发酵豆粕替代鱼粉和豆粕对日本鳗鲡黑仔生长健康的肠道菌群与肝脏代谢分子机制研究

为解决鱼粉资源短缺和水产饲料可持续性问题，上海海洋大学团队探究了发酵豆粕(FSBM)替代鱼粉(FM)和豆粕(SBM)对日本鳗鲡(Anguilla japonica)黑仔生长健康的影响。研究发现，10% FSBM联合5% SBM可提升肠道菌群α多样性，降低致病菌丰度；肝脏代谢组-转录组联合分析显示，FSBM通过调控柠檬酸循环和乙醛酸代谢相关基因(MDH1、MUT等)，改善苹果酸等关键代谢物水平。该研究为水产饲料中植物蛋白替代策略提供了理论依据，成果发表于《Aquaculture Reports》。

　　

水产养殖业正面临鱼粉(FM)资源日益短缺的严峻挑战。作为高价值经济鱼种，日本鳗鲡(Anguilla japonica)因其肉质鲜美被誉为"水中人参"，但其饲料中鱼粉占比高达60%。寻找可持续的植物蛋白替代方案迫在眉睫。发酵豆粕(FSBM)因其降解抗营养因子的优势备受关注，但完全替代鱼粉和豆粕(SBM)可能影响鱼类生长健康。上海海洋大学的研究团队通过多组学联用技术，首次系统揭示了FSBM替代策略对鳗鲡黑仔肠道微生态和肝脏代谢的调控机制。

研究采用5种饲料配方：对照组(S5含60% FM+5% SBM)、试验组(S5+F10和S5+F20分别用10%和20% FSBM替代11.7%和23.3% FM，保留5% SBM)、以及完全替代组(F10和F20用4.5% FSBM完全替代SBM)。通过76天养殖实验，结合16S rRNA测序、LC-MS代谢组学和RNA-seq转录组学分析，系统评估了不同饲料对体重0.405±0.003g鳗鲡黑仔的影响。

肠道菌群分析显示，含10% FSBM和5% SBM的S5+F10组显著提升肠道菌群α多样性，Shannon指数较对照组提高23%。在门水平上，该组变形菌门(Proteobacteria)占比达71.05%，而柔膜菌门(Tenericutes)降至3.9%，后者与炎症反应密切相关。属水平分析发现，S5+F10组显著降低致病性支原体(Mycoplasma)丰度，同时促进有益菌不动杆菌(Acinetobacter)增殖。功能预测表明，所有组别中氨基酸代谢均为核心功能，但FSBM的添加显著改变了外源物质降解和能量代谢通路。

肝脏代谢分子机制研究通过整合组学发现：在柠檬酸循环中，FSBM上调苹果酸脱氢酶基因(MDH1)表达，促使苹果酸(malate)水平下降42%，同时伴随琥珀酸(succinate)和柠檬酸(citrate)含量降低，表明代谢效率提升。在低FSBM(10%)条件下，完全去除SBM会导致：1)嘌呤代谢中RNA聚合酶α亚基基因(rpoA)和腺苷脱氨酶基因(ADA)下调，致腺嘌呤(adenine)积累；2)精氨酸代谢中脯氨酸合成基因(proA/proB)上调，使腐胺(putrescine)含量增加2.3倍，后者具有细胞毒性。高FSBM(20%)时，无论是否含SBM，多个代谢通路均发生显著改变，但生长性能无差异，提示代谢补偿机制的存在。

这项研究首次阐明：1)FSBM与SBM的协同使用能优化鳗鲡肠道菌群结构，5% SBM的保留对维持菌群平衡至关重要；2)FSBM通过调控MDH1等关键酶基因，提升柠檬酸循环效率；3)SBM缺失会导致腐胺等有害代谢物积累，尤其在低FSBM条件下显著抑制生长。研究成果为水产饲料配方设计提供了重要理论依据，5% SBM与10-20% FSBM的组合方案既能减少鱼粉依赖，又能保障养殖效益，对推动水产养殖业可持续发展具有重要实践意义。