《Fishes》：Valorization of the Invasive Macroalgae Rugulopteryx okamurae as a Functional Ingredient in Formulated Feeds for Sea Urchin (Paracentrotus lividus) Aquaculture
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紫海胆（Paracentrotus lividus）水产养殖为满足高价值性腺需求及缓解过度捕捞提供了可行方案。与此同时，入侵性海藻Rugulopteryx okamurae对沿海生态系统构成威胁。本研究评估了将R. okamurae作为功能性饲料成分应用于P.
紫海胆（Paracentrotus lividus）水产养殖为满足高价值性腺需求及缓解过度捕捞提供了可行方案。与此同时，入侵性海藻Rugulopteryx okamurae对沿海生态系统构成威胁。本研究评估了将R. okamurae作为功能性饲料成分应用于P. lividus养殖的效果，通过两个连续试验评估其体生长、存活率、性腺发育（性腺指数，GSI）及蛋白质保留率。试验一测试了干燥大型藻类（R. okamurae vs. 对照石莼属Ulva spp.）与配方饲料（含10% R. okamurae + 10% Ulva spp.的混合饲料及Ulva基对照饲料）的效果。试验二评估了三种配方饲料：Ulva基饲料（20% Ulva）、混合饲料（10% Ulva + 10% R. okamurae）及R. okamurae基饲料（20% R. okamurae）。未经加工的干燥R. okamurae效果不佳，导致生物量损失（-1.65%）及可忽略的性腺产量（GSI < 1%）。相反，将R. okamurae掺入配方饲料后，完全中和了其未加工状态下的抗营养限制。配方饲料在两个试验中均实现了高存活率（>94%）及显著优越的生长性能（GSI > 12%）。关键在于，在试验二中将R. okamurae的饲料添加量提高至20%，其在动物生产性能及性腺发育方面均达到了与Ulva基对照组相当的水平，同时显示出较高的性腺蛋白质保留率（>50%干重）。在循环经济框架下，R. okamurae可成功升级再循环为高价值水产饲料（添加量高达20%），且不影响紫海胆的生产性能。
研究背景与科学问题
紫海胆（Paracentrotus lividus）是一种在潮下带生态系统中具有重要生态意义的棘皮动物，其发育良好的性腺在亚洲和地中海市场被视为高档美食。然而，自1995年以来，由于自然种群的过度捕捞，全球供应量急剧下降。水产养殖已成为满足市场需求和减轻野生种群压力的关键替代方案。在水温需严格控制在18°C至22°C以获得最佳生长的同时，日粮中的蛋白质和脂质水平是决定生长速率、性腺指数（GSI）及商业属性（如性腺颜色）的主要驱动力。因此，通过高密度人工饲料进行膳食干预可获得显著高于基于大型藻类日粮的GSI。
与此同时，入侵性褐藻Rugulopteryx okamurae的失控增殖对本地生态系统、旅游业和渔业造成了严重制约，导致数百万欧元的社会经济损失。鉴于其位列地中海顶级入侵物种，迫切需要依据蓝色经济和循环经济原则，将这一环境问题转化为有用资源。在水产养殖中，R. okamurae因其高脂质含量（8-17%）、n-3多不饱和脂肪酸（PUFA）谱和高碳含量而显示出作为饲料原料的潜力。然而，其直接使用受到有毒次级化合物dilkamural的阻碍，该物质会引发拒食。需要通过生物技术预处理或配方设计来减轻毒性效应并提高消化率，以释放其营养价值。
本研究的主要目标是评估将入侵性大型藻类R. okamurae纳入紫海胆（P. lividus）日粮的适宜性和营养价值。基于循环经济原则促进葡萄牙海岸丰富生物量的升级再循环，本工作特别评估了未加工的干燥大型藻类与经过加工的配方饲料——包括将饲料添加量提升至20%——对体生长性能、存活率、性腺产量（GSI）及性腺蛋白质保留率的影响。
关键技术方法
研究在葡萄牙海洋与大气研究所（IPMA）的奥良海水养殖实验站（EPPO）进行。采用了两种实验设计：试验一评估了四种实验日粮，包括干燥Ulva spp.（藻类对照）、干燥R. okamurae、Ulva基配方饲料（含20% Ulva spp.）以及混合饲料（含10% Ulva spp.和10% R. okamurae）；试验二评估了三种配方饲料：Ulva基饲料（20% Ulva）、混合饲料（10% Ulva + 10% R. okamurae）以及R. okamurae基饲料（20% R. okamurae）。所有配方饲料均由SPAROS公司采用低温挤压工艺制造，基础基质占80%。生物统计分析以篮筐或容器为实验单元（n=3），使用R软件进行单因素方差分析（ANOVA）、双因素方差分析或克鲁斯卡尔-沃利斯检验。
研究结果
3.1 水温监测
对试验一五个月期间的水温监测显示，两个实验系统均呈现季节性降温趋势。室内系统初始温度约17°C，10月底升至22-23°C；室外系统起始温度为22-23°C。此后两系统均呈普遍冷却趋势，室内系统1月最低温度达12.2°C，室外系统为14.87°C。实验结束时两系统均观察到轻微温度回升。
3.2 存活率
在试验一中，生长亚试验的存活率介于97.50%至100.00%之间；性腺发育亚试验的存活率介于94.40%至100.00%之间。
3.3 体重增长
在试验一中，配方饲料（Ulva基饲料和混合饲料）获得了最高的生长性能，两者间无显著差异（p > 0.05）。干燥Ulva spp.表现居中，显著低于配方饲料（p < 0.05）。干燥R. okamurae处理组表现最差，导致净生物量损失（-1.65%）（p < 0.05）。在试验二中，随着R. okamurae添加量增加至20%，各配方饲料间的湿重无显著差异（p = 0.061），表明含有20% R. okamurae的配方饲料在生物量增益和生长速率上与对照饲料相当。
3.4 壳径增长
在试验一中，配方饲料表现出最高的壳径增长，两者间无显著差异（p > 0.05）。干燥Ulva spp.表现居中，干燥R. okamurae记录到最低的形态测量增长（p < 0.05）。在试验二中，壳径随时间显著增加（p < 0.001），但日粮效应（p = 0.302）及日粮与采样月份的交互作用（p = 0.178）均不显著，表明三种配方饲料在壳径增长上无显著差异。
3.5 性腺指数（GSI）
在试验一中，不同日粮间的GSI存在显著差异（p < 0.001）。混合饲料组获得最高平均GSI（14.80%），与干燥Ulva spp.（9.10%）和干燥R. okamurae（0.93%）组差异显著（p < 0.05）。干燥R. okamurae处理组的GSI值在所有测试日粮中最低（p < 0.05）。在试验二中，各配方饲料间的GSI无统计学显著差异（p = 0.267），其中20% R. okamurae日粮的GSI达到14.26%。
3.6 性腺生化组成与能量值
在试验一中，因干燥R. okamurae组性腺产量极低而被排除于统计比较之外。其余处理组在干物质、灰分、粗蛋白或总氮含量上无显著差异（p > 0.05）。然而，总脂质、碳含量和总能值在处理组间差异显著（p < 0.05）。投喂配方饲料的个体比投喂干燥Ulva spp.的个体具有显著更高的总脂质含量（p < 0.05）。
讨论与结论
讨论部分指出，开发可持续的配方饲料对于缓解野生海胆种群压力和优化陆基水产养殖系统至关重要。研究证实，配方复合饲料在促进体生长和性腺产量方面始终优于未加工的大型藻类，这确认了在海胆养殖中使用均衡加工饲料的必要性。尽管未对未加工藻类和挤压饲料中的特定抗营养因子和次生代谢物进行化学定量，但生物学结果清楚表明，低温挤压结合复合基质成功中和了这些阻碍因素。
关于存活率和生物特征性能，所有处理组的高存活率表明饲养条件适宜，且未加工藻类和R. okamurae补充日粮均未表现出短期至中期致死毒性。与先前报告新鲜R. okamurae导致高死亡率的研究不同，本研究中未发生急性死亡，可能原因是使用了干燥而非新鲜的R. okamurae生物质。在试验一中，配方饲料的增重显著高于未加工藻类，而单独投喂干燥R. okamurae导致体重下降，这与次生代谢物降低自愿摄食量和损害养分同化的报道一致。将R. okamurae的添加量提高至20%后，三种配方饲料在增重和壳径增长上均无显著差异，证实将其掺入复合饲料基质可有效稀释威慑性次生代谢物。
关于性腺发育，配方饲料产生的GSI值显著高于干燥藻类。在试验二中，将藻类添加量提高至20%成功维持了所有配方饲料的高性腺发育水平，证实富含蛋白质和能量的配方饲料能为性腺增强提供必要营养素。
最终，这些发现突显了R. okamurae在水产养殖应用中的清晰二分法：其作为单一未加工饲料不可行，但策略性地掺入复合日粮——即使添加量高达20%——能有效中和这些生物障碍。研究证明，将此入侵藻类加工成配方饲料基质，可维持与商业对照配方相当的生长速率、壳径发育和GSI，成功将生态威胁转化为海胆养殖的功能性资源。
研究结论翻译
本研究证明了应用循环经济原则将生态威胁——入侵性海藻Rugulopteryx okamurae——转化为紫海胆（Paracentrotus lividus）养殖中有价值的功能性原料的可行性。虽然将R. okamurae作为单一干燥日粮投喂因潜在的代谢阻滞和营养物质不可利用而无效（导致体重损失和可忽略的性腺产量，GSI < 1%），但其掺入配方饲料后完全中和了这些抗营养限制。配方饲料在存活率（>90%）、体生长和性腺发育（GSI > 12%）方面始终优于未加工藻类。关键在于，将R. okamurae的日粮添加量从10%（试验一）提高到20%（试验二），在动物生产性能、壳径增长和性腺产量方面均达到了与标准Ulva基对照饲料相当的水平。生化评估进一步证实，P. lividus保持了较高的性腺蛋白质积累能力（>50%干重），配方饲料有效满足了快速性腺调理所需的能量需求。总体而言，这些发现验证了含有高达20% R. okamurae的配方饲料可作为棘皮动物养殖中商业可行、可持续的替代方案。为支持全面市场整合，未来研究应评估所产生腺的感官属性（颜色、质地和风味特征），并建立大规模生产的行业标准收获规程。
