基于生物钟基因协同表达优化黄海马(Hippocampus kuda)人工配合饲料(ACF)主要成分的研究

为解决海马养殖中天然饵料带来的病原风险和水质问题，宁波大学团队通过分析Clock/Bmal1/Per/Cry等生物钟基因与Hmgcr/Srebp等脂代谢基因的协同表达规律，优化出脂肪8.80%、蛋白质>38.4%、碳水化合物23.5%的人工配合饲料(ACF)。该配方使海马体长/体重特定生长率(SGRL/SGRW)显著提升，为水产精准营养提供新策略。

　　

在水产养殖领域，饲料配方直接影响养殖效益和动物健康。黄海马(Hippocampus kuda)作为高价值海洋生物，长期依赖活饵投喂导致病原传播和水质恶化。更棘手的是，不当的饲料成分可能通过干扰生物钟系统引发代谢紊乱——这一机制在哺乳动物中已被证实，如高脂饮食会破坏Clock基因节律导致肥胖，但在水生生物中研究甚少。宁波大学的研究团队独辟蹊径，首次将生物钟基因同步性作为评价指标，开展人工配合饲料(ACF)的精准优化研究。

研究采用q-PCR技术检测脑/肝组织中7个核心生物钟基因(Clock、Bmal1、Per1-3、Cry1-2)和9个脂代谢基因(Hmgcr、Srebp1/2等)的昼夜表达谱。通过余弦拟合分析基因振荡周期、振幅和峰值相位，结合生长性能参数(SGR、FCR)，最终确定最佳营养配比。

脂质优化结果
8.80%脂肪组(G2)展现出最佳的中央-外周生物钟耦合：脑/肝Clock基因表达周期均为1.0，峰值时间差仅1小时；而4.84%低脂组(G1)出现外周时钟延迟现象，如肝Bmal1峰值比脑部晚4.5小时。高脂组(12.59%)更导致外周时钟基因节律消失。脂代谢基因中，G2组的Srebp1与肝Clock基因同步达到峰值(ZT9)，Hmgcr表达量较G1提升92%，证实8.80%脂肪既能维持节律同步又可激活脂质合成。

蛋白质优化结果
38.67%蛋白质组(G5)使Per2基因在脑/肝的表达周期差异缩小至0.04，显著优于低蛋白组(34.58%)的0.65周期差。值得注意的是，Srebp1在G5组的表达振幅较G4组提高40%，且与肝Per3基因同步达峰，表明适量蛋白可强化生物钟对代谢的调控。

碳水化合物优化结果
23.52%糖组(G8)的肝Clock基因表达周期与脑部完全一致(0.98 vs 0.94)，而高糖组(27.02%)导致Per2基因节律紊乱。生长验证显示，优化ACF组的SGR_W(1.65%)显著高于冰冻糠虾组(0.92%)，FCR提升136%。

这项发表于《Fish Physiology and Biochemistry》的研究开创性地将生物钟同步性作为饲料优化指标，揭示8.80%脂肪+38.4%蛋白+23.5%碳水的配比能最大程度维持H. kuda的代谢节律稳态。该成果不仅为海马养殖提供精准配方，更建立了"生物钟-代谢"双维度评价体系，对其它经济鱼类的饲料开发具有范式意义。特别值得注意的是，研究首次发现鱼类外周时钟对营养素的敏感性高于中央时钟，这为解释水产动物"营养-环境"互作机制提供了新视角。