黄粉虫在凡纳滨对虾饲料中的研究与利用

来源 :广东海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoxiaoDang
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近年来,由于环境污染和过度捕捞等因素,导致鱼粉短缺和鱼粉价格高攀难下,同时鱼粉产能跟不上鱼粉需求量快速增长,鱼粉资源短缺已成为水产养殖产业快速发展的“拦路虎”。中国是世界上最大的对虾养殖国,凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)是养殖产量最大且在国际水产贸易中交易最频繁品种之一,具有重要的经济价值。目前,寻找开发新蛋白源替代鱼粉成为对虾养殖业乃至整个水产行业健康发展亟需解决的问题。黄粉虫(Tenebrio molitor)作为新性蛋白源之一,具有较高的营养价值,是一种优质的动物蛋白原料。基于此,本研究选择黄粉虫作为鱼粉替代物,从生长性能、体成分、免疫、消化、肠道菌群和转录组水平研究其对凡纳滨对虾造成的影响。具体研究结果如下:1、黄粉虫作为主要蛋白源条件下,饲料蛋白水平对凡纳滨对虾的影响在鱼粉添加量为15%的条件下,以黄粉虫为除鱼粉外唯一蛋白源,配制饲料蛋白水平分别为32%、36%、40%、44%和48%的5种等脂饲料,分5组(TM32、TM36、TM40、TM44、TM48)投喂凡纳滨对虾(初始体重0.40±0.01 g),养殖8周后,分析其在生长、体成分、免疫、消化、肠道菌群和转录组水平上的变化。结果表明:TM40组凡纳滨对虾末重显著高于TM32组和TM48组(P<0.05),以增重率(Weight gain rate,WGR)为判据进行回归分析得出,当饲料中蛋白水平为39.80%时,凡纳滨对虾获得最佳生长性能。对虾肌肉的必需氨基酸在TM48组显著低于TM44组(P<0.05),对虾肌肉风味氨基酸不受影响。副溶血弧菌感染后,TM44组凡纳滨对虾抗病力显著高于TM32组(P<0.05)。随着饲料中蛋白水平的增加,凡纳滨对虾肝胰腺中免疫指标发生不同程度的改变,蛋白水平达到44%后差异显著(P<0.05)。对虾肠道中淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶三种消化酶活性均随着饲料蛋白水平上升而上升(P<0.05),其中淀粉酶和胰蛋白酶活性在饲料蛋白水平大于40%时较TM32组显著升高(P<0.05),脂肪酶活性在TM48组中显著高于其他各组(P<0.05)。肠道菌群分析结果显示,TM48组中观察到的物种(Observe species,Sobs)和ACE多样性指标显著高于TM32组(P<0.05)。TM48组对虾肠道中条件性致病菌Tenacibaculm属相对丰度上升,益生菌Akkermansia属在TM44组的相对丰度上升。转录组分析结果显示,TM32和TM40组之间差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs)3,567个(2,166上调,1,401下调),TM40和TM48组间DEGs 5,506个(2,639上调,2,867下调),TM32和TM48组间DEGs 6,905个(3,555上调,3,350下调)。KEGG富集分析结果显示,TM32和TM40组间的DEGs主要富集在细胞色素P450、糖代谢和消化酶等信号通路,TM40和TM48组间的DEGs主要富集在核糖体、囊体运输中的SNARE相互作用和丙酮酸代谢等信号通路,TM32和TM48组间的DEGs主要富集在核糖体、Toll和Imd信号通路和氧化磷酸化等信号通路。综上所述,在以黄粉虫为除鱼粉外唯一蛋白源的条件下,饲料中蛋白水平对凡纳滨对虾生长性能产生显著影响,饲料中蛋白水平为39.80%时,凡纳滨对虾获得最佳生长性能。饲料中蛋白水平对凡纳滨对虾肌肉必需氨基酸含量、抗病感染能力、肝胰腺免疫指标、肠道消化能力及菌群结构和转录水平均产生显著影响。2、黄粉虫替代饲料中鱼粉对凡纳滨对虾的影响以鱼粉用量为25%的饲料为对照,分别用黄粉虫替代15%、30%和45%鱼粉,共配制4种等氮等脂的实验饲料,分4组(TM0、TM15、TM30和TM45)投喂凡纳滨对虾(初始体重0.42±0.01 g),养殖8周后,分析其在生长性能、体成分、抗病免疫、消化、肠道菌群和转录组水平上的变化。结果表明:TM30组凡纳滨对虾增重率显著高于其他组(P<0.05)。当替代比例达到45%时,对虾肌肉中EAA和风味氨基酸含量均显著降低。感染副溶血弧菌后,黄粉虫替代鱼粉对凡纳滨对虾抗副溶血弧菌感染能力无显著影响。随着饲料中黄粉虫替代水平增加,血清和肝胰腺中多个免疫指标有不同程度的改变,在替代水平大于30%时与对照组差异显著(P<0.05)。黄粉虫替代饲料中鱼粉对对虾肠道中淀粉酶和脂肪酶活性无显著影响,当替代大于30%时,可显著提高胰蛋白酶活性(P<0.05)。肠道菌群分析结果显示,TM30组Sob、ACE、Chao1和PD-whole tree指数(pd)等菌群α多样性指数显著高于TM0组(P<0.05)但TM45组中Shannon和Simpson多样性显著低于TM0组(P<0.05)。TM45组Vibrio、Spongiimonas和Akkermansia属等相对丰度上升。转录组分析结果显示,TM15、TM30和TM45组与TM0组之间分别鉴定出DEGs 648个(298上调,350下调)、1,348个(669上调,679下调)和1,938个(1,469上调,469下调)个。KEGG富集分析显示,TM15与TM0组的DEGs主要富集在细胞凋零、溶酶体和糖代谢信号通路上,TM30与TM0组的DEGs主要富集在HIF-1信号通路、核糖体溶酶体和胰岛素抑制信号通路上,TM45与TM0组的DEGs主要富集在糖代谢、细胞色素P450通路和核糖体信号通路。细胞色素P450通路基因和肠道菌群Indicator指标筛选出科水平物种进行person相关性分析,得到Akkermansiaceae科细菌与细胞色素P450通路基因表达呈现正相关。综上所述,在本实验条件下,黄粉虫替代鱼粉比例适宜时可显著提高对虾生长性能,但替代比例过高会影响对虾肌肉品质。黄粉虫替代鱼粉条件下,凡纳滨对虾抗病能力不受显著影响,但免疫指标可显著改善,肠道消化能力及菌群结构和转录水平均受显著影响,其中细胞色素P450信号通路受到较大影响。
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