膳食姜黄素对高植物蛋白饲料下罗氏沼虾生长、抗氧化能力及多组学调控机制的研究

为解决高植物蛋白饲料对罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）生长和健康的潜在负面影响，研究人员开展了膳食姜黄素（CU）添加效应的系统性研究。通过生长性能、抗氧化指标、组织形态学及转录组与代谢组分析，发现10 g/kg CU显著提升虾体增重率（SGR）、降低丙二醛（MDA）水平，并调控“甘油磷脂代谢”等通路。该研究为水产饲料中植物蛋白替代鱼粉（FM）提供了创新性营养策略，对可持续养殖发展具有重要意义。

　　

研究背景与意义
水产养殖业面临鱼粉（FM）资源短缺和成本攀升的严峻挑战，植物蛋白替代成为可持续发展的重要方向。然而，大豆浓缩蛋白（SPC）等植物蛋白源存在抗营养因子和氨基酸不平衡等问题，可能导致养殖动物生长抑制和代谢紊乱。罗氏沼虾作为全球重要的淡水经济虾种，其高蛋白需求使饲料成本居高不下。姜黄素（CU）作为一种天然多酚，具有抗氧化和抗炎特性，但其在高植物蛋白饲料中的应用机制尚不明确。

中国浙江省兰科种业技术有限公司的研究团队在《Aquaculture Reports》发表论文，通过多维度实验揭示CU对罗氏沼虾的调控作用。研究发现，10 g/kg CU添加显著提升虾体终末体重（FBW）和特定生长率（SGR），优化肝胰腺和肠道形态，并通过“甘油磷脂代谢”等通路改善脂质代谢。该研究为水产饲料配方提供了理论依据和技术支撑。

关键技术方法
研究采用5种等氮等脂饲料设计：鱼粉基础饲料（R）、60% SPC替代鱼粉饲料（C）及C饲料添加1/5/10 g/kg CU（CU1/CU5/CU10）。56天养殖实验后，测定生长性能、体成分、抗氧化指标（SOD、GSH-PX、MDA等）及组织形态。通过转录组（RNA-Seq）和代谢组（LC-MS）分析肝胰腺基因表达和代谢物变化，结合KEGG通路富集和Spearman相关性分析构建调控网络。

研究结果

1. 生长性能与体成分
   CU10组FBW（2.44 g）和SGR（4.47%/天）显著高于C组（2.12 g, 4.15%/天），且粗脂肪含量最高（1.16% vs C组1.11%），表明高剂量CU促进生长和脂质沉积。

2. 组织形态学
   肝胰腺病理显示，C组基底膜破损且分泌细胞（BC）肿胀，而CU10组恢复储存细胞（RC）数量。肠道黏膜厚度在CU10组显著增加至77.92 μm（C组47.36 μm），提示CU增强肠道屏障功能。

3. 抗氧化与免疫
   CU10组MDA水平降低63%（6.50 vs 17.89 nmol/mL），但超氧化物歧化酶（SOD）和碱性磷酸酶（AKP）活性无显著变化，提示CU选择性缓解氧化损伤。

4. 多组学调控
   转录组发现9个差异表达基因（DEGs），包括甲基四氢叶酸还原酶（LOC136828643）和糖基转移酶POMGNT1（LOC136839676）。代谢组鉴定出3种共有差异代谢物：吉米格列汀（gemigliptin）、阿托诺A（artonol A）和露库米苷（lucuminoside）。整合分析揭示“甘油磷脂代谢”为核心通路，其中吉米格列汀与NADPH负相关（r=-0.82），阿托诺A与POMGNT1正相关（r=0.75）。

结论与意义
研究证实10 g/kg CU通过调控NADPH依赖的抗氧化系统和POMGNT1介导的糖基化修饰，优化罗氏沼虾在高植物蛋白饲料下的脂质代谢与肠道健康。该成果不仅为水产饲料添加剂开发提供新思路，也为理解植物蛋白-天然活性成分互作机制奠定理论基础。未来研究可进一步探索CU与肠道菌群的协同效应，推动绿色养殖技术发展。