膳食脂质来源与水平对卵形鲳鲹生长性能、抗氧化能力及肝代谢的影响:基于脂肪酸组成的机制解析

【字体: 时间:2025年06月05日 来源:Aquaculture Reports 3.2

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  本研究针对水产养殖中高脂饲料应用存在的脂肪酸平衡问题,通过设计优化脂肪酸谱的混合油(BO1)与传统配方(BO2)对比,系统探究了13%-19%脂质水平对卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)生长、抗氧化及肝代谢的影响。研究发现BO1组在19%高脂水平下仍能维持优异生长性能(增重率833-924%),显著提升肝脏SOD活性(97.98-130.03 U/mgprot)和T-AOC(0.59-1.34 mmol/g),并通过激活GABA能系统和TCA循环(cs/sdh基因表达上调)实现代谢调控。该研究为海洋鱼类高脂饲料开发提供了精准营养策略,发表于《Aquaculture Reports》。

  

在水产养殖业蓬勃发展的背景下,高脂饲料的应用已成为提升养殖效率的重要手段。然而,过度依赖鱼油(FO)导致的资源短缺,以及植物油(VO)替代引发的必需脂肪酸(EFA)失衡问题,严重制约了产业的可持续发展。海洋鱼类如卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)因其有限的长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFA)合成能力,对饲料脂肪酸组成尤为敏感。现有商业饲料中,高亚油酸(LA)含量和不当的DHA/EPA比例常导致生长抑制、肝脏脂质沉积和氧化应激。这一领域亟需建立基于物种需求的精准脂肪酸配比方案,以突破高脂饲料应用的技术瓶颈。

针对这一科学问题,华南农业大学的研究团队开展了一项系统性研究。他们设计了两种脂质来源:优化脂肪酸谱的BO1(鱼油:棕榈油:棉籽油:紫苏油=3:3:3:1)和常规BO2(鱼油:豆油=2:3),在13%、16%、19%三个脂质水平下配制等氮饲料,对540尾卵形鲳鲹幼鱼(初始体重7.63±0.20 g)进行9周养殖实验。通过生长性能测定、肝脏抗氧化指标分析、脂肪酸组成检测、代谢组学和体外肝细胞实验等多维度研究,揭示了脂肪酸组成调控鱼类适应高脂饲料的分子机制。该研究发表于《Aquaculture Reports》期刊。

研究采用的关键技术包括:(1)气相色谱法测定饲料和肝脏脂肪酸组成;(2)超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)等抗氧化指标检测;(3)LC-MS非靶向代谢组学分析肝脏代谢物;(4)qPCR定量GABA能系统(gababr/gat2)和TCA循环(cs/sdh)相关基因表达;(5)原代肝细胞培养验证脂肪酸组合效应。实验动物来自南澳岛当地育苗场,所有操作均通过华南农业大学动物伦理委员会审批(SYXK-2019-0136)。

3.1 生长性能
数据显示,BO1组增重率(WGR)显著高于BO2组(881.85% vs 787.87%)。在19%脂质水平下,BO1组维持了与16%组相当的生长性能(887.47% vs 924.80%),而BO2组则出现摄食量下降(75.35 g/尾)和存活率降低(96.67% vs 98.89%)。这表明BO1的脂肪酸组成能支持更高脂质水平的应用。

3.2 肝脏抗氧化指标
BO1组显著提升超氧化物歧化酶(SOD)活性(113.46 vs 90.31 U/mgprot)和总抗氧化能力(T-AOC),同时降低肝脏脂质含量(62.80% vs 67.97%)和MDA水平(8.30 vs 33.67 nmol/mgprot)。尤其在19%脂质水平下,BO1组T-AOC达1.34 mmol/g,显著优于BO2组(0.41 mmol/g)。

3.3 肝脏脂肪酸组成
BO2组肝脏LA和n-6 PUFA含量(11.35%-17.56%)显著高于BO1组(6.39%-9.62%),且DHA/EPA比值(20.49 vs 14.92)超出卵形鲳鲹生长适宜范围(<1.69)。这解释了BO2组出现的脂质代谢紊乱问题。

3.4 肝脏代谢组学
PCA分析显示BO1与BO2组呈现明显代谢分型。BO1组显著富集γ-氨基丁酸(GABA)、琥珀酸半醛等代谢物,涉及"mTOR信号通路"和"丙氨酸-天冬氨酸-谷氨酸代谢"通路。TCA循环中间产物(琥珀酸、顺乌头酸)含量提升1.5-2倍。

3.5 基因表达验证
BO1组肝脏gababr和cs基因表达量较BO2组提升2-3倍。体外实验证实,模拟BO1的脂肪酸组合(DHA/EPA=1.07)可特异性激活GABA转运体gat2和琥珀酸脱氢酶sdh的表达(P<0.05)。

这项研究首次揭示了膳食脂肪酸组成通过GABA-TCA代谢轴调控海洋鱼类高脂饲料利用效率的分子机制。优化脂肪酸谱的BO1在19%高脂水平下展现出三大优势:(1)维持生长性能的同时降低肝脏脂质沉积;(2)通过提升SOD活性和T-AOC增强抗氧化防御;(3)激活GABA能系统(gababr/gat2上调)并促进TCA循环代谢(cs/sdh高表达)。该发现不仅为卵形鲳鲹高脂饲料开发提供了精准配方依据(推荐DHA/EPA≈1.15,n-6 PUFA<10%),更开创性地提出了脂肪酸组成-神经递质代谢-能量代谢的跨系统调控理论,对水产动物营养学研究具有里程碑意义。研究团队建议后续可探索GABA受体激动剂作为饲料添加剂的潜在价值,以进一步优化高脂饲料应用效果。

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