投喂策略对厚颌鲂幼鱼的生长、肠道消化酶活性和形态学的影响

曲焕韬，陈 磊，廖建新，代 伟，鲁雪报，高煜杰，杨元金

(1.中国长江三峡集团公司中华鲟研究所 湖北省三峡工程鱼类资源保护重点实验室,湖北 宜昌 443100；2.中国三峡建设管理有限公司,四川 成都 610041；3.海南大学 海洋学院,海南 海口 570228)

营养和环境因子对水产养殖的成败至关重要，因此只有在养殖鱼类的生长发育阶段向其提供充足的和营养均衡的饲料，这样才能获得最大的经济效益；然而，过度投喂会降低饲料的转换效率，并对鱼类的生长产生不利的影响，甚至还会导致水质恶化；此外，由于饲料成本占水产养殖总运营成本的50%以上，因此过量投喂也会增加养殖成本[1].鉴此，在过去的几十年中，国内外学者对许多水产养殖品种的最佳投喂策略进行了广泛的研究[2-3]，他们的研究表明，水温、饵料营养成分和鱼类生活阶段等因素会影响特定鱼种的最佳投喂率[4].

投喂频率是水产养殖管理中的另一个重要组成部分，它在水产养殖生产中具有重要的实践意义，对鱼类生长、饲料利用以及养殖成本会产生影响[5].此外，研究还发现，投喂频率会影响鱼体的代谢状态及体成分的组成，最佳的投喂频率不仅能缩小同批次养殖鱼类间的大小差异，而且还能够有效地改善水质，特别是在集约化养殖模式的情况下[6].但是，投喂频率不足亦会导致鱼体生长迟缓、增加种内攻击和鱼体大小差异，产生氧化应激，进而影响鱼体福利[7-8].因此，确定养殖鱼类的最佳投喂策略对养殖鱼类的生长、健康及生产效益起到至关重要的作用.

鱼体肠道在营养物质的消化和吸收中发挥着重要的作用，因此消化道形态学的研究被认为是了解动物体消化道健康状态的有效方法.消化酶的活性也在一定程度上反映了鱼体消化道的生理状态，少量研究发现，投喂策略会影响鱼体内的消化酶活性及其肠道的形态结构[10]，因此，测定其相关指标有助于评价消化生理与投喂频率的关系.

厚颌鲂(Megalobramapellegrini)俗称乌鳊，隶属于鲤形目(Cypriniformes)、鲤科(Cyprinidae)、鲌亚科(Cultrinae)、鲂属(Megalobrama).近年来，由于人为因素的影响，如其栖息地不断被破坏、片段化以及过度捕捞等，厚颌鲂的种群数量有急剧下降的趋势，它已成为三级急需保护的物种[11].在厚颌鲂的繁育方面，虽然已实现了人工繁育，但在其苗种规模化培育的过程中仍存在许多问题，如设施的利用率较低、单位面积养殖水体的产出量不高、投喂策略的制定仍缺乏科学指导等，并且对厚颌鲂幼鱼营养消化的生理研究尚为空白[12].因此，本实验对此进行了研究，旨在确定投喂率和投喂频率对厚颌鲂生长、饲料利用和消化酶活性的影响，从而确定对厚颌鲂幼鱼的最佳投喂策略，以期为提高苗种培育效率提供依据.

1 实验材料与方法

1.1 实验材料厚颌鲂产于中华鲟研究所，饲养于中国四川三峡工程开发有限公司向家坝试验站的流水养殖系统(150 mL/s)中.实验和暂养期间均投喂商品饲料(粗蛋白33%，粗脂肪4%，粒径1～2 mm，四川通威公司生产).暂养一周后，挑选1 260尾健康鱼苗(0.57 g±0.01 g)，随机分配于18个200 L的玻璃纤维缸中，并以2种投喂频率(每天09：00时和18：00时投喂，2次/d；每天08：00时，12：00时，18：00时投喂，3次/d)和3种投喂率(5%体重/d、6.5%体重/d、8%体重/d)进行试验.每个处理组设置3个平行，实验持续42 d.每两周称重1次，并根据其体重变化调整投喂量.实验期间溶解氧的水平为(6.11±0.3)mg/L，水温为(25.0±0.4)℃.

1.2 样品采集和分析实验结束时，所有鱼在取样前饥饿24小时，收集10尾鱼并对其进行鱼体组成分析.用MS-222 (10 mg/L)对8条鱼进行麻醉，其中5条鱼用于肠道样本的采集，并保存于液氮中以用于肠道消化酶活性的分析；另外3条鱼的肠样本，用φ=4%的福尔马林固定液保存，用于后续组织切片的制作.水分测量：使用烘箱于105 ℃烘干至恒重；粗蛋白的测定：用凯氏定氮法(FOSS 8000，瑞典)测定；粗脂肪测定：采用石油醚(沸程60～90 ℃)抽提样品，在海能SOX406脂肪测定仪上进行.使用试剂盒(南京建城生物工程研究所)，并按照操作说明测定肠道胰蛋白酶(A080-2-2，单位为U/mg)、脂肪酶(A054-2-1，单位为U/g)、淀粉酶(C016-1-1，单位为U/mg)和碱性磷酸酶(A059-2-2，单位为U/L)的活性.中肠组织：用乙醇脱水后以石蜡包埋固定，进行脱水(透明)、浸蜡包埋、切片(7 μm)及贴片，所得到的石蜡切片以苏木精-伊红(Hematoxylin-eosin，H&E)染色，并用光学显微镜和彩色摄像机(尼康Ni-U，日本)进行拍照.

1.3 数据统计与分析数据以平均数±标准差来表示，并使用IBM SPSS Statistics (Version 19.0，IBM，Armonk，New York)对投喂率和投喂频率进行单因素方差分析(ANOVA)，达到差异显著水平(0.05)时再进行Duncan多重检验.

2 实验结果

2.1 投喂策略对厚颌鲂幼鱼生长和饲料利用的影响投喂策略对鱼类生长、饲料利用和存活的影响如表1所示.在投喂率为6.5%体重/d的处理组，其鱼体增重率和特定生长率较相同投喂频率下其他处理组的鱼体增重率和特定生长率显著升高(P<0.05)，并且在投喂率分别为5%体重/d和8%体重/d的处理组中，投喂频率由2次/d改变为3次/d时，未发现鱼体显著生长(P>0.05).同时，最低的增重率和特定生长率出现在5%体重/d和2次/d的处理组.在8%体重/d和2次/d的处理组，其饲料系数显著高于其他各实验组的饲料系数(P<0.05).此外，实验发现，在投喂率为8%体重/d和投喂频率为2次/d的处理组，其实验期间的死亡率较高(数据未显示)，但其余各组的存活率均高于96%，且没有显著差异.

表1 投喂率和投喂频率对厚颌鲂幼鱼生长、饲料利用和成活率的影响1

2.2 投喂策略对厚颌鲂幼鱼鱼体组成的影响于实验结束后(42 d)，厚颌鲂鱼体组成数据如表2所示.当投喂频率为2次/d时，6.5%体重/d的处理组与5%体重/d的处理组相比较，于前者可观察到鱼体水分和粗蛋白含量显著升高以及粗脂肪含量显著降低(P< 0.05).但在3次/d的处理组中，鱼体水分、粗蛋白和粗脂肪的含量却随着投喂率的增加而显著降低(P< 0.05).在6.5%体重/d和2次/d的处理组，实验鱼的粗蛋白含量显著高于其他实验组的粗蛋白含量(P<0.05)，而在5%体重/d和3次/d的处理组，其粗脂肪的含量却显著高于其他实验组的粗脂肪含量(P< 0.05)；然而在8%体重/d和3次/d的处理组，其鱼体粗蛋白和粗脂肪的含量均显著低于其他各实验组的粗蛋白和粗脂肪含量(P<0.05).

表2 不同投喂率和投喂频率对厚颌鲂幼鱼全鱼体组成的影响

2.3 投喂策略对厚颌鲂幼鱼肠道消化酶活性的影响投喂策略对厚颌鲂肠道消化酶活性的影响如表3所示.当投喂频率为2次/d时，肠道胰蛋白酶、脂肪酶和碱性磷酸酶的活性随着投喂率的升高而显著增加(P< 0.05)，但当投喂频率为3次/d时，肠道胰蛋白酶、脂肪酶和碱性磷酸酶的活性却随着投喂率的升高而显著降低(P< 0.05).与其他处理组相比，在5%体重/d和3次/d的处理组，厚颌鲂幼鱼具有更高的肠道消化酶活性.

表3 不同投喂率和投喂频率对厚颌鲂幼鱼肠道消化酶活性的影响

2.4 投喂策略对厚颌鲂幼鱼肠道形态学的影响以不同投喂策略饲养厚颌鲂幼鱼42 d后其中肠的形态学特征见图1.在最高投喂率(8%体重/d)和投喂频率(3次/d)的处理组，实验鱼有肠绒毛融合和脱落的现象，而在其他处理组，鱼体肠道的上皮细胞状态良好，无细胞损伤迹象，微绒毛的排列也整齐.

a. 5%体重/d和2次/d； b. 6.5%体重/d和2次/d； c. 5%体重/d和3次/d；d. 6.5%体重/d和3次/d； e. 8%体重/d和3次/d

3 讨 论

大量的研究表明，最佳投喂策略有利于提高养殖效率和经济效益[13].本研究的结果也显示，投喂率显著地影响厚颌鲂幼鱼的生长，但投喂频率的增加并未显著促进鱼体生长.同样在吉富罗非鱼(Oreochromisniloticus)的研究中也发现，鱼体生长只受到投喂率的影响[14]；此外，也有研究发现，大西洋白鲟(Chaetodipterusfaber)和杂交鲟(AcipenserschrenckiiBrandt♀×A.baeriBrandt♂)的生长均受到投喂率和投喂频率的显著影响[15-16].与其他实验结果类似，在投喂率为6.5%体重/d的处理组，鱼体的生长表现显著优于最低(5%体重/d)和最高(8%体重/d)投喂率实验组的鱼体生长表现.可见，当投喂率较低时，鱼体可能处于营养物质摄入不足的状态，从而导致鱼体的生长缓慢；相反，当投喂率过高时，过量的营养物质，如蛋白质，可能会被氧化为能量底物和随后的代谢废物，如氨等，从而影响动物的健康[17].然而，也有鱼类例外，如白鲟(Acipensertransmontanus)[18]等鱼类的增重率却随着投喂率的增加而不断升高，直至达到饱食.以上的研究结果表明，最佳投喂策略对鱼体生长的影响与养殖品种、鱼体大小以及实验条件等密切相关.

本研究结果显示，随着投喂频率从2次/d增至3次/d时，鱼体生长并未显著提高，这与Rowland等对银鲈(Bidyanusbidyanus)[19]和Baioi等对巴西沙丁鱼(Sardinellabrasiliensis)[20]的研究结果一致.但对金鲳(Trachinotusovatus)[21]和杂交鲤(MegalobramaterminalisRichardson ♀×Erythroculterilishaeformis♂)[22]的研究却发现，3次/d的处理组相较2次/d的处理组，其增重率更高.Gilannejad等指出，增加投喂频率可以提高鱼体对饲料的表观消化率，但对胃和肠排空率的影响却存在物种依赖性[23]；然而，本研究却显示，投喂频率对饲料转化率的影响并不显著，虽然投喂频率的增加没有显著促进鱼体的生长，但与最高投喂率(8%体重/d)下的2次/d处理组相比，3次/d处理组中的实验鱼存活率有显著提高.Jobling和Baardvik[24]认为，当鱼体摄食到明显饱食状态时，较高的投喂频率可以进一步增加采食量，直至一个阈值.由此可以推测，增加投喂频率可以减轻较多饲料摄入时产生的消化代谢负担.然而在大西洋鲑(Salmosalar)的研究中只发现投喂率对死亡率有显著影响，而投喂频率的增加并没有提高鱼的存活率[25].

研究发现，鱼体组成不仅受到营养因素的影响，而且还受到投喂策略的影响[26].本实验结果也显示，投喂策略对厚颌鲂幼鱼的鱼体组成有显著影响，在8%体重/d和3次/d的处理组，鱼体的粗蛋白和粗脂肪含量最低.也有研究表明，提高投喂频率可以减少摄食竞争中的能量消耗，从而促进蛋白质和脂质在鱼体内沉积；然而在本研究中，此种情况只出现在最低投喂率(5%体重/d)处理组的鱼体粗脂肪含量中，这可能与鱼体大小、种类和实验条件等有关[27].此外，一些研究还显示，鱼体组成不受投喂策略的影响，如杂交鲟鱼[15]和异育银鲫(Carassiusauratusgibelio)[28].

在本研究中，于8%体重/d和3次/d的处理组，实验鱼的肠道形态学出现了肠绒毛融合和脱落的现象，由此所引起的肠道吸收面积的减少可能会导致营养物质吸收和利用的效率下降，这也与该组饲料效率低下且生长迟缓相吻合.Imsland等人的研究发现，与每周4 d或每周3 d的喂食相比，每天投喂圆鳍鱼(Cyclopteruslumpus)后，其肠道出现了上皮结构紊乱、固有层延长以及炎症反应[29].以上研究表明，投喂率不当可能会干扰其正常的消化生理，而且过度的消化过程会损害肠道的健康.蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等消化酶是参与营养物质消化和吸收的主要酶类，因此测定其活性在一定程度上有助于了解养殖鱼类对所摄食饲料的消化状态[30].在本研究中，肠道消化酶的活性受到投喂策略显著地影响，所以在3次/d和8%体重/d处理组，其鱼体肠道的消化酶活性最低.可见，摄食量过高时会降低鱼体的消化酶活性，从而造成不必要的损失；在对巴西沙丁鱼的研究中也发现，消化酶的活性会因摄食量的增加而降低[19].然而在对团头鲂(Megalobramaamblycephala)的研究中却发现，其肠道蛋白酶、脂肪酶和α-淀粉酶的活性随投喂频率的增加(从1次增加至3次)而增加，但此后随投喂频率的进一步增加反而降低[31].此外，我们的研究结果表明，在较低的投喂率(5%体重/d)下，增加投喂频率可以显著地提高酶活性.因此，适当提高投喂频率有利于提高消化酶的活性，从而进一步提高饲料的利用率.同样，在饲料短缺的情况下，保持消化酶的高度活性，以使鱼体充分利用营养物质，这也是鱼类养殖的一种有效策略.

综上所述，在本实验中的流水养殖系统条件下，在投喂率为6.5%体重/d和投喂频率为2次/d时，鱼体能够较好地生长，且比投喂3次/d更能够节约人工成本，因此，这是厚颌鲂幼鱼的最适投喂策略.