膳食生姜提取物通过Nrf2/Keap1相关的抗氧化调节机制，提升了红沼螯虾（Procambarus clarkii）的生长表现和耐空气暴露能力

《Aquaculture》：Dietary ginger extract enhances growth performance and air-exposure tolerance in red swamp crayfish ( Procambarus clarkii) through Nrf2/Keap1-associated antioxidant regulation

【字体：大中小】 时间：2026年09月02日 来源：Aquaculture 4.4

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　　``摘要姜提取物（GE）在多种水生生物中显示出促进生长和改善生理状况的作用，但在小龙虾中的作用，尤其是在暴露于空气中的压力下，仍知之甚少。本研究中对幼年的红沼泽小龙虾（Procambarus clarkii）进行了实验，喂养了六种等氮和等脂质的饲料，其中添加了0.00%、0.05

摘要

姜提取物（GE）在多种水生生物中显示出促进生长和改善生理状况的作用，但在小龙虾中的作用，尤其是在暴露于空气中的压力下，仍知之甚少。本研究中对幼年的红沼泽小龙虾（Procambarus clarkii）进行了实验，喂养了六种等氮和等脂质的饲料，其中添加了0.00%、0.05%、0.10%、0.20%、0.40%或0.80%的GE，持续时间为8周。随后，每组小龙虾都接受了48小时的空气暴露测试。结果显示，添加GE的饲料提高了生长性能，表现为更高的最终体重（FBW）、体重增长率（WGR）和体长增长率（SGR）。同时，GE还改善了抗氧化和免疫相关指标，表现为MDA含量降低、SOD活性提高以及ACP、AKP和PO活性增强。在分子水平上，GE上调了与生长相关的基因（akt1、mtor和s6k1）和抗氧化相关基因（nrf2、ho-1、mnSOD和cuznSOD）。总体而言，在整个喂养试验期间，0.20%的GE带来了最显著的改善效果。空气暴露后，添加GE0.2的组别的存活率最高，显著高于添加GE0的组别。在GE0和GE0.2之间的比较中，添加0.20% GE的饲料可以减轻氧化损伤、减轻组织损伤，并减少细胞凋亡信号。这些发现表明，在当前实验条件下，0.20%的GE是最合适的添加水平，其对抗空气暴露压力的保护效果与Nrf2/Keap1介导的抗氧化反应增强有关。

引言

红沼泽小龙虾（Procambarus clarkii）是中国最重要的淡水养殖物种之一，2024年的年产量达到了345万吨（《中国渔业统计年鉴》，2025年）。在养殖、分拣和运输过程中，小龙虾经常面临温度波动、缺氧和干燥等环境压力，这些因素都会影响其生理状态和存活率。其中，空气暴露尤其值得关注，因为由于其便利性和低成本，小龙虾产业广泛采用无水运输方式，尽管长期干燥会对小龙虾造成严重的生理负担（Ding等人，2024年）。

空气暴露会破坏红氧化稳态并促进活性氧（ROS）的过度生成。当ROS的产生超过抗氧化系统的缓冲能力时，就会发生氧化损伤，并激活应激反应信号通路（Zhang等人，2025年）。因此，如丙二醛、热休克蛋白、抗氧化酶活性和细胞凋亡相关标志物等生物标志物可以提供氧化应激和组织损伤的补充证据。在水生动物中，Nrf2/Keap1通路被认为是抗氧化防御的核心调节轴，它控制着参与氧化还原调节、解毒和细胞保护的基因表达（Wang等人，2023年）。在氧化应激下，Keap1–Nrf2调控复合物的改变使得Nrf2稳定并转移到细胞核内，从而激活抗氧化响应相关基因，包括nqo1、ho-1、gst、gpx1、sod家族基因，以及与蛋白质稳态和选择性自噬相关的基因，如sqstm1（Bian等人，2025年）。因此，通过Nrf2/Keap1通路增强内源性抗氧化能力可能是提高甲壳类动物对空气暴露诱导的氧化应激耐受性的有效策略。

姜（Zingiber officinale）富含酚类生物活性化合物，尤其是姜醇和姜辣素，这些化合物具有抗氧化和调节应激的作用（Sheikhhossein等人，2021年）。先前的研究表明，姜类化合物可以调节氧化还原敏感的信号通路，包括Nrf2/Keap1介导的抗氧化反应（Sindhi等人，2013年；Ueno等人，2014年；Mustafa和Chin，2023年）。在水产养殖中，姜及其衍生物已被报道能够改善多种水生生物的生长、抗氧化状态、免疫反应和疾病抵抗力（Talpur等人，2013年；Mohammadi等人，2020年；Ibrahim等人，2025年）。然而，关于小龙虾的研究证据仍然有限，目前尚不清楚姜提取物是否能够改善生长性能和健康状况，以及这些效果是否与Nrf2/Keap1介导的调节有关。因此，本研究旨在评估姜提取物（GE）对幼年红沼泽小龙虾的生长性能、抗氧化状态和先天免疫反应的影响，并确定其对空气暴露耐受性的改善是否伴随着Nrf2/Keap1相关抗氧化反应的协调变化。

节选

伦理声明

所有涉及动物的实验程序均经过中国科学院水生生物学研究所伦理委员会的审查和批准（批准编号：IHB/LL/2025093）。

实验饲料

姜提取物由中国南京的道斯夫生物科技有限公司提供。根据制造商的说法，该提取物是通过三次连续提取获得的，每次使用10体积的70%乙醇提取2小时。提取后的滤液合并后，在减压条件下浓缩。

姜提取物和实验饲料中的生物活性化合物

表3显示了姜提取物和实验饲料中检测到的生物活性化合物。在姜提取物中检测到了姜酮、6-姜醇和6-姜辣素，而8-姜醇和10-姜醇在姜提取物或任何实验饲料中的含量均不在检测范围内。在实验饲料中，姜酮、6-姜醇和6-姜辣素在制备饲料后仍然存在，并且其浓度通常随着GE添加量的增加而增加。

姜提取物对生长性能的影响

生长性能……

讨论

本研究表明，姜提取物改善了生长性能，并增强了某些抗氧化和免疫相关指标；在存活的小龙虾中，添加0.20%的GE可以减轻对空气暴露的多种不良反应。在测试的添加水平中，0.20%的GE带来了最稳定的益处。在空气暴露条件下，添加GE的小龙虾表现出较低的脂质过氧化和较轻的肝胰腺和鳃组织损伤。

结论

姜提取物改善了幼年红沼泽小龙虾的生长性能，并增强了抗氧化和免疫相关指标。在测试的添加水平中，0.20%的GE在当前实验条件下产生了最平衡的整体效果。在空气暴露压力下，添加0.20% GE的小龙虾表现出了较低的氧化损伤、减轻的组织损伤和较少的细胞凋亡信号。这些发现支持进一步评估姜提取物作为功能性饲料添加剂来改善……

CRediT作者贡献声明

Lou卓成：撰写原创稿件、进行实验、进行正式分析、数据管理。Han东：方法设计、概念构思。Liu浩坤：方法设计、概念构思。Zhang志敏：方法设计。Xie守旗：监督、资金获取。Jin俊彦：撰写修订、监督、数据管理。

伦理声明

本研究遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。

本研究获得了中国科学院水生生物学研究所伦理委员会的批准（批准编号：IHB/LL/2025093）。

(批准编号：IHB/LL/2025093)

未引用参考文献

中华人民共和国农业农村部渔业局，2025年

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了中国国家重点研发计划（2023YFD2402000）的支持。我们感谢中国科学院水生生物学研究所

联系信箱：

摘要

引言

节选

伦理声明

实验饲料

姜提取物和实验饲料中的生物活性化合物

姜提取物对生长性能的影响

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结论

CRediT作者贡献声明

伦理声明

未引用参考文献

利益冲突声明

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