA表达丰度显著提高(P＜0.05),但CSM100组与对照组差异不显著(P＞0.05)。棉粕替代豆粕对草鱼肝脏PPARβmRNA表达丰度影响有一定的波动。当棉粕部分替代豆粕时,草鱼肝脏PPARγ mRNA表达丰度与对照组差异不显著(P＞0.05),当棉粕完全替代豆粕时,PPAR γ mRNA丰度显著高于对照组(P＜0.05)。