首次尝试在短寿命的鳉鱼(一种用于研究衰老的脊椎动物模型)中使用合成饲料

《Journal of Fish Biology》:First attempt at using a synthetic diet in short-lived killifish, a vertebrate model of ageing

【字体: 时间:2025年10月28日 来源:Journal of Fish Biology 2

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  尼氏沙丁鱼高蛋白与低蛋白纯化饮食对生长繁殖的影响及基础配方建立。测试66%高蛋白和34%低蛋白饮食的5个月实验,雄性高蛋白组生长与血虫组相当,低蛋白组生长受限;雌性低蛋白组(含22%脂质)繁殖率与血虫组相当,但整体生长较差。性别差异显著,雌性对营养更敏感。研究提出需分性别优化配方,并添加脂质等成分。

  在现代实验室研究中,饮食标准对于确保实验的一致性和可重复性至关重要。然而,许多实验室中使用的鱼类往往缺乏针对特定物种的、公开配方的标准化饮食。这一研究旨在填补这一空白,通过测试宏量营养素对一种在生物衰老研究中被广泛使用的实验模型—— turquoise killifish(*Nothobranchius furzeri*)的生理表现的影响,并提供一种基础配方的纯净饮食,以支持该物种在实验室环境下的良好和稳定表现。实验持续了5个月,对个体饲养的鱼类分别采用两种纯净饮食(1)高蛋白(约66%蛋白,9%脂肪)和(2)低蛋白(34%蛋白,22%脂肪),以及对照组的活血虫(BLW)进行比较,评估其在生长、体况、繁殖和饲料效率等方面的差异。

研究结果表明,两种纯净饮食在生存率方面与对照组的BLW饲养鱼相当,而高蛋白饮食在雄性生长方面也表现出类似效果。关键的发现是,绝对蛋白质摄入量对鱼类的生长具有决定性作用,而总热量摄入则不显著影响。这意味着,即使在总热量较低的情况下,只要蛋白质摄入充足,鱼类仍能获得良好的生长表现。然而,只有低蛋白饮食在脂肪含量为22%的情况下,才能支持与对照组相似的受精率。这表明,低蛋白饮食在促进繁殖方面可能更具优势,尤其是在脂肪含量较高的情况下。

与雄性相比,雌性的表现对饮食的依赖性更强。雌性在饮食受限时表现出更差的生长和繁殖效果,而雄性则在多种饮食条件下表现较为稳定。这一现象暗示,未来应开发针对雌性的特定饮食配方,以确保其在实验中的稳定表现。此外,雌性在使用固定剂量的纯净饮食时,可能会因为摄入不足而导致体况下降,而雄性则可能对饲料摄入的调整更为灵活。

研究还发现,饲料效率在不同饮食之间存在显著差异。在雄性中,高蛋白饮食的饲料转化率(FCR)和蛋白质效率比(PER)均优于低蛋白饮食。这表明,高蛋白饮食在促进雄性生长方面更为有效。然而,在雌性中,两种纯净饮食的饲料效率相似,说明雌性对饲料的利用可能更加依赖于其他因素,如营养成分的种类和质量。此外,雄性在蛋白质吸收和饲料转化方面均优于雌性,这可能与性别的生理特性和繁殖需求有关。

在繁殖方面,只有低蛋白饮食在脂肪含量较高的情况下,能够支持与对照组相似的受精率。这表明,脂肪含量可能比蛋白质比例对受精能力的影响更大。因此,如果要提高*Nothobranchius furzeri*的繁殖表现,可能需要更精确地控制特定脂肪酸的含量,而不是总脂肪含量。这与某些其他鱼类的研究结果一致,其中特定脂肪酸的含量对繁殖性能有重要影响。然而,目前的研究尚未能明确指出哪些特定脂肪酸对*Nothobranchius furzeri*的繁殖能力最为关键。

在实验室环境中,*Nothobranchius furzeri*通常被喂食活血虫,但这种方法在控制实验条件时并不理想。相比之下,使用干燥饲料虽然在储存和使用上更为方便,但一些鱼类对其接受度较低。然而,经过训练后,*Nothobranchius furzeri*可以接受干燥饲料,这为间接评估其营养需求提供了机会。尽管如此,目前尚未在*Nothobranchius furzeri*中测试过其对开放配方或纯净饲料的接受度和表现。

本研究的另一个重要发现是,*Nothobranchius furzeri*在高蛋白饮食下的表现与对照组相当,但低蛋白饮食则在脂肪含量较高时表现出更优的繁殖能力。这表明,脂肪含量在促进繁殖方面可能比蛋白质比例更重要。此外,研究还发现,雌性在饮食受限时表现出更差的体况和繁殖能力,而雄性则在多种饮食条件下表现较为稳定。这一现象可能与性别的生理差异有关,尤其是在繁殖和生长之间的能量分配。

在实验设计方面,本研究存在两个主要的局限性。首先,雌性在实验中可能因为固定剂量的喂食而被无意中限制,导致其表现不佳。其次,实验开始时,对照组和实验组的鱼类体型存在差异,这可能影响实验结果。尽管如此,这些结果仍然为*Nothobranchius furzeri*的纯净饮食配方提供了重要的参考,有助于进一步优化其营养成分,以支持其在实验室环境中的稳定表现。

本研究的成果表明,*Nothobranchius furzeri*的纯净饮食配方可以在生存率和生长方面达到良好效果。为了进一步提高其繁殖能力,可以考虑在配方中添加虾青素或其他类胡萝卜素,这些成分在其他鱼类中已被证明有助于提高繁殖性能。此外,研究还发现,*Nothobranchius furzeri*对碳水化合物的需求相对较低,因此在配方中可以适当添加少量的碳水化合物,如糊精,以补充其能量需求。同时,考虑到其在自然环境中可能摄入较多的纤维,可以考虑在配方中加入少量的纤维来源,如微晶纤维素,以模拟其自然饮食。

总体而言,本研究为*Nothobranchius furzeri*的标准化饮食配方提供了重要的基础,有助于进一步优化其营养成分,以支持其在实验室环境中的稳定表现。未来的研究应更加关注性别特异性需求,尤其是雌性在繁殖方面的能量分配和营养需求,以确保其在实验中的表现与雄性相似。此外,研究还发现,*Nothobranchius furzeri*的繁殖能力可能与脂肪含量密切相关,因此在未来的配方优化中,应更加注重脂肪成分的种类和比例。
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