分级 MDA 等效膳食挑战破坏杂交石斑鱼（Epinephelus fuscoguttatus♀ × E. lanceolatus♂）的肠道稳态并损害肉质品质

《Food Bioscience》：A graded MDA-equivalent dietary challenge disrupts intestinal homeostasis and compromises flesh quality in hybrid grouper ( Epinephelus fuscoguttatus♀ × E. lanceolatus♂)

　　

摘要

丙二醛（MDA）是脂质过氧化的一种活性二次产物，广泛存在于水产饲料中，但其对慢性低水平膳食暴露下的生物学效应仍知之甚少。本研究首先测定了 130 种商业石斑鱼饲料中的 MDA 浓度，以表征实际暴露背景。随后，幼龄杂交石斑鱼接受基于梯级 TEP 的膳食挑战，相当于 MD A 添加水平为 0、2、4、6、8 和 10 mg/kg 饲料，为期 10 周。梯级膳食挑战损害了生长性能和饲料利用率，并引起肠道形态、消化和吸收能力、屏障完整性及黏膜免疫功能的渐进性改变。这些反应伴随着 Nrf2/Keap1 相关抗氧化信号通路的抑制、MAPK 相关炎症信号通路的激活、微生物丰富度和多样性的降低，以及几种机会性细菌属的处理相关性变化。肉质量也受到了不利影响，表现为肌肉颜色和质地的变化、肌肉纤维特性的改变，以及游离氨基酸、总氨基酸、必需氨基酸和不饱和脂肪酸含量的减少。相关性和 Mantel 分析进一步揭示了肠道功能障碍与肉质量恶化之间存在显著关联，支持了膳食挑战下肠道与肌肉之间的紧密联系。总之，这些发现证明了肠道稳态、生长性能和肉质量对 MDA 等效膳食挑战强度增加的协调剂量相关反应。结果突显了控制饲料脂质氧化的重要性，并支持 MDA 监测在水产饲料质量管理中的实用价值。

引言

随着全球人口的持续增长，水产养殖越来越被认为是高质量动物蛋白供应的主要贡献者（FAO, 2024; Glencross et al., 2007）。在现代集约化水产养殖系统中，饲料质量是鱼的生长性能、健康状态和最终产品质量的关键决定因素。在膳食营养素中，脂质作为主要能源和必需脂肪酸来源至关重要，后者是正常生理功能所必需的（Resources, 2011; Tocher, 2003）。然而，含有富含多不饱和脂肪酸脂质成分（如鱼油）的饲料，在加工和后续储存过程中易受氧化劣变影响。脂质氧化不仅降低饲料的营养价值，还会产生多种活性化合物，可能对水生动物产生有害影响（Ayala et al., 2014; Del Rio et al., 2005; Long et al., 2022）。

在脂质过氧化过程中，会产生多种氧化衍生化合物，包括过氧化物等初级产物以及醛和酮等二次产物（Ayala et al., 2014; Del Rio et al., 2005; Esterbauer et al., 1991; Marnett, 1999）。其中，丙二醛（MDA）是最丰富和最具活性的二次产物之一，因此被广泛用作动物饲料中脂质氧化的指标（Ayala et al., 2014; Del Rio et al., 2005; Esterbauer et al., 1991; Marnett, 1999）。越来越多的证据表明，氧化脂质及其衍生物可能通过损害生长性能、削弱抗氧化防御系统和破坏组织结构对水生生物产生负面影响。在实际水产养殖中，由于储存时间过长和处理条件不当，商业饲料中氧化脂质的存在几乎不可避免，这突显了在生产和条件下了解其生物学效应的重要性（Fan et al., 2023; Long et al., 2022; Song et al., 2022; Wang et al., 2024）。

MDA 是一种活性 α,β-不饱和醛，可与核酸和蛋白质形成加合物，从而促进羰基和氧化应激，损害细胞功能（Ayala et al., 2014; Cline et al., 2004; Del Rio et al., 2005; Marnett, 1999）。MDA 诱导的氧化还原失衡可能抑制 Nrf2 介导的抗氧化防御，并通过 NF-κB 和 MAPK 通路增强炎症信号（Fan et al., 2023; Ma, 2013; Song et al., 2022; Yang et al., 2025）。这些特性表明，MDA 不仅可能作为脂质氧化的指标，还可能作为一种具有生物活性的饲料源性氧化产物。

肠道是营养消化吸收的关键器官，也是抵御病原体和环境压力的主要屏障（Gómez and Balcázar, 2008; Luan et al., 2023; Thiele Orberg et al., 2017）。越来越多的研究强调，氧化应激和膳食氧化脂质会通过破坏紧密连接蛋白、增加肠道通透性和改变肠道菌群组成来损害肠道完整性（Gómez and Balcázar, 2008; Long et al., 2022; Luan et al., 2023; Yang et al., 2025）。包括我们自身工作在内的以往研究表明，膳食 MDA 会损害杂交石斑鱼的生长性能、消化生理、肠道健康和切片质量（Fan et al., 2023; Wang et al., 2024）。然而，这些研究主要关注针对膳食 MDA 的损伤导向反应，而实际水产养殖中的鱼更可能慢性暴露于相对较低且多变的、源自商业饲料的 MDA 水平。因此，商业相关范围内低水平膳食 MDA 暴露的生物学后果仍知之甚少。特别是，这种暴露是否会导致肠道屏障功能、肠道菌群和肌肉质量发生具有生物学意义的剂量依赖性变化仍不清楚。解决这些问题对于更现实地评估水产饲料中与 MDA 相关的风险以及在 Practical 养殖条件下建立具有生物学意义的参考水平至关重要（Fan et al., 2023; Wang et al., 2024; Yu et al., 2023）。

因此，本研究旨在评估幼龄杂交石斑鱼对基于 MDA 等效添加水平的梯级膳食挑战的生物学反应，这些水平是参考商业饲料中观察到的 MDA 分布而选择的。为了增强暴露场景的实际相关性，首先在收集自中国不同地区的商业石斑鱼饲料中筛查 MDA 浓度，然后基于这一暴露背景设计喂养试验。我们特别评估了肠道形态、消化和吸收功能、屏障完整性、免疫相关指标、炎症信号、肠道菌群以及下游肉质量性状（包括切片质地、颜色、肌肉组织形态学、氨基酸组成和脂肪酸谱）的剂量依赖性变化。此外，进行了相关性网络和 Mantel 检验分析，以探索肠道健康与肌肉质量性状之间潜在的关联。本研究旨在表征梯级膳食挑战下肠道稳态和肉质量的剂量相关改变，并评估其与水产养殖中 MDA 相关饲料氧化的相关性。

章节摘要

商业石斑鱼饲料中丙二醛水平的筛查

在配制日粮前，分析了由 35 家饲料公司生产并从中国不同地区收集的 130 种商业石斑鱼饲料中的丙二醛（MDA）。所有样品均为常规颗粒饲料，未包含膨化饲料。样品由独立的第三方检测实验室进行分析。MDA 浓度使用高效液相色谱法测定，参考 GB/T 19164-2021（饲料原料—鱼粉）及相应的 HPLC

生长性能和形态指数

表 2 总结了梯级 MDA 等效添加水平对杂交石斑鱼生长相关性状和体型指数的影响。补充图 S2 显示了最终体重、体重增长、饲料转化率和蛋白质效率率的相应水箱级剂量 - 反应关系。各膳食处理组之间的存活率无显著差异。然而，梯级膳食挑战显著影响了生长性能和饲料利用率。最终

讨论

本研究证明了在杂交石斑鱼中，梯级 MDA 等效膳食挑战伴随着肠道稳态、生长性能和肉质量的协调改变。MDA 不仅仅作为饲料氧化的分析标记物，其行为表现为一种具有生物活性的饲料源性应激源，肠道功能障碍可能导致鱼类性能和食用质量的恶化（Ayala et al., 2014; Del Rio et al., 2005; Esterbauer et al., 1991; Ma, 2013

结论

总之，梯级 MDA 等效膳食挑战导致杂交石斑鱼肠道结构、屏障完整性、黏膜免疫状态、肠道微生物稳态、生长性能和肉质量发生协调改变。挑战强度的增加与炎症激活、消化和吸收能力降低、生长性能受损以及肌肉营养和感官特性的恶化相关。总之，这些发现

CRediT 作者贡献声明

邓俊明：写作 – 审阅与编辑，写作 – 初稿，验证，方法论，调查，资金获取，形式分析，数据整理，概念化。 谢世伟：写作 – 审阅与编辑，验证，监督，资源，方法论，调查，资金获取，数据整理，概念化。 彭聪：写作 – 初稿，可视化，验证，监督，方法论，调查，形式分析，数据整理，概念化。

未引用参考文献

Long et al., 2022; Long et al., 2022; Voitkun and Zhitkovich, 1999; Yan et al., 2022.

利益冲突声明

作者声明无利益冲突。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有任何已知的竞争经济利益或个人关系可能影响本文报道的工作。

致谢

本研究由 国家重点研发计划（2023YFD2400600）和中国农业部 (MOF) 和农业农村部 (MARA) 的中国农业研究系统（CARS-47）资助。

程涛 | 彭聪 | 谢世伟 | 池舒言 | 谭北平 | 邓俊明

广东海洋大学水产学院，中国广东省湛江市 524088