维生素 C 对光棘球海胆(Mesocentrotus nudus)摄食能力的影响:TGF-β/Smad 通路与胶原蛋白的奥秘

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Aquaculture 3.9

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  随着对光棘球海胆需求增加,其野生种群数量下降。研究人员开展了维生素 C 对光棘球海胆摄食能力及 TGF-β/Smad 通路影响的研究。结果显示 3g/kg 维生素 C 可提升摄食能力,该研究为海胆养殖提供理论依据。

  在海鲜市场上,光棘球海胆(Mesocentrotus nudus)因其鲜美的口感和丰富的营养,一直备受消费者喜爱。然而,人们对它的过度捕捞,导致野生光棘球海胆数量急剧减少,这给它们的种群繁衍带来了巨大压力。为了满足市场需求,同时保护野生资源,发展海胆养殖产业成为了关键。在养殖过程中,如何提高海胆的生长速度和摄食能力,是养殖户们面临的重要难题。而且,传统的以大型海藻为主的饲料,营养成分不稳定,难以满足海胆大规模、集约化养殖的需求,所以开发合适的人工饲料迫在眉睫。在众多影响海胆生长的因素中,维生素 C 作为一种重要的微量营养素,其对海胆摄食和生长的作用却并不明确。在此背景下,来自国内的研究人员开展了相关研究,试图揭开维生素 C 与海胆生长之间的神秘关系,该研究成果发表在《Aquaculture》杂志上 。
研究人员为了探究维生素 C 对光棘球海胆摄食和生长的影响,采用了对照实验的方法。他们挑选了一批重量约为 3.48 ± 0.03g 的光棘球海胆,将其分为不同的实验组。一组海胆以海带(Saccharina japonica)为饲料,另外三组则分别投喂添加了 0g/kg、3g/kg、6g/kg 维生素 C 的干饲料,每组设置三个重复。实验持续了 80 天,期间观察海胆的生长表现、摄食能力,并检测相关组织的胶原蛋白含量以及基因表达情况。

维生素 C 对海胆生长性能的影响


在不同饲料处理下,海胆均未出现死亡或疾病爆发的情况。研究发现,在所有实验组中,以海带为食的海胆饲料转化率最高。在干饲料组中,随着维生素 C 浓度从 0g/kg 增加到 3g/kg,光棘球海胆的饲料转化率显著从 3.43 下降到 2.92 ;当维生素 C 浓度进一步增加到 6g/kg 时,饲料转化率稳定在 2.95。这表明适量添加维生素 C 可以改善海胆的饲料转化率。

维生素 C 对海胆摄食能力的影响


通过观察海胆的翻正反应(用于评估觅食能力)和亚里士多德提灯反射(用于评估摄食能力),研究人员发现,添加 3g/kg 维生素 C 的饲料显著提升了海胆的觅食和摄食能力,且与以海带为食的海胆的摄食能力没有显著差异。这说明在干饲料中添加适量的维生素 C,能够有效提高海胆的摄食积极性和效率。

维生素 C 对海胆相关组织胶原蛋白含量及基因表达的影响


研究人员对海胆的棘关节肌肉、亚里士多德提灯肌肉和围口膜等组织进行检测,发现饲料组海胆这些组织的胶原蛋白含量,以及与胶原蛋白合成和调节相关的基因(smad 核相互作用蛋白 1(SNIP1)、TGFβR1 和 TGFβR2 基因 )表达水平,均明显高于海带组。特别是在添加 3g/kg 维生素 C 的饲料组中,海胆上述三种组织的胶原蛋白含量显著增加,胶原蛋白纤维排列更紧密,纤维面积更大,围口膜中参与胶原蛋白合成和基因调节的基因表达也更高。

综合研究结果,研究人员得出结论:在饲料中添加 3g/kg 维生素 C 可以显著提高光棘球海胆的生长性能和摄食能力,虽然仍低于以海带为食的海胆,但效果明显。这种改善很可能是因为维生素 C 调节了 TGF-β/Smad 通路(转化生长因子 β/Sma 和 Mad 相关蛋白通路 ),促进了海胆觅食和摄食相关器官的胶原蛋白合成。该研究成果为光棘球海胆的人工养殖提供了重要的理论依据,有助于优化饲料配方,提高海胆养殖的产量和质量,对于缓解野生海胆的捕捞压力、推动海胆养殖产业的可持续发展具有重要意义。同时,也为其他水产动物的营养研究提供了参考方向,启发科研人员从营养调控的角度探索更多提高水产动物生长性能的方法。

在研究方法上,研究人员主要通过设置不同饲料处理组进行喂养实验,观察海胆生长性能指标;利用特定行为学测试(翻正反应和亚里士多德提灯反射)评估海胆摄食能力;采用生物学检测技术分析海胆相关组织的胶原蛋白含量以及相关基因的表达情况,从而全面探究维生素 C 对光棘球海胆的影响。

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