中华绒螯蟹幼蟹的铁营养生理研究

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铁是维持动物生命活动不可或缺的微量元素之一,在细胞的生物氧化、DNA的合成与修复等过程中发挥着重要作用。同时,铁也与机体抵抗感染的能力和免疫功能密切相关。饲料铁缺乏会影响动物正常的生理代谢过程,造成其生长受阻和抵抗病原菌的能力降低等不良影响;而铁过量则与众多疾病的发生直接或间接相关,导致机体的健康状态受到损害。在水生动物中,目前已有部分研究探讨了微量营养素铁对鱼类的生长性能、免疫力、血液指标和抗氧化能力的影响。但有关经济甲壳动物中华绒螯蟹(Eriocheirsinensis)微量元素铁的生理功能和作用方面,尚未见详细的报道。本研究首先探讨了中华绒螯蟹幼蟹饲料铁的适宜添加水平,评价了铁缺乏和铁过量对幼蟹生长,抗氧化能力和免疫力等不良影响;通过比较不同铁源对幼蟹生长性能、铁吸收和利用、抗氧化能力和免疫力的影响,优选出能够促进铁吸收和利用的最佳铁源;同时,研究了维生素C对幼蟹铁代谢和健康状态的影响,以期提高机体对铁的利用率,进而促进幼蟹的生长和抗感染能力。研究结果补充、丰富了经济虾、蟹微量元素铁的营养需要基础数据,为促进饲料铁的吸收利用和高效人工饲料的研制提供了参考。1.中华绒螯蟹幼蟹饲料铁的适宜需求水平及其免疫调节功能研究本试验旨在研究不同铁水平饲料对中华绒螯蟹幼蟹生长、抗氧化能力和非特异性免疫的影响。试验共设计了分别含有64,89,130,177,271和508 mg/kg铁水平的6种饲料,饲喂幼蟹56天。结果表明,与64 mg/kg和508 mg/kg饲料铁水平相比,177 mg/kg饲料铁水平显著提高了幼蟹的增重率和特定生长率,降低了饲料系数。随着饲料铁水平的提高,全蟹的铁含量与肝胰腺的铁含量也显著上升。饲料中89 mg/kg和177mg/kg铁水平显著提高了肝胰腺过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶的活力和总抗氧化能力。此外,随着饲料铁水平的提高,幼蟹的非特异性免疫相关酶的活力也有所提高。根据幼蟹增重率、特定生长率、血淋巴铁水平与饲料铁水平的折线回归模型分析表明,当以硫酸亚铁为铁源时,幼蟹对铁的适宜需求量为133-141 mg/kg。肠道菌群结果分析表明,饲料铁水平的缺乏或过量都会导致肠道菌群结构发生改变,表现为有益菌群数量下降,致病菌群数量增加。8周试验结束后,在脂多糖(LPS)刺激下,64mg/kg饲料铁处理组中幼蟹肝胰腺炎症相关基因的表达量最高;随着饲料铁水平的增加,铁调节蛋白基因表达上调,铁蛋白1和铁蛋白2基因表达下调,表明适宜的饲料铁水平显著提高了幼蟹的免疫力和抗感染力。以上结果为中华绒螯蟹幼蟹饲料铁的精准营养需求与高效饲料的配制提供了基础参考。2.不同铁源对中华绒螯蟹幼蟹生长性能、铁吸收和利用、抗氧化能力和非特异性免疫的影响本试验旨在探究不同铁源对中华绒螯蟹生长性能、铁吸收和利用、抗氧化能力和非特异性免疫的影响。试验选择了硫酸亚铁、富马酸亚铁和甘氨酸亚铁三种铁源,分别制成铁水平为100 mg/kg的三种饲料,进行为期70天的饲养生长试验。结果表明,与其他铁源处理组相比,甘氨酸亚铁组的增重率、特定生长率最高,全蟹脂肪含量最低。进一步分析发现,甘氨酸亚铁能有效提高幼蟹肠道、肝胰腺中铁吸收和转运蛋白的基因表达水平,促进了幼蟹对于铁的吸收、利用和组织铁沉积。此外,甘氨酸亚铁组幼蟹的抗氧化能力和酸性磷酸酶、酚氧化物酶的活性显著高于其他处理组。同时,饲料甘氨酸亚铁通过下调Toll、Myd88以及Imd、Relish、Jnk基因的表达水平来降低LPS诱导的炎症反应。综上,与其他两种铁源相比,中华绒螯蟹能有效利用甘氨酸亚铁,促进幼蟹的生长,提高机体的抗氧化能力和非特异性免疫,饲料生产中可优先将甘氨酸亚铁作为候选铁源。3.饲料中补充铁与维生素C对中华绒螯蟹幼蟹生长性能、铁吸收和利用、抗氧化能力和非特异性免疫的影响本试验旨在探究饲料不同铁和维生素C水平对中华绒螯蟹生长性能、铁吸收和利用、抗氧化能力和免疫力的影响。试验配制两个维生素C水平(0和700 mg/kg)和三个铁水平(0、50和100 mg/kg)的饲料,开展为期56天的饲养生长试验。结果表明,在0和700 mg/kg维生素C水平下,0 mg/kg饲料铁处理组幼蟹的增重率和特定生长率最低,饲料系数最高。在0和100 mg/kg铁水平下,饲料维生素C显著提高了幼蟹的增重率、特定生长率,并降低了饲料系数。在50和100 mg/kg铁水平下,饲料维生素C显著上调了幼蟹肠道和肝胰腺的二价金属离子转运蛋白和铁转运蛋白基因的表达水平,且血淋巴中铁含量和转铁蛋白含量显著增加。此外,0 mg/kg饲料铁处理组幼蟹肝胰腺中的超氧化物歧化酶活性明显下降,丙二醛含量则明显增加。在0和100 mg/kg铁水平下,维生素C显著提高幼蟹酸性磷酸酶的活力和溶菌力。饲养结束后用嗜水气单胞菌攻毒,发现100 mg/kg饲料铁和700 mg/kg维生素C处理组幼蟹的存活率最高。本试验表明,700 mg/kg维生素C可有效促进铁的吸收和利用,从而提高幼蟹的生长性能、免疫力以及抵抗嗜水气单胞菌感染的能力。
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