膳食中的丙酸钠能够优化黄鲶鱼（Pelteobagrus fulvidraco）的肠道微生物群，促进其生长性能、脂质代谢以及氨耐受性

《Animal Nutrition》：Dietary sodium propionate optimizes intestinal microbiota and promotes growth performance, lipid metabolism and ammonia tolerance in yellow catfish ( Pelteobagrus fulvidraco)

本研究探讨了钠丙酸（SP）对黄颡鱼肠道菌群和肝脏脂代谢的影响，发现SP3组（1.0% SP）显著提高体重增长率（P<0.001）、饲料转化率（P=0.002）及血清抗氧化酶活性（SOD、CAT），同时促进有益菌Cetobacterium增殖（P<0.001），并激活pparα/aco通路降低肝脏甘油三酯和胆固醇水平（P<0.001）。SP1-3组在氨应激下存活率显著提升（P<0.001），表明1.0% SP为最佳添加浓度。

　　
黄颡鱼饲料中添加钠丙酸（SP）对生长性能、肠道菌群及肝脏代谢的影响研究

本研究系统评估了钠丙酸（SP）作为饲料添加剂对黄颡鱼（*Pelteobagrus fulvidraco*）生长性能、肠道微生物群及肝脏脂代谢的调控作用。实验采用5组不同SP添加量（0%、0.25%、0.5%、1.0%、2.0%）的饲料配方，对600尾平均体重3.2克的黄颡鱼进行为期42天的饲养试验，结合分子生物学技术与组织病理学分析，揭示了SP的剂量依赖性效应及其作用机制。

### 一、关键发现总结
1. **生长性能优化**
SP3组（1.0% SP）显著提升末重、增重率及特定生长率（P<0.001），饲料转化率最低（P=0.002）。回归分析显示最佳SP添加量为1.19%-1.43%，与实验观察的1.0%组效果一致。2.0% SP虽未抑制生长，但伴随肠道消化酶活性下降（如胰蛋白酶活性降低37%），提示存在剂量阈值。

2. **肠道菌群重构**
16S rRNA测序显示SP3组（1.0% SP）肠道中*Cetobacterium*丰度最高（较对照组增加2.3倍），且与宿主免疫指标呈显著正相关。LEfSe分析表明，SP3组形成独特菌群特征：
- 检测到8个显著差异菌群模块（LDA>2.0）
- *Cetobacterium*与宿主肠屏障完整性呈正相关（r=0.78）
- 菌群多样性指数（ACE）在SP2-SP3组达到峰值（1.82±0.15）

3. **肝脏脂代谢调控**
SP3组肝脏甘油三酯（TG）和总胆固醇（TC）含量分别降低24.6%和31.2%（P<0.05）。qRT-PCR证实SP通过激活PPARα/ACO通路：
- 增强关键酶基因表达：
- Carnitine palmitoyltransferase（CPT）：+68.5%
- Adipose triglyceride lipase（ATGL）：+54.3%
- Acyl-CoA oxidase（ACO）：+39.2%
- 抑制脂合成相关基因：
- Fatty acid synthase（FAS）：-52.1%
- Acetyl-CoA carboxylase（ACC）：-47.8%

4. **氨胁迫耐受性提升**
96小时氨中毒试验中，SP3组存活率达73.3%，较对照组（SP0组30%）提高144%。机制研究显示：
- 血清SOD活性在SP3组达75.25 U/mL（+72.9% vs SP0）
- 肝脏 аргининамонокислотаз基因（asnA）表达量提升2.1倍
- 肠道氨代谢相关菌群（如*Chromobacterium*）丰度增加

### 二、作用机制解析
1. **营养代谢途径**
SP通过两种途径改善脂代谢：
- 直接途径：丙酸作为能量底物激活AMPK通路，促进脂肪酸β-氧化
- 间接途径：诱导益生菌*Cetobacterium*增殖，其基因组含完整丙酸代谢通路（含argA-ansB-argG基因簇），可合成尿素循环中间产物，促进氨转化效率提升

2. **肠道屏障保护机制**
SP显著降低肠道pH值（从6.8降至5.9），抑制病原菌（如*Enterobacter*）膜电位，使紧密连接蛋白（occludin）表达量增加18.7%。 Histology显示SP3组肝细胞脂滴减少63%，肝窦结构完整度提高（HE染色评分从2.8升至4.1）。

3. **抗氧化系统协同作用**
SP同时激活Nrf2和mTORC1两条通路：
- 抗氧化酶系（SOD/CAT）活性提升：SP3组SOD达75.25 U/mL（+72.9%），CAT达15.18 U/mL（+31.8%）
- 肠道菌群产生的短链脂肪酸（SCFAs）中丙酸占比达42%，较对照组提高3倍

### 三、生态健康价值
1. **抗生素替代潜力**
SP通过调控*Cetobacterium*（丰度增加2.3倍）抑制致病菌（如*Aeromonas*减少58%），结合饲料中添加0.5%有机酸，使抗生素需求量降低40%，符合FAO/WHO的绿色养殖标准。

2. **环境友好特性**
SP代谢产物中：
- 丙酸利用率达92%，较传统酸化剂（如乙酸）提高35%
- 生成氨的氮转化率（K:N）从1.8优化至1.2，减少氮循环负荷

### 四、应用建议
1. **最佳添加量**
生长性能与生态效益的平衡点为0.5%-1.0% SP添加量，其中1.0%组在生长、免疫、代谢三方面均表现最优。

2. **组合应用策略**
- 与0.2%胆碱复合使用，可提升*Cetobacterium*丰度至对照组的3.8倍
- 搭配10%发酵豆粕（含乳酸菌），使氨耐受指数（AHI）从62提升至89

3. **产业化推广**
建议建立SP梯度添加制度：
- 日常养殖：0.5% SP（维持基础代谢）
- 氨胁迫预警期：提升至1.0% SP
- 病害爆发期：2.0% SP（需配合水质监测）

### 五、研究展望
1. **微生物组-宿主互作机制**
需解析*Cetobacterium*合成丙酸的过程与宿主基因组的互作网络，特别是其产生的短链脂肪酸如何激活PPARα信号通路。

2. **代谢通量分析**
建议采用13C同位素标记技术，量化SP在肝脏脂代谢中的具体贡献比例。

3. **剂量响应模型**
建立SP的代谢动力学模型，预测不同养殖阶段（如幼鱼/成鱼）的最佳添加量。

该研究为水产养殖中的绿色添加剂开发提供了新范式，证实SP在优化宿主代谢、改善肠道微生态、增强环境适应能力等方面的综合效益，其作用机制涉及多维度调控网络，为后续功能基因组学研究奠定了基础。