《Phycology》：Effects of Dietary Euglena gracilis Powder on Growth and Physiological Responses in Common Carp (Cyprinus carpio L.)
编辑推荐：
摘要：为满足水产养殖日益增长的可持续发展需求，源自天然资源的生物活性饲料添加剂重新受到关注。在本研究中，研究人员以FFRC品系普通鲤鱼（Cyprinus carpio L.）幼鱼为对象，考察日粮中梯度添加钝顶螺旋藻粉（Euglena gracilis powd
摘要：为满足水产养殖日益增长的可持续发展需求，源自天然资源的生物活性饲料添加剂重新受到关注。在本研究中，研究人员以FFRC品系普通鲤鱼（Cyprinus carpio L.）幼鱼为对象，考察日粮中梯度添加钝顶螺旋藻粉（Euglena gracilis powder, EP）对其生长、氧化还原状态、免疫应答及潜在分子调控的影响。研究人员将450尾体重2.23 ± 0.01 g的幼鱼随机分配至5组等氮等脂饲料处理，分别添加0（对照组）、0.25%、0.5%、1%与2%的EP，养殖期为8周。EP改善了存活率、生长与饲料利用，其中0.25%与0.5%添加组效果最为明显。在该添加范围内，抗氧化能力（antioxidant capacity）与非特异性免疫酶活性均提高，肝脏中调控抗氧化防御与细胞因子信号（cytokine signaling）的相关基因转录相应改变，尤其涉及Nrf2/Keap1轴（Nrf2/Keap1 axis）相关基因。相比之下，2%添加量未带来进一步优势，反而伴随饲料转化率（feed conversion ratio）恶化，表明总体效应呈明显剂量依赖（dose-dependent）且非线性（non-linear）特征。综合而言，EP在普通鲤鱼体内以双向（biphasic）方式发挥作用：0.25%–0.5%改善生长与生理调控，更高水平则产生负面效应。研究结果凸显了藻类来源的可再生生物质作为水产饲料功能配料的潜力。未来研究应在更大规模与更长饲养试验中验证其效应，评估原料质量与饲料加工的一致性，并核算生产成本与经济效益以确定其商业应用的可行性。
研究背景：水产养殖是全球增长最快的食品生产部门，对全球粮食安全与优质动物蛋白供给至关重要；中国养殖产量居世界首位，其生产决策深刻影响全球供给与资源需求。然而，集约化养殖放大了饲料支出上升、有限资源竞争及食品安全风险等长期问题，使开发兼具安全性、有效性与可持续性的饲料添加剂成为当务之急。普通鲤鱼（Cyprinus carpio L.）是全球养殖最广泛的淡水鱼类之一，中国在生产与消费上均居首位；集约化养殖导致疾病频发，抗生素的过度使用加速抗菌耐药性产生，侵蚀产业长期可持续性，环境友好的功能性饲料添加剂因此被视为减少抗生素使用、改善鱼类健康的重要途径。在各类添加剂中，微藻（microalgae）因生长迅速、环境耐受性强、生物质营养密集而备受关注；钝顶螺旋藻（Euglena gracilis）兼具植物型与动物型特征，可通过光合自养、混合营养或异养方式培养，富含蛋白质、多不饱和脂肪酸、维生素、功能性多糖及β-1,3-葡聚糖（paramylon），具有免疫刺激、抗氧化与肠道保护作用。然而，完整藻粉在实用饲料中的效应，及其与多种营养协同作用时的行为仍缺乏系统研究，这构成研究出发点。
研究方法：将450尾体重2.23 ± 0.01 g的FFRC品系普通鲤鱼幼鱼（样本来源：佛山裕得利水产发展有限公司）随机分为5组，每组3个重复（150 L玻璃缸，每缸30尾），分别投喂添加0、0.25%、0.5%、1%与2%钝顶螺旋藻粉（EP）的等氮等脂饲料，每日投喂两次（日投喂量为鱼体总重的4%），养殖8周。关键技术方法包括：循环水养殖系统（recirculating aquaculture system）维持环境；按国家标准（GB/T）测定饲料与全鱼常规组成；商品化试剂盒测定血清生化、肝脏抗氧化酶与肠道消化酶活性；苏木精-伊红（H&E）染色结合Imagej图像分析测定肠黏膜形态；实时荧光定量PCR（quantitative PCR, qPCR）检测肝脏抗氧化相关基因（Nrf2/Keap1通路）与免疫基因表达，以β-actin为内参基因，采用2
?ΔΔCT方法计算相对表达量。
研究结果：3.1 生长状态、体形指标与全鱼组成：各处理组初始体重无显著差异（p > 0.05），随机分组有效。存活率由对照组86.67%升至93.33%–97.78%（p < 0.05）。终末体重（FBW）、体重增长率（WGR）与特定生长率（SGR）呈倒U型轨迹，EP025组均居首位，各EP组显著优于对照组（p < 0.05）。饲料转化率（FCR）以EP025与EP05最低（均为1.09），显著低于对照组的1.35；2%添加组回升至1.27，与对照无显著差异（p > 0.05）。蛋白质效率比以EP025组最高。全鱼组成方面，EP025组（12.32%）与EP1组（11.81%）粗蛋白、EP025组粗脂（12.64%）均显著高于对照组（8.18%）；灰分随EP添加量增加而下降。3.2 血清生化指标：总蛋白（TP）随EP添加由33.13 g/L显著降至2%组的25.48 g/L（p < 0.05）；白蛋白（ALB）以EP025组最高（16.35 g/L）；溶菌酶（LZM）与酸性磷酸酶（ACP）呈倒U型，均在EP05组达峰值（589.03 U/mL、90.40 U/L）；碱性磷酸酶（ALP）在EP025与EP05组最高。肝功能标志物方面，谷丙转氨酶（ALT）以EP025组最低（7.15 U/L），谷草转氨酶（AST）于EP2组最高（70.28 U/L）、EP1组最低（53.97 U/L）。3.3 肝脏抗氧化酶活性：SOD（superoxide dismutase）与GSH-Px（glutathione peroxidase）呈明显倒U型剂量响应，在0.5% EP组达峰；CAT（catalase）在EP025与EP05组升高；T-AOC（total antioxidant capacity）随添加量稳步上升，于EP2组最高；脂质过氧化标志物MDA（malondialdehyde）在对照组最高、0.5%组最低。3.4 肠道消化酶活性：胰蛋白酶与脂肪酶均在EP05组达峰，与该剂量下最优肠道形态及生长表现一致；淀粉酶随剂量单调递增至EP2组最高，显示对碳水化合物消化的剂量依赖性刺激。3.5 肠道组织形态学：所有添加组的绒毛高度、绒毛宽度、绒毛数量与肌层厚度均显著高于对照组（p < 0.05），以EP05组改善最大；即使2%添加量下肠道结构亦未受损，尽管此时生长已下降。3.6 肝脏基因表达：抗氧化相关基因方面，nrf2在EP025、EP05与EP1组较对照上调逾10倍（p < 0.05），keap1于EP05组受抑、EP2组被诱导，下游gpx、sod1与cat均上调。免疫相关基因方面，促炎因子il-1β在EP025、EP05与EP1组上调，tnf-α在EP05组上调；il-6与il-8总体下降；抗炎因子il-10于EP1组、tgf-β于EP05与EP1组显著上升，呈现促炎与抗炎协调上调的平衡调节模式。
讨论：研究人员指出，EP对幼鱼生长呈显著非线性倒U型剂量响应：0.25%–0.5%改善生长与饲料效率，2%则适得其反。生长优势可能根植于β-1,3-葡聚糖与多不饱和脂肪酸等活性成分，并通过改善肠道形态与消化酶活性实现。两有效剂量间存在功能分离：EP025组体蛋白与体脂沉积最多，EP05组消化能力与肠道发育最佳，提示剂量依赖的营养物质分配转变；2%添加量下生长下降而采食量最高、FCR上升，加之全鱼灰分减少与AST异常升高，表明过量功能性多糖产生拮抗作用，超出肝脏代谢与解毒能力。机制层面，0.25%–0.5% EP提高nrf2转录、降低keap1表达，诱导gpx、sod1与cat表达，围绕Keap1–Nrf2组装抗氧化程序；T-AOC于EP2组最高，提示paramylon、类胡萝卜素等非酶类抗氧化剂亦直接提升总抗氧化能力。免疫方面，β-1,3-葡聚糖作为典型病原体相关分子模式，经dectin-1与Toll样受体识别后激活Nrf2/Keap1与NF-κB通路，与本研究观察到的基因协调诱导一致，表明EP实现的是适度免疫激活与及时消退的平衡调节而非免疫失衡。
结论：本研究表明，日粮EP对普通鲤鱼幼鱼以双向、剂量依赖方式发挥作用：0.25%–0.5%促进生长并改善饲料转化、肠道结构与消化酶活性；分子水平上，EP激活肝脏Nrf2/Keap1信号，诱导下游抗氧化基因gpx、sod1、cat表达并限制氧化损伤，同时调节促炎（il-1β、tnf-α）与抗炎（il-10、tgf-β）因子以维持免疫稳态。两有效剂量功能分离：0.25%利于营养沉积与饲料效率，0.5%带来消化、抗氧化与免疫的更强提升；超过该范围无优势，2%时鱼体出现肝脏应激、FCR升高与生长减慢，凸显精确剂量设定的必要性。综上，EP是普通鲤鱼饲料中有前景的天然可持续功能性添加剂，0.25%–0.5%添加量平衡了生长促进、生理状态与成本，为设计更绿色、更高效、更可持续的水产饲料提供了依据，并支持微藻生物质替代合成免疫刺激剂与抗生素生长促进剂的广泛应用。
