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酶解黑水虻蟲漿作為加州鱸膳食補(bǔ)充劑的影響

發(fā)布日期:2021-09-09 13:21:16瀏覽次數(shù):729

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一、摘要

      黑水虻幼蟲(Hermetia illucens L)被認(rèn)為是最適合替代魚粉的動物蛋白來源之一。本次研究探索了不同含量(0%、1%、3% 和 5%)的酶解黑水虻蟲漿(ZBSFP) 對加州鱸(Micropterus salmoides)生長性能、生物學(xué)參數(shù)和嗜水氣單胞菌菌株攻擊后累積死亡率的影響。結(jié)果表明,1% 的ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿) 具有最終體重 (FBW)、增重率 (WGR)、采食量 (FI) 和特定生長率 (SGR)顯著升高,但肝體指數(shù) (HIS) 顯著降低,并降低了嗜水曲霉攻擊后 72 小時(shí)的累積死亡率。同時(shí),1% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿) 具有提高的抗氧化活性并減少氧化代謝物的作用。這些結(jié)果表明,1% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿) 是替代魚粉的合適添加劑成分,過量添加可能會對加州鱸產(chǎn)生副作用。


二、材料與方法

2.1. 實(shí)驗(yàn)材料

      將8日齡的BSFL研磨并用水解蛋白酶和幾丁質(zhì)酶獲得黑水虻蟲漿(ZBSFP),使用雙螺桿擠出機(jī)在85.5°C 和 1.83 MPa下將每種日糧的所有成分?jǐn)D出成 3 毫米直徑的顆粒。使用烘箱(55°C)干燥顆粒,冷卻,并在使用前保持在 20°C。


2.2. 試驗(yàn)方法

    將 480 條加州鱸幼魚(初始體重 6.02 ± 0.03 g)隨機(jī)分為4 組(每組4個重復(fù)),并隨機(jī)平均分配到 16 個玻璃鋼圓筒罐中。每天投喂兩次,每種處理投喂一種日糧,投喂量為幼魚出現(xiàn)明顯飽腹感,喂養(yǎng)試驗(yàn)持續(xù)56天。每天喂食前吸出未吃的飼料和糞便,每天記錄每個水箱的投喂量。計(jì)算實(shí)際采食量(FI),死魚稱重,記錄死亡率

      飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行攻擊實(shí)驗(yàn),從4組中每組隨機(jī)抽取30條魚(四組共120條),每組10條魚隨機(jī)分入一個缸內(nèi)。將 0.5 mL嗜水氣單胞菌菌株(2 × 105 cfu/mL)注射到每條魚的腹腔中。在攻擊試驗(yàn)期間不喂食。在細(xì)菌攻擊后 24 小時(shí)、48 小時(shí)和 72 小時(shí)記錄魚的。


2.3. 實(shí)驗(yàn)方法

      在飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束時(shí),魚在取樣前禁食 24 小時(shí)。對每個池中的所有魚進(jìn)行計(jì)數(shù)和稱重,測量最終體重(FBW)并計(jì)算增重率(WGR)、飼料轉(zhuǎn)化率(FCR)、采食量(FI)、生長率(SGR)和成活率(SR) .

每缸隨機(jī)選擇 3 條魚,并在20 oC 下冷凍。檢測條件因子(CF)、內(nèi)臟指數(shù)(VSI)、肝體指數(shù)(HSI)、腸體指數(shù)(ISI)和腹膜內(nèi)脂肪比(IPF);

      每缸隨機(jī)選擇6條魚,分析血清代謝物和抗氧化酶活性;檢測胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的活性;

      收集每個魚缸中 3 條魚的肝臟和腸道,進(jìn)行組織學(xué)檢查;

      從剩余的喂食0%、1% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)的魚中各隨機(jī)選擇4條魚,從腹腔中取出每條魚的腸道,分別收集近端和遠(yuǎn)端腸道微生物樣品。用于 DNA 提取。隨后進(jìn)行指標(biāo)分析計(jì)算、通過 16S rRNA 和宏基因組測序進(jìn)行腸道微生物群分析。


三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1. 日糧 ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)對生長性能、生物學(xué)參數(shù)和攻擊后累積死亡率的影響

      如表2所示,與對照組(0% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿))相比,1% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)組的最終體重、增重率、增重率、生長率顯著較高,但肝體指數(shù)顯著較低。5% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿) 組的檢測條件因子、內(nèi)臟指數(shù)和肝體指數(shù)顯著較高,但生長率顯著較低(P < 0.05)。同時(shí),3% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)與對照組之間沒有顯著差異。這些結(jié)果表明,1%的ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)可以促進(jìn)加州鱸的生長。

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      累積死亡率如圖 1 所示。與對照組相比(53.33 ± 3.33 %),1% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)、3% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)和5% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)組的累積死亡率分別為13.33±3.33%、46.67±6.67%和86.67±3.33%,說明1%ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)組的累積死亡率顯著下降,而5%ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)組的死亡率急劇上升。

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3.2. 肝臟和腸道的形態(tài)學(xué)

      如圖2所示,4組肝細(xì)胞無明顯差異。與0% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)和1% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)組相比,3% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)和5% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)組的近端和遠(yuǎn)端腸道微絨毛有一些輕微但明顯的斷裂,說明3% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)和5% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)喂養(yǎng)會引起存在一定的損傷。

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3.3. 血清代謝物、抗氧化劑和消化酶

      如表3所示,飼喂 5% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿) 的魚表現(xiàn)出更高的葡萄糖和甘油三酯,但白蛋白低于其他日糧組。5% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)的血清和肝臟中的丙二醛顯著增加,1% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿) 的肝臟和腸道中的丙二醛顯顯著降低。1% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿) 時(shí)肝臟和腸道中過氧化氫酶顯著增加,1% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿) 時(shí)血清和肝臟中總超氧化物歧化酶顯著增加。4組肝臟和腸道消化酶中胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性基本不變, 5%ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿)的肝臟脂肪酶活性與對照組相比顯著升高。這些結(jié)果表明,喂食 1% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿) 的魚改善了抗氧化活性和氧化代謝物減少,相比之下,喂食 5% ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿) 的魚的氧化代謝物增加,并出現(xiàn)以下副作用:葡萄糖和甘油三酯增加, 但白蛋白降低。

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3.4. 腸道菌群的組成、多樣性差異和潛在功能

      如圖3所示。加州鱸腸道菌群以厚壁菌門和梭桿菌門為主(圖3A)。支原體和鯨桿菌屬最豐富(圖 3B)。厚壁菌門/支原體的豐度減少,梭桿菌/鯨桿菌的豐度增加。支原體在近端腸豐度較高,而在遠(yuǎn)端腸豐度較低,近端腸中的乳酸桿菌含量明顯高于遠(yuǎn)端腸。近端和遠(yuǎn)端腸道之間存在顯著差異(圖 3C)。

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      1級和2級微生物功能如圖4所示。編碼代謝的基因占主導(dǎo)地位,其次是遺傳信息加工和細(xì)胞過程,環(huán)境信息加工占一小部分。在代謝中,氨基酸代謝、能量代謝、碳水化合物代謝和核苷酸代謝是前三大代謝類別。與骨髓間質(zhì)干細(xì)胞相比,最小生成樹的氨基酸、能量和核苷酸代謝增加,聚糖和脂質(zhì)代謝減少。

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      如圖5所示,間充質(zhì)干細(xì)胞在碳水化合物代謝和碳水化合物活性酶方面基本沒有差異,除了在 GH89 中發(fā)現(xiàn)明顯差異。僅次于糖基轉(zhuǎn)移酶的 GT31,GH89 是一種 α-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶 (αGNases),約占對照樣品(MSC)中碳水化合物活性酶總數(shù)的4%(總計(jì) 2836),但在處理過的 DNA 樣本(MST)(共 3112 個)中占7%。。相應(yīng)地,N-聚糖生物合成的豐度,從6.2E-04下降到5.0E-04,下降了約20%。

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四、結(jié)論

      綜上所述,本研究結(jié)果表明,適當(dāng)添加 ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿) (1%) 可以提高加州鱸的生長性能和抗病能力,增強(qiáng)抗氧化活性,促進(jìn)腸道及其微生物群的健康。因此,ZBSFP(酶解黑水虻蟲漿) 可作為魚粉的有益膳食補(bǔ)充劑,以促進(jìn)加州鱸更好的生長。


感謝原文作者的研究與分享:

Xu F M , Hou S W , Wang G X , et al. Effects of zymolytic black soldier fly (Hermetia illucens) pulp as dietary supplementation in largemouth bass (Micropterus salmoides)[J]. Aquaculture Reports, 2021, 21.


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