中华鳖低鱼粉饲料开发及其蛋白代谢和摄食调控的研究

摘要

本研究旨在探究动物蛋白和植物蛋白在饲料中的利用潜力，并尝试从分子机制层面解释动植物蛋白利用的局限性。在此研究基础上将不同类型的蛋白源及功能性添加剂进行科学配比，以克服单一蛋白源的不足，以期能最大限度的降低中华鳖饲料中的鱼粉含量。本研究主要包含以下六个部分: 1.肉骨粉和膨化血粉替代鱼粉对中华鳖生长性能、消化率和体组成的影响 本试验旨在探究动物蛋白（animal protein blend，APB;肉骨粉∶膨化血粉=4∶1）在中华鳖饲料中的应用前景。试验采取单因素设计，配制7组等氮等能（48％蛋白，18MJ/kg总能）日粮，分别用APB等蛋白替代0、10、20、30、40、50和60％的鱼粉。试验分4个重复，在室内养殖箱进行，试验期8周，每天饲喂3次，每次饱食投喂。结果表明，当APB替代鱼粉比例为0-40％时，各组间体增重、蛋白效率比以及总能和干物质的表观消化率无显著差异(P＞0.05);当替代比例超过40％时，以上各指标与对照组比显著降低(P＜0.05)。此外，当替代比例超过30％时，氮保留率以及大多数的氨基酸消化率与对照组相比显著降低（P＜0.05）。然而，APB替代鱼粉对各组相对摄食率以及全鳖粗水分、粗蛋白、粗脂肪和粗灰分含量无显著差异（P＞0.05）。由上述结果可知，APB可替代中华鳖日粮中30-40％鱼粉对生长性能、体组成和营养物质消化率无显著影响，过量替代可导致生长抑制和营养物质表观消化率下降。 2.5种诱食剂对中华鳖诱食效果的比较研究 本研究旨在通过摄食量筛选出中华鳖的最适诱食剂及添加量。试验配制两组等氮等能（48％蛋白，17.5MJ/kg总能）的基础日粮。其中，一组包含60％鱼粉和0％APB为HFM组，另一组包含42％鱼粉和22.5％APB为LFM组。设置5个实验以分别评定甜菜碱、二甲基-β-丙酸噻亭(2-carboxy ethyl dimethyl sulphonium bromide，DMPT)、5'-肌苷核苷酸（inosine-5'-monophosphate，IMP）、牛磺酸和鱿鱼膏等5种诱食剂在HFM和LFM日粮中的诱食效果。每个试验分2组，分别为HFM和LFM组。每种诱食剂设4个浓度梯度，含不同浓度诱食剂的日粮用特定的稀土元素标记并等量充分混合饲喂给中华鳖。其中，含0.1％甜菜碱的对应日粮应用于所有试验中作为内参进行不同诱食剂之间的比较。饲喂1小时后收集粪便，通过测定粪便中特定稀土元素的相对含量来评定对应日粮的摄食量。本研究设4个重复，于室外养殖箱养殖，养殖期2周，每天饲喂两次，每次饱食投喂。结果表明，对于HFM组，只有IMP显著提高了日粮诱食性;而对于LFM组，鱿鱼膏的诱食性最强，其中各诱食剂的最适添加量分别为甜菜碱1％，DMPT0.01％，MP0.01％，牛磺酸0.5％，鱿鱼膏1％。 3.大米酶解蛋白及其强化替代鱼粉对中华鳖生长、消化和代谢的影响 本研究旨在探究Lys和鱿鱼膏强化大米酶解蛋白对中华鳖生长性能、肠道消化吸收酶和肝脏代谢酶的影响。配制4组等氮等能（47％蛋白，18MJ/kg总能）日粮，分别包含60％鱼粉(CT)、42％鱼粉+18％大米酶解蛋白(RP)、42％鱼粉+18％大米酶解蛋白+1.5％微囊L-Lys(RPL)和42％鱼粉+18％大米酶解蛋白+1.5％微囊L-Lys+1％鱿鱼膏(RPS)。试验分4个重复，于室外水泥池养殖，养殖期8周，中华鳖进行饱食投喂，每天饲喂3次。结果表明，大米酶解蛋白替代鱼粉显著降低了生长性能和营养保留率，提高了饵料系数(P＜0.05)，而补充Lys后生长指标与CT组无显著差异(P＞0.05)，在此基础上进一步添加鱿鱼膏后显著提高了生长性能、饲料转化率和相对摄食率(P＜0.05)。对于肝脏代谢酶，与CT组相比，大米酶解蛋白替代鱼粉显著降低了谷丙转氨酶（alanine aminotransferase，GPT）和黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase，XOD)的活性(P＜0.05)，补充Lys后XOD活性差异不显著（P＞0.05），进一步添加鱿鱼膏后显著提高了GPT活性(P＜0.05)。对于肠道消化吸收酶，与CT组相比，大米酶解蛋白替代鱼粉显著降低了蛋白酶和刷状缘酶的活性（P＜0.05），补充氨基酸后酶活有所提高（P＜0.05），但与CT组比仍差异显著，进一步添加鱿鱼膏后显著提高了羧肽酶A的活性(P＜0.05)，其余差异不显著（P＞0.05）。由以上结果可知，大米酶解蛋白在补充L-Lys后可替代中华鳖饲料中30％的鱼粉，进一步添加1％鱿鱼膏后可显著提高摄食且促生长效果优于鱼粉。 4.赖氨酸强化大米酶解蛋白替代鱼粉对中华鳖氨基酸转运和蛋白代谢的影响 本研究旨在探究蛋白源氨基酸不平衡对中华鳖在短期禁食条件下氨基酸转运和蛋白质代谢的影响。配制3组等氮等能（47％蛋白，18MJ/kg总能）日粮，分别包含60％鱼粉(CT)、42％鱼粉+18％大米酶解蛋白(RP)和42％鱼粉+18％大米酶解蛋白+1.5％微囊L-Lys(RPL)。试验分4个重复，于室外水泥池养殖，养殖期8周，中华鳖进行饱食投喂，每天饲喂3次。结果表明，大多数肠道中碱性氨基酸转运载体基因、肝脏mTOR通路相关磷酸化蛋白以及肌肉MuRF1和MAFbx蛋白表达都受日粮类型、时间及其交互的影响（P＜0.05）。其中，对于肠道中碱性氨基酸转运载体，CT和RPL组在摄食后3-6h基因表达达高峰，随后显著下降（P＜0.05）;而RP组在摄食后6-12h表达高峰并随后下降（P＜0.05）。对于肝脏Akt、mTOR及下游的p70S6Kinase和4E-BP1蛋白磷酸化表达，CT和RPL组在摄食后6h达峰值（P＜0.05），随后下降;而RP组在摄食后12h达峰值(P＜0.05)，随后下降。此外，RP组各蛋白的表达量要显著低于其余两组(P＜0.05)。对于肌肉MuRF1和MAFbx蛋白表达，CT和RPL组表达模式与mTOR相关蛋白相反;而RP组与mTOR相同。以上结果表明，饲料缺乏Lys会显著推迟摄食后肠道氨基酸转运载体及肝脏mTOR相关磷酸化蛋白表达到达峰值的时间，并降低表达强度，而日粮氨基酸组成对肌肉泛素-蛋白酶体途径中MuRF1和MAFbx蛋白的影响仍需深入研究。 5.鱿鱼膏强化大米酶解蛋白替代鱼粉对中华鳖摄食调控的影响 本研究旨在探究大米酶解蛋白替代鱼粉并添加鱿鱼膏对中华鳖短期禁食内摄食调控基因动态表达的影响。配制3组等氮等能（47％蛋白，18MJ/kg总能）日粮，分别包含60％鱼粉(CT)、42％鱼粉+18％大米酶解蛋白+1.5％微囊L-Lys(RPL)和42％鱼粉+18％大米酶解蛋白+1.5％微囊L-Lys+1％鱿鱼膏(RPS)。试验分4个重复，于室外水泥池养殖，养殖期8周，中华鳖进行饱食投喂，每天饲喂3次。结果表明，瘦素受体(leptin receptor，LEPR)、胰岛素受体(insulin receptor，INSR)以及脑肠肽的表达显著受日粮、时间以及其交互的影响（P＜0.05）。其中，脑和肠道LEPR和INSR的mRNA表达在摄食后3h达高峰(P＜0.05)，随后下降。阿黑皮质素(pro-opiomelanocortin，POMC)、可卡因-苯丙胺调节转录肽(cocaine and amphetamine-regulated transcript，CART)、胆囊收缩素(cholecystokinin，CCK)、胆囊收缩素受体1(Cholecystokinin1receptor，CCK1R)、胰高血糖素样肽-1受体（glucagon-like peptide-1receptor，GLP-1R）等起抑制摄食作用的脑肠肽的表达趋势与LEPR和INSR相同，而NPY和PYY表达在摄食后3h显著降低并于6-12h达高峰（P＜0.05），随后下降。此外，与CT组相比，大米酶解蛋白替代鱼粉并补充L-Lys对中华鳖摄食基因的表达无显著影响（P＞0.05），而添加1％鱿鱼膏显著提高了促摄食基因的表达，降低了抑制摄食基因的表达（P＜0.05）。 6.复合蛋白替代鱼粉对中华鳖生长、消化和蛋白代谢的影响 本研究旨在探究复合蛋白(PB)替代鱼粉对中华鳖生长、消化及蛋白代谢的影响。配制3组等氮等能（48％蛋白，18MJ/kg总能）日粮，分别包含60％鱼粉(CT)、42％鱼粉+18％PB（T-30）和30％鱼粉+30％PB(T-50)，其中PB由大米酶解蛋白、鸡肉粉、酵母浸粉、喷雾干燥血浆粉以及果寡糖、地衣芽孢杆菌、牛磺酸和微囊L-Lys科学配比而成。试验分4个重复，于室外水泥池养殖，养殖期8周，中华鳖进行饱食投喂，每天饲喂两次。结果表明，与CT组相比，PB替代30％鱼粉显著提高了增重率、特定生长率和相对摄食率(P＜0.05)，而当替代比例达50％时，增长率和特定生长率差异不显著(P＞0.05)，但相对摄食率仍显著升高(P＜0.05)。PB替代30％鱼粉对肠道消化吸收酶无显著影响（P＞0.05），当替代比例达50％时，蛋白酶和淀粉酶活性显著降低（P＜0.05）。此外，PB替代50％鱼粉还显著降低了中华鳖肠道绒毛长度以及肝脏Phospho-mTOR和Phospho-4E-BP1的表达(P＜0.05)。由上述结果可知，PB对中华鳖有显著的促摄食作用，其替代30％鱼粉可起到促生长的作用，但过量替代可能会导致蛋白效率降低。

目录

声明

摘要

常用缩略语

前言

1本研究目的与意义

2本研究的主要内容和拟解决的问题

3技术路线

第一章 水产饲料蛋白源开发研究进展

1动物蛋白源开发与利用

1．1鸡肉粉

1．2肉(骨)粉

1．3血粉

1．4蚕蛹蛋白

1．5蝇蛆蛋白

2植物蛋白源开发与利用

2．1油籽粕

2．2浓缩蛋白

3单细胞蛋白源开发与利用

3．1酵母产品

3．2藻类

4中华鳖蛋白营养研究进展

5总结与展望

第二章 氨基酸吸收转运与代谢调控研究进展

1氨基酸吸收转运研究进展

1．1氨基酸转运系统概况及调节

1．2氨基酸转运系统与营养感知的研究进展

2蛋白质代谢调控的研究进展

2．1mTOR信号通路与蛋白代谢调节

2．2泛素-蛋白酶体系统与蛋白代谢调节

3总结与展望

第三章 水产动物诱食剂研究进展

1影响摄食的因素

1．1水产动物本身

1．2饲料营养与品质

1．3环境

2诱食剂种类

2．1氨基酸类

2．2核苷酸类

2．3季胺类

2．4提取物

2．5其它

3．2电生理法

3．3摄食生长法

4总结与展望

第四章 动物食欲调控研究进展

1饱食信号

1．1瘦素

1．2胰岛素

1．3胆囊收缩素

1．4胰高血糖素样肽-1

1．5肽YY

2促摄食信号

3神经肽系统

3．1神经肽Y

3．2刺鼠色蛋白相关蛋白肽

3．3阿黑皮质素

3．4可卡因-苯丙胺调节转录肽

4营养状态对水产动物摄食的调节

5总结与展望

第五章 肉骨粉和膨化血粉替代鱼粉对中华鳖生长、消化和体组成的影响

1材料与方法

1．1饲料原料与配方

1．2试验鳖与养殖管理

1．3样品采集与分析测定

1．4数据统计分析

2试验结果

2．1动物蛋白替代鱼粉对中华鳖生长性能的影响

2．2动物蛋白替代鱼粉对中华鳖表观消化率的影晌

2．3动物蛋白替代鱼粉对中华鳖体组成的影响

3讨论

4本章小结

第六章 5种诱食剂对中华鳖诱食效果的比较研究

1材料与方法

1．1试验日粮和指示齐0

1．2试验鳖与养殖管理

1．3样品采集与分析测定

1．4数据统计分析

2试验结果

2．1两种基础日粮对中华鳖摄食的影响

2．2不同诱食剂对中华鳖摄食偏好的影响

3讨论

4本章小结

第七章 大米酶解蛋白及其强化替代鱼粉对中华鳖生长、消化和代谢的影晌

1材料与方法

1．1试验原料与配方

1．2试验鳖与饲养管理

1．3样品采集与分析测定

1．4数据统计分析

2试验结果

2．1大米酶解蛋白及其强化替代鱼粉对中华鳖生长性能和体组成的影响

2．2大米酶解蛋白及其强化替代鱼粉对中华鳖肝脏代谢酶活性的影响

2．3大米酶解蛋白及其强化替代鱼粉对中华鳖肠道消化吸收酶活性的影晌

3讨论

4本章小结

第八章 赖氨酸强化大米酶解蛋白替代鱼粉对中华鳖氨基酸转运和蛋白代谢的影响

1材料与方法

1．1饲料原料与配方

1．3样品采集与分析测定

1．4数据统计分析

2试验结果

2．1Lys强化大米酶解蛋白替代鱼粉对肠道小肽转运载体动态变化的影响

2．2Lys强化大米酶解蛋白替代鱼粉对肠道碱性氨基酸转运载体动态变化的影响

2．3Lys强化大米酶解蛋白替代鱼粉对中性氨基酸载体动态变化的影响

2．4Lys强化大米酶解蛋白替代鱼粉对月丰脏mTOR通路相关蛋白磷酸化动态变化的影响

2．5Lys强化大米酶解蛋白替代鱼粉对肌肉UPS相关蛋白动态表达的影响

3讨论

4本章小结

第九章 鱿鱼膏强化大米酶解蛋白替代鱼粉对中华鳖摄食调控的影响

1材料与方法

1．1试验原料与配方

1．2试验鳖与饲养管理

1．3样品采集与分析测定

1．4数据统计分析

2试验结果

2．1鱿鱼膏强化大米酶解蛋白对LEPR和INSR动态表达的影响

2．2鱿鱼膏强化大米酶解蛋白对NPY、POMC和CART动态表达的影响

2．3鱿鱼膏强化大米酶解蛋白对CCK和CCK1R动态表达的影响

2．4鱿鱼膏强化大米酶解蛋白对GLP-1R和PYY动态表达的影响

3讨论

4本章小结

第十章 复合蛋白替代鱼粉对中华鳖生长、消化和蛋白代谢的影响

1材料与方法

1．1饲料原料与配方

1．2试验鳖与养殖管理

1．3样品采集与分析测定

1．4数据统计分析

2试验结果

2．1复合蛋白替代鱼粉对中华鳖生长的影响

2．2复合蛋白替代鱼粉对中华鳖肠道消化吸收酶的影响

2．3复合蛋白替代鱼粉对中华鳖肠道结构的影响

2．4复合蛋白替代鱼粉对中华鳖蛋白代谢的影响

3讨论

4本章小结

第十一章 全文讨论及结论

参考文献

创新点与不足

致谢

攻读博士学位期间的学术成果