溶血卵磷脂对巨型河虾（Macrobrachium rosenbergii）性腺发育和生长性能的影响

《Aquaculture Reports》：The effects of lysolecithin on gonadal development and growth performance of giant river prawn, Macrobrachium rosenbergii

该研究系统评估了裂腹鱼（Macrobrachium rosenbergii）亲本饲料中添加溶血磷脂（LL）和豆磷脂（SL）对繁殖性能及代谢通路的影响。通过56天试验发现，0.2% LL显著提升体重增长（WG）和特定生长率（SGR），且上调雌激素（E2）、孕酮（PROG）和维生素D结合蛋白（VTG）水平；0.4% LL则优化肝胰腺脂肪酸组成（增加C18:2n6和总n-6脂肪酸），提高性腺成熟指数（GSI）并促进卵黄沉积。交互分析显示，LL与SL协同作用显著增强激素合成及基因表达（如ldlr、pkc、plc、vgr），证实磷脂通过调节脂质代谢和类固醇生成途径促进繁殖。

　　本研究探讨了脂质物质——单甘油酯（lysolecithin, LL）对大型河蟹（Macrobrachium rosenbergii）繁殖性能的影响。实验中，使用了六种等氮的饲料配方，其中LL含量分为三个梯度（0%、0.2%、0.4%），同时大豆卵磷脂（soybean lecithin, SL）的含量分为两个梯度（0%和2%），构成了一个3×2的实验设计。这些河蟹个体被随机分配到六个组别中，每组有四个重复，每个重复包含30只雌蟹和10只雄蟹，实验周期为56天。实验结果显示，LL的添加对河蟹的繁殖性能产生了显著影响，特别是对雌蟹血淋巴中的雌二醇（E2）、孕酮（PROG）和卵黄蛋白（VTG）的水平有显著提升（P<0.05）。此外，卵巢中的vgr和pgrmc1基因表达以及肝胰腺中的ldlr、pkc和plc基因表达均显著增加（P<0.05）。在0.4% LL组中，肝胰腺的性腺指数（GSI）显著提高（P<0.05），并且卵母细胞的成熟度相对较高。值得注意的是，随着卵母细胞的成熟，vgr和pgrmc1的表达水平下降，而hl的表达水平上升（P<0.05）。同时，LL与SL之间存在显著的交互作用（P<0.05），表明这两种物质在河蟹繁殖性能调控中可能具有协同效应。此外，实验组的体重增长（WG）和特定生长率（SGR）均显著高于对照组（P<0.05），表明LL在促进河蟹生长和繁殖方面具有积极作用。在LL400组中，肝胰腺中C18:2n6和总n-6脂肪酸含量增加，而饱和脂肪酸含量减少（P<0.05）。这表明0.2%的LL可以促进脂质摄取，从而推动卵黄生成和性腺发育；而0.4%的LL则优化了肝胰腺的脂肪酸组成，调节了与成熟相关的基因表达，从而有助于性腺发育。

近年来，水产养殖业从强调扩大生产规模、扩展养殖区域和提高产量，逐渐转向关注产业结构优化。然而，随着产业扩张，一些关键问题逐渐显现，包括高质量幼苗供应不足、种苗质量不一致以及养殖过程中存活率较低。这些问题已成为制约水产养殖业可持续发展的主要障碍。因此，研究亲本营养对后代质量的调控作用变得尤为重要。已有研究表明，亲本的营养管理不仅能提高其繁殖性能，还能改善后代的品质和健康状况。例如，在红鳍东方鲀（Sparus aurata）等物种中，系统研究发现亲本营养编程可以通过改变卵母细胞脂肪酸组成，从而显著影响后代的脂质代谢途径。这些代谢变化进一步调控了生长性能、存活率和抗应激能力等关键生理指标。

脂质作为生物系统中的重要有机分子，广泛参与细胞结构构建、能量储存和信号传导等基本生理过程。根据化学结构和功能的不同，脂质主要分为三类：甘油磷脂、磷脂和类固醇。磷脂作为生物膜系统的主要成分，由甘油骨架连接脂肪酸链和磷酸基团组成。已有研究表明，磷脂对水产动物的繁殖性能具有调控作用。对游泳蟹（Portunus trituberculatus）的组织学研究发现，肝胰腺中雌二醇（E2）和孕酮（PROG）的合成途径活动与饲料中磷脂摄入量呈显著正相关，卵巢组织中也观察到了类似趋势，表明磷脂可能通过调控类固醇激素合成来促进卵黄生成。作为卵黄生成的调控因子，E2和PROG通过激活卵黄蛋白基因表达、脂质合成和离子转运等过程发挥功能。肝胰腺被认为是E2和PROG合成的主要场所，合成的类固醇激素通过血淋巴运输至卵巢组织。Ding的研究进一步确认，16周内补充大豆卵磷脂可显著提高游泳蟹血清中的PROG和17β-estradiol水平，其浓度波动与肝胰腺中vtg基因表达同步，表明E2可能通过上调VTG生物合成途径来促进卵黄沉积。

磷脂对斑节对虾（Litopenaeus vannamei）的卵巢发育具有多重调控作用：它们可以促进雌激素分泌，增强卵巢发育的激素调控；同时，通过促进脂质和氨基酸代谢，增加卵巢中的营养沉积，从而支持卵巢发育。已有研究证实，补充卵磷脂可以提高斑节对虾幼体的存活率并改善其繁殖性能，进一步突显了磷脂在甲壳类和鱼类生长与繁殖中的重要作用。本研究的结果表明，磷脂不仅通过形成生物膜基质来维持细胞功能的完整性，还通过调控脂溶性营养物质的运输，在水产动物的繁殖过程中发挥重要作用。

相比之下，在畜牧业和家禽业中，对这种物质在繁殖性能调控方面的研究更为系统。例如，在母猪的饲料中添加卵磷脂，可以显著减少哺乳期体脂动员，同时提高断奶时仔猪的体重，而不会导致过度体脂沉积；在产蛋鸡的饲料中，卵磷脂的添加可引起蛋黄胆固醇和维生素A、E的富集，同时提高蛋重和饲料转化率。值得注意的是，卵磷脂可能通过类似的机制影响水产动物的繁殖性能，但目前尚未有相关研究探讨其对甲壳类或鱼类繁殖的具体影响。

大型河蟹是一种亚洲本土的优质水产养殖物种，因其显著的生长性能、独特的风味和强大的环境适应能力而成为全球水产养殖的重要对象。随着技术进步和市场需求的增加，其养殖分布已扩展到美洲、非洲和欧洲等地区。然而，诸如种苗质量波动、遗传多样性下降、环境压力下幼体存活率降低、频繁的疾病爆发以及饲料成本上升等问题，显著阻碍了该产业的可持续发展。为应对上述挑战，本研究聚焦于在大型河蟹亲本饲料中应用卵磷脂。通过系统评估卵磷脂在不同添加水平下的繁殖性能、肠道组织形态以及与性腺发育相关的基因表达调控，本研究为优化种苗生产体系和提高产业质量和效率提供了科学依据。

实验过程中，严格遵守中国实验动物使用与护理指南。该实验方案已通过湖州大学动物伦理委员会的审批（编号：20220916）。实验所用的卵磷脂由临沂正能利生物有限公司提供，含量为6.01%。大型河蟹则由浙江中益水产种苗科技有限公司购买。实验设计采用了六种等氮饲料配方，其中LL含量为0%、0.2%、0.4%，SL含量为0%和2%。实验过程中，饲料制备采用了标准流程，包括将二钙磷酸盐研磨并通过80目筛，其余成分则通过60目筛研磨。饲料初步混合后，加入鱼油、大豆油和大豆卵磷脂，进行二次混合。随后，通过气压喷雾器加入适量的水分，以达到适宜的颗粒含水量。混合完成后，饲料通过双螺杆挤出机（F-26型，华南理工大学）进行挤压成型，然后在40°C的空气烘箱中干燥、包装、贴标签并冷藏保存，直到使用。

在实验过程中，大型河蟹被随机分为六个组别，每组有四个重复，每个重复包含40只河蟹（30只雌蟹和10只雄蟹）。河蟹每天早晚各喂食一次，直至饱食。喂食后30分钟，观察河蟹的摄食情况，并收集剩余饲料。在养殖期间，每周更换两次水，每次更换1/4的水量。同时，保持连续供氧，以确保水中的溶解氧含量大于6 mg/L，pH值在7.8到8.5之间，氨氮含量低于0.2 mg/L，水温控制在（30±2）℃。实验进行了为期8周的繁殖研究。

实验结果表明，LL和SL对大型河蟹的生长性能有显著影响。具体而言，LL和SL的添加对存活率（SR）和饲料转化率（FCR）没有显著影响（P>0.05），但对体重增长（WG）和特定生长率（SGR）产生了显著提升（P<0.05）。此外，最终体重（FW）受到LL水平和LL与SL交互作用的显著影响（P<0.05）。当LL添加量为0.2%时，实验组的WG、FW和SGR均显著高于未添加组（P<0.05）。0.4% LL组的GSI显著高于0% LL组（P<0.05）。一元方差分析显示，实验组的WG和SGR均显著高于对照组（P<0.05）。

在实验期间，所有雌性大型河蟹的性腺阶段均被识别并记录。根据实验数据，对照组的性腺主要分布在阶段Ⅲ，而其他组别的性腺则主要分布在阶段Ⅳ。阶段Ⅲ的性腺体积是阶段Ⅱ的两倍，其前部封闭部分覆盖了肝胰腺的1/3。阶段Ⅳ的性腺体积进一步增大，前部封闭部分覆盖了肝胰腺的2/3，并且可见一个小的乳黄色区域。因此，选择阶段Ⅳ的雌性大型河蟹进行后续实验。

实验结果显示，LL和SL的添加对大型河蟹的体重组成有显著影响。根据实验数据，二元方差分析表明，LL和SL的添加对大型河蟹的整体水分含量没有显著影响（P>0.05）。然而，LL的添加显著影响了整体蛋白质含量。具体而言，0.2% LL组的蛋白质含量显著高于0% LL组（P<0.05），而0.4% LL组的蛋白质含量也显著高于0.2%和0% LL组（P<0.05）。对于整体脂质含量，0.2% LL组的脂肪含量显著高于0.4%和0% LL组（P<0.05），0.4% LL组的脂肪含量也显著高于0% LL组（P<0.05）。一元方差分析显示，LL400组的整体蛋白质含量显著高于其他所有组（P<0.05）。SL200和SL400组的整体蛋白质含量显著高于LL0和LL200组（P<0.05），而LL200组的整体蛋白质含量也显著高于LL0组（P<0.05）。对于整体粗脂肪含量，随着LL添加量的增加，呈现出先升高后降低的趋势，SL0组的粗脂肪含量显著高于LL0组（P<0.05）。

在实验中，观察到LL和SL对血淋巴中的雌激素水平有显著影响。具体而言，E2、VTG和PROG的浓度均受到SL和LL添加水平的显著影响（P<0.05）。同时，VTG和PROG的浓度也受到SL和LL的交互作用的显著影响。在LL400组中，血淋巴中的E2和VTG浓度显著高于LL200和LL0组（P<0.05），而LL200组的E2和VTG浓度也显著高于LL0组（P<0.05）。对于PROG指标，LL0组的血淋巴中PROG浓度显著低于LL200和LL400组（P<0.05）。当SL添加量为2%时，SL400组的血淋巴中E2、VTG和PROG的浓度显著高于SL200和SL0组（P<0.05），而SL200组的E2、VTG和PROG浓度也显著高于SL0组（P<0.05）。

通过代谢组学分析，发现LL对大型河蟹的性腺发育具有显著影响。具体而言，LL的添加显著提高了vgr和pgrmc1基因的表达水平，这表明LL可能通过调控这些基因的表达来促进性腺发育。此外，LL的添加还显著影响了肝胰腺中的ldlr、pkc和plc基因的表达水平，这表明LL可能通过调控这些基因的表达来促进脂质代谢和性腺发育。这些结果为优化大型河蟹亲本的营养调控提供了科学依据，有助于提高其繁殖性能和后代质量。

实验结果还显示，LL和SL的添加对大型河蟹的肝胰腺脂肪酸组成有显著影响。在SL0组中，棕榈酸（C16:0）的含量显著高于LL0、LL200和LL400组（P<0.05）。值得注意的是，LL400组的亚油酸（C18:2n-6）和总n-6脂肪酸的含量显著高于SL0组（P<0.05）。同时，SL0组的总饱和脂肪酸（SFA）含量显著高于LL400组（P<0.05），而LL200组的总单不饱和脂肪酸（MUFA）含量显著高于SL200组（P<0.05）。这些结果表明，LL和SL的添加对大型河蟹的脂质代谢具有不同的影响。

此外，实验还观察到LL和SL的添加对大型河蟹的肝胰腺脂肪酸组成具有协同作用。具体而言，LL和SL的添加显著提高了肝胰腺中某些脂肪酸的含量，如亚油酸（C18:2n-6）和总n-6脂肪酸（Σn-6）的含量，而这些脂肪酸的含量在LL400组中显著高于SL0组（P<0.05）。同时，SL的添加也显著影响了肝胰腺中某些脂肪酸的含量，如总单不饱和脂肪酸（ΣMUFA）的含量在LL200组中显著高于SL200组（P<0.05）。这些结果表明，LL和SL的添加对大型河蟹的脂质代谢具有协同作用，可能通过共同调节脂肪酸的合成和代谢来提高其繁殖性能。

综上所述，本研究通过系统评估LL和SL对大型河蟹亲本的繁殖性能、肠道组织形态以及与性腺发育相关的基因表达调控，揭示了LL在促进性腺发育中的重要作用。研究结果表明，LL的添加不仅通过促进脂质代谢和性腺发育相关基因的表达，提高了大型河蟹的繁殖性能，还通过优化脂肪酸组成，改善了其生长性能和后代质量。这些发现为优化大型河蟹亲本的营养调控提供了科学依据，有助于提高其繁殖性能和产业效益。