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在水产养殖中,铜(Cu)对鱼类生长至关重要。研究人员为明确银大麻哈鱼(Oncorhynchus kisutch)的 Cu 需求,开展为期 10 周的喂养实验。结果显示,适宜 Cu 水平可提升生长性能等,其适宜需求为 5.29 - 5.92mg/kg。该研究为鱼饲料生产提供关键参考。
在水产养殖的世界里,鱼类的健康生长和高效养殖一直是人们关注的焦点。铜(Cu)作为一种对大多数养殖鱼类生长至关重要的微量元素,在鱼类的生命活动中扮演着多重角色。它不仅参与鱼类的抗氧化、免疫、造血以及骨骼发育等生理过程,还是许多关键酶的组成成分,对维持鱼类的正常生理功能不可或缺。
然而,在实际养殖中,铜的供给却面临着诸多难题。一方面,自然水体中铜含量普遍较低,难以满足鱼类生长需求;另一方面,铜具有营养和毒性的双重特性,补充不足会导致鱼类食欲减退、生长缓慢、贫血甚至骨骼畸形等问题,而过量补充则会引发毒性综合征,损害组织、导致脂质过氧化、改变肠道细胞增殖和再生等,严重影响鱼类健康。此外,不同鱼类对铜的适宜需求量差异较大,受物种、大小、生命阶段和环境因素等多种因素影响。
近年来,随着我国银大麻哈鱼(Oncorhynchus kisutch)养殖规模的迅速扩大,从 2015 年到 2022 年其产量增长了 7 倍之多,如何实现经济高效的养殖成为当务之急。在商业饲料中,无机铜源虽然因其经济可行性占据主导地位,但我国沿海海域铜浓度时常超标,引发了人们对环境可持续性的担忧。因此,精准评估养殖银大麻哈鱼的铜营养需求,对于保障其最佳生长性能和维护养殖环境的可持续性至关重要。
为了解开银大麻哈鱼铜营养需求的谜题,来自山东多所高校和研究机构(如潍坊学院、华中农业大学等)的研究人员展开了一项深入研究。他们以银大麻哈鱼为研究对象,进行了为期 10 周的喂养实验,旨在探究不同水平的膳食铜对银大麻哈鱼生长性能、组织铜浓度、抗氧化能力和血液学参数的影响,并确定其适宜的铜需求量,为鱼饲料的生产提供科学依据。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。首先,采用不同铜含量的实验饲料进行喂养实验,这些饲料的铜含量经过精确调配。实验结束后,对鱼的各项指标进行测定。在生长指标测定方面,记录鱼的初始和终末数量、重量、体长等数据,通过特定公式计算存活率(SR)、特定生长率(SGR)等指标。对于肌肉和肝脏的成分分析,运用 AOAC 标准方法测定水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分含量,利用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP - OES)测定铜含量。在肝脏和血液生化指标分析中,通过多种酶活性检测方法,如采用黄嘌呤氧化酶法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性,运用硫代巴比妥酸(TBA)法测定丙二醛(MDA)含量等,来评估铜对银大麻哈鱼生理功能的影响。
生长性能
研究人员发现,不同膳食铜水平对银大麻哈鱼的死亡率没有显著影响(P>0.05) 。然而,在生长性能方面,对照组(0.20mg Cu/kg)的最终体重(FBW)和特定生长率(SGR)显著低于其他组,饲料转化率(FCR)则呈现相反趋势,5.8mg/kg 组的鱼具有最高的 FBW 和 SGR,以及最低的 FCR。根据 SGR 结果,适宜银大麻哈鱼生长的膳食铜含量为 5.41mg/kg。这表明适量的铜补充对银大麻哈鱼的生长具有积极促进作用,而缺乏铜则会抑制其生长。
近似组成和铜浓度
膳食铜水平对鱼的近似组成没有显著影响(P>0.05),但随着膳食铜含量的增加,鱼的肌肉和肝脏铜含量显著上升(P<0.05) 。当膳食铜水平超过 5.8mg/kg 时,肌肉和肝脏中的铜含量不再进一步增加。基于肝脏铜含量,适宜银大麻哈鱼的膳食铜含量为 5.29mg/kg。这说明银大麻哈鱼组织中的铜积累存在一定的平衡机制,当铜摄入量达到一定程度后,组织不再过度积累铜。
肝脏和血清生化分析
不同水平的膳食铜对银大麻哈鱼肝脏和血清中的过氧化氢酶(CAT)、总超氧化物歧化酶(T - SOD)和铜锌超氧化物歧化酶(Cu - Zn SOD)活性有显著影响(P<0.05) ,同时抑制肝脏中 MDA 的含量。对照组中这些抗氧化酶的活性最低,MDA 含量最高。当膳食铜水平达到 5.80mg/kg 时,抗氧化酶活性达到最高,更高的铜水平(>5.80mg/kg)则导致酶活性下降。基于肝脏和血清中 Cu - Zn SOD 活性,适宜银大麻哈鱼的膳食铜含量分别为 5.92mg/kg 和 5.55mg/kg。这表明适量的铜补充可以增强银大麻哈鱼的抗氧化能力,减少氧化损伤,而过量或不足的铜都会削弱其抗氧化防御系统。
此外,膳食铜水平还显著影响血清中的丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、碱性磷酸酶(AKP)和溶菌酶(LZM)活性(P<0.05) 。ALT 和 AST 活性随着膳食铜水平的增加(0.20 - 5.80mg/kg)先下降后上升,5.80mg/kg 组中活性最低;AKP 和 LZM 活性则呈现相反的变化趋势,在 5.80mg/kg 组中达到峰值。这说明适宜的铜水平有助于维持肝脏的健康状态,同时调节鱼体的免疫反应。
综合上述研究结果,膳食铜水平对银大麻哈鱼的生长和生理功能有着显著影响。适宜的膳食铜水平(5.29 - 5.92mg/kg)可以提高银大麻哈鱼的 FBW 和 SGR,降低 FCR,抑制 ALT 和 AST 活性,激活并调节其抗氧化能力和免疫力。而较高的膳食铜水平(9.85mg/kg)已开始对银大麻哈鱼表现出毒性迹象。
这项研究的重要意义在于,它首次精准确定了银大麻哈鱼的适宜膳食铜需求量,为水产饲料的科学配方设计提供了关键依据。通过合理控制饲料中的铜含量,不仅可以促进银大麻哈鱼的健康生长,提高养殖效益,还能减少因铜过量排放对环境造成的污染,实现水产养殖的可持续发展。同时,研究结果也为其他鱼类的铜营养研究提供了重要参考,有助于推动整个水产养殖行业在营养管理方面的进步。