灭活植物乳杆菌及其代谢物对草鱼生长性能和肠道健康的影响

摘要:本实验配制4 组分别含0%(对照组)300600900mg/kg植物乳杆菌及其代谢物 (LPM)的等氮等能饲料,饲喂草鱼幼鱼[初始体质量 (80.47±1.04) g] 6周,用以评估LPM在草鱼饲料中的应用效果。结果显示,草鱼增重率和饲料效率在LPM添加量为300mg/kg时分别较对照组显著提高19.09%8.57%LPM添加组肥满度显著低于对照组,且添加量为900mg/kg时,脏体比较对照组显著降低18.84%。全鱼粗蛋白质含量、饲料蛋白质效率和蛋白质沉积率均在添加量为300mg/kg达到最大值,分别较对照组显著提高4.40%、11.97%7.64%LPM添加组肝胰脏和肠道蛋白酶活性较对照组显著升高。LPM添加量为600mg/kg时,草鱼肠道的绒毛数量、绒毛长度和绒毛宽度显著高于对照组。饲料中添加LPM对草鱼肠道菌群的多样性无显著影响。LPM添加量为300mg/kg时,乳杆菌属和梭菌属的细菌丰度较对照组显著升高。嗜水气单胞菌、诺卡氏菌、副溶血弧菌对LPM极度敏感。血清总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇的含量随着LPM添加量的增加而增加。LPM添加组血清总蛋白、白蛋白含量和碱性磷酸酶活性较对照组显著升高。综上,饲料中添加300~600mg/kg LPM能够抑制有害菌的繁殖,改善肠道功能,调节免疫功能,保障肝胰脏的正常功能,提高饲料蛋白质利用,进而提高草鱼生长性能。

关键词:灭活植物乳杆菌及其代谢物;肠道健康;生长;蛋白质利用;草鱼

随着我国水产养殖业的迅猛发展,高密度集约化养殖模式成为当前淡水养殖鱼类的主要养殖模式之一。2020年我国水产养殖总产量5 224万t,水产饲料产量约2 200万t。但是由于养殖鱼类生长速度加快、饲料营养不均衡、低质饲料的不当使用和养殖水环境恶化等原因,养殖鱼类普遍出现营养性疾病,如肠炎、肝胆综合征等,导致生长性能、抗逆能力、肌肉品质等的下降。采用适当的营养饲料技术进行调控和干预,以提高饲料利用并规避其导致的副作用,已成为水产营养与饲料学亟待解决的重要科学和技术问题。

植物乳杆菌(Lactobacillus plantarumLP)属于乳酸菌的同型多功能发酵菌,为短杆菌,不产生孢子,是动物与人体肠道的原籍菌,亦是肠道内的优势菌之一。LP为兼性厌氧菌,最适生长温度在30~37℃,最适pH值约6.5LP通过发酵产生乳酸、短链脂肪酸、抗菌肽等活性物质而被定义为有益菌,并具有缓解细胞氧化损伤、调节机体免疫力、促进生长等益生作用。LP及其代谢产物具有良好的抑菌作用,对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有抑制效果。植物乳杆菌在陆生动物如猪、鸡、鸭等中已被证实具有抗菌、抗炎、改善肠道健康和促生长的作用 。在水产动物中研究发现,饲料中添加LP(1×106 CFU/g饲料)能通过提高细鳞鲑(Brachymystax lenok)肠道乳酸菌的比例,降低肠道菌群的多样性,从而促进鱼体生长。饲料中添加108 CFU/g嗜酸乳杆菌(L. acidophilus)可提高剑尾鱼(Xiphophorus helleri)皮肤黏膜免疫功能,进而促进生长和提高饲料利用。饲料中添加LP(1×109 CFU/g饲料)能够通过调节肠道微生物组成,提高肠道乙酸含量,促进肝胰脏尿苷的合成,进而缓解高糖饲料诱导的尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)肝胰脏脂肪沉积和氧化应激。然而,由于水产饲料加工过程存在较长时间的高温环境,活菌在水产饲料中的使用受到限制。近年来后生元开始引起水产饲料界的关注,后生元是指益生菌经加工处理后的益生菌代谢物成分统称,包括菌体与代谢产物。如在饲料中添100~400mg/kg灭活植物乳杆菌(2×1011CFU/g)可显著提高黑棘鲷(Acanthopagrus Schlegelii)的生长性能、抗氧化性能及肠道完整性。在饲料种添加200500 mg/kg啤酒酵母及代谢物能够增加杂交罗非鱼(O. niloticus♀×O. aureus)肠道潜在有益菌群数量,降低潜在有害菌群的数量,提高非特异免疫和生长性能。这意味着后生元可以有效地在鱼类胃肠道中释放出有益的细菌成分,促进动物生长。

草鱼(Ctenopharyngodon idella)是我国养殖产量第一的淡水鱼类,其年产量约为550万t,养殖产业产值超过700亿,且作为草食性鱼类的模式生物被广泛用于营养学的研究。然而草鱼细菌性肠炎、肝胆综合征等问题相对比较严重,影响了草鱼的生理健康和养殖效益。因此,本实验以草鱼为研究对象,将灭活植物乳杆菌及其代谢物(LPM)以不同浓度添加到饲料中,评估其在草鱼中的作用效果,为高效的水产养殖提供技术参考。

1 材料与方法

1.1        实验饲料的配制

本实验所用的灭活植物乳杆菌及代谢物(HEW-A911,优长SZ100)由北京好实沃生物技术有限公司提供,其生产工艺包括菌种的活化、扩培、发酵,以及对LPM进行浓缩,最后采用高温瞬间灭活技术获得灭活LPM。主要活性成分为细菌素、短链脂肪酸等,灭活菌数为1.2×1010个/g,乳酸含量6.5%。适宜pH值范围为4.2~9.0。经非靶向代谢组学分析,本实验所使用的LPM中有机酸含量最高的6种分别为乳酸、己酸、柠檬酸、二羟丙酮磷酸、巴豆酸、α-羟基戊二酸,氨基酸含量最高的6种分别为脯氨酸、谷氨酸、亮氨酸、丝氨酸、蛋氨酸、甘氨酸,糖类含量最高的为海藻糖。

实验配制4种饲料,其中动物蛋白为6%鱼粉,植物蛋白为55%(花生粕10%、豆粕20%、菜粕25%),以豆油为主要脂肪源(1)。饲料蛋白质水平为35%,脂肪水平为6%,均能满足此规格草鱼生长和免疫的需要。LPM添加量依次为0300600900 mg/kg饲料,以麸皮配平。计算得到饲料中灭活植物乳酸杆菌菌体含量分别为03.60×1066.90×1061.08×107 个/g饲料。将所有固体饲料原料用0.3mm的筛网粉碎后,依据配方准确称量,使用逐级扩大法充分混合,然后加入豆油搓揉均匀,并加入25%的水混匀。置于F-26双螺杆挤条机(广州华工光机电科技有限公司)挤压成直径为3mm的条状,在DW带式干燥机(常州苏正干燥设备有限公司)60℃下烘3h,随后用破碎机(郑州微分电机厂)破碎成长度为2~3mm的圆柱形颗粒,置于-20℃冰箱储存备用。

1.2 养殖实验管理

实验用草鱼来自正大水产(湖北)有限公司。实验鱼经聚维酮碘消毒后,在循环水养殖系统中暂养2周,暂养期间以对照组饲料饲喂。正式养殖实验前,鱼体饥饿24h,取5尾实验鱼用以测定草鱼全鱼初始营养成分;另外挑选大小均匀、健康、体质量为(80.47±1.04) g 的草鱼360尾,随机分到12个养殖桶中(12个桶在同一套循环水养殖系统),每桶30尾。每种饲料随机投喂3个养殖桶,每天表观饱食投喂3(08:30~09:0012:30~13: 0017:00~17:30)。根据鱼体生长和摄食状况及时调整投饲量,确保鱼体抢食并无残饵,投饲率约3%。每日记录摄食行为和死亡数量等,每天换水1/3。养殖期间室温(12~22)℃,水温恒定在(27±1)℃。溶氧质量浓度大于5mg/LpH为6.8~7.3,氨氮质量浓度小于0.05mg/L。实验每2周称重1次,共养殖6周。

1. 3 采样

养殖实验结束后,禁食24h,记录每个养殖桶的草鱼尾数和总质量,计算存活率(SR)、增重率(WGR)、饲料效率(FE)、特定生长率(SGR)。另每桶随机取鱼6尾,经丁香油麻醉后,测量体长和体质量。尾动脉抽血,血液静置4h,经3 200×g离心收集血清待测。取肝胰脏、内脏并称质量用以计算形体指标。另分别取1cm中肠置于多聚甲醛固定液中,以备制作肠道组织切片,观察LPM对其肠道组织形态的影响。取侧线以上的背肌测定基本营养成分含量。

接着对剩下的草鱼进行饱食投喂,投喂2h后,经丁香油麻醉后,每桶取4尾鱼肠道内容物,测定肠道微生物菌群结构。每桶取3尾鱼肠道和肝胰脏测定消化酶活性。最后每桶取3尾鱼用以分析全鱼基本营养成分含量。

1.4 指标测定与分析

生长性能评价指标计算公式:

式中Wt为终末体质量(g)W0为初始体质量(g)L为终末体长(cm)Nt为终末尾数;N0为初始尾数;t为实验天数(d)Wf为饲料摄入量(g)Wd为死亡总重(g)Wh为肝胰腺重(g)Wv内脏重(g)Wp为饲料粗蛋白质含量(%)CPt为终末粗蛋白质含量(%)CP0为初始鱼粗蛋白质含量(%)

营养成分的测定    全鱼及肌肉水分采用冷冻干燥法(CHRIST型冷冻干燥机)测定;饲料水分采用105 ℃恒温干燥失重法(GB/T 5009.32016)测定;粗蛋白含量采用凯氏定氮法(GB/T 5009.5—2016)测定;粗脂肪含量采用索氏抽提法(GB/T 5009.6—2016)测定;灰分含量采用马弗炉550 ℃灼烧法(GB/T 5009.4—2016)测定。

血清生化指标的测定    血清葡萄糖(GLU)总胆固醇(T-CHO)、甘油三酯(TG)、总蛋白(TP)和白蛋白(ALB)含量分别采用己糖激酶法、CHOD-PAP法、GK-GPO-POD法、二聚脲法和BCG法测定。分别采用LDH-UV法、MDH-UV法和NPP-AMP法测定天门冬氨酸转氨酶(AST)、丙氨酸转氨酶(ALT)和碱性磷酸酶(ALP)活性。血清生化指标采用自动生化分析仪(BX-3010, Sysmex Corporation, 日本)进行测定。所用试剂均购自Sysmex公司。

肠道和肝胰脏消化酶活性的测定    准确称取新鲜肝胰脏和肠道(约0.6 g),放入10 mL匀浆管中,加入9倍体积的去离子水,用玻璃匀浆器进行冰浴匀浆,离心(3 000 ×g,10 min,4 ℃),取上清待测。采用福林酚试剂法测定总蛋白酶活性,甲基试卤灵底物法测定脂肪酶活性,碘显色法测定淀粉酶活性,考马斯亮蓝法测定上清液蛋白质含量。所用试剂盒均购自南京建成生物工程研究所有限公司。

肠道组织切片    肠道组织标本固定后,经脱水、透明、石蜡包埋、连续切片后,H. E染色,光镜下逐片观察及拍照,运用图像分析系统(Image Pro Plus 5.1)H. E染色结果进行分析。

肠道菌群多样性的测定    每个处理组取4个样品进行肠道菌群多样性测序。取约0.5 g肠道内容物与黏膜混合样品,采用16S rRNA基因测序并分析肠道菌群。测序工作在上海美吉生物医药科技有限公司进行,通过Illumina Miseq PE300平台进行高通量测序。测序后使用UPARSE软件(V 7.1 http://drive5.com/uparse/),根据97%的相似度对序列进行OTU聚类;使用UCHIME软件剔除嵌合体。利用RDP classifier (http://rdp.cme.msu.edu/) 对每条序列进行物种分类注释。比对Silva数据库(SSU123),设置比对阈值为70%。具体测定方法和分析方法参照本实验室已发表文章。

抑菌实验    采用琼脂扩散法(即K-B 法)进行抑菌实验。测定LPM对水产动物常见致病菌嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila,细菌浓度1.31×109 CFU/mL,CICC 10868)、诺卡氏菌(Nocardia seriolae,细菌浓度1.07×109 CFU/ml,由长江水产研究所鱼病研究室从大口黑鲈中分离并提供) 、副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus细菌浓度1.25×109 CFU/ml,CICC 21617)的抑菌效果,以水产动物常见抗生素恩诺沙星和氟苯尼考的药敏片为参照。在3种细菌的对应培养基中加入LPM (100μg)、恩诺沙星(10μg)和氟苯尼考(30μg),在28 ℃培养箱中培养36h,然后分别用游标卡尺测量恩诺沙星、氟苯尼考和LPM对应的抑菌圈大小,每种细菌设3个重复。根据李义奎的方法对抑菌敏感性进行评定:20mm≤抑菌圈直径,为极度敏感;15mm≤抑菌圈直径<20mm,为高度敏感;10mm≤抑菌圈直径<15mm,为中度敏感;抑菌圈直径<10mm,为低度敏感。

1.5数据分析

实验数据采用SPSS 20.0统计软件进行单因素方差分析(One-Way ANOVA),用Tukey氏均值多重比较法进行差异显著性检验,结果均以平均值±标准差(mean±SD)表示,当P0.05时表示差异显著。

2 结果

2.1 不同水平LPM对草鱼生长性能和形体指标的影响

各实验组的草鱼WGR和SGR率均呈现先增加后降低的变化趋势,且WGRLPM添加量为300 mg/kg时达到最大值,并较对照组显著提高19.09%(P0.05)。FE先增加后降低,在LPM添加量为300 mg/kg时有最大值,并较对照组显著提高13.43%(P0.05)LPM添加组CF显著低于对照组,且LPM添加量为900mg/kg时,VSI较对照组显著降低18.84%(P0.05)PER和PDR均先增后减,均在添加量为300mg/kg时有最高值,分别较对照组显著提高11.97%7.64%(P0.05)。各组间SR、FR、HSI均无显著性差异(P0.05)(2)

表2 不同水平LPM对草鱼生长性能的影响

项目

CON

LPM-300

LPM-600

LPM-900

初始体质量/g IBM

80.48±0.91

80.58±0.68

80.64±0.60

80.70±0.50

末体重/g FBM

157.82±3.42a

172.87±8.68b

159.00±2.81ab

160.86±4.40ab

存活率/% SR

95.56±1.92

100±0

97.78±3.85

95.56±3.85

增重率/% WGR

96.13±6.12a

114.49±8.95b

97.19±3.82ab

99.35±6.00ab

特定生长率/(%/d) SGR

1.60±0.07a

1.82±0.10b

1.62±0.04ab

0.70±0.07ab

饲料效率 FE

0.67±0.08b

0.76±0.04a

0.70±0.08ab

1.42±0.06ab

摄食率/% FR

3.14±0.04

3.18±0.19

3.18±0.11

3.10±0.02

脏体比/% VSI

14.59±0.27b

13.08±0.22ab

13.47±0.16b

11.84±0.23a

肝体比/% HSI

1.73±0.05

1.79±0.06

1.81±0.06

1.71±0.05

肥满度 CF

1.92±0.09b

1.81±0.08a

1.83±0.07a

1.80±0.10a

蛋白质效率 PER %

191.33±3.07a

214.23±6.50b

205.26±6.58ab

198.42±6.58a

蛋白质沉积率 PDR %

29.32±2.42a

31.56±1.89b

29.66±1.81ab

29.10±3.29a

注:同行数据中上标字母不同表示差异显著 (P<0.05),下同

2.2 不同水平LPM对草鱼全鱼及肌肉基本成分的影响

全鱼和肌肉粗蛋白质含量分别在LPM添加量为300600mg/kg时达到最大值,较对照组显著提高4.40%5.48% (P0.05)LPM添加量为900mg/kg时,全鱼粗脂肪和灰分含量较对照组显著降低,而肌肉灰分含量显著升高(P0.05)。各组间的肌肉粗脂肪含量无显著差异(P0.05)。饲料不同水平LPM对草鱼全鱼及肌肉的水分含量无显著影响(P0.05) (3)

3  不同水平LPM对草鱼全鱼和肌肉基本成分的影响(湿重)

                         g/kg

指标 

CON

LPM-300

LPM-600

LPM-900

全鱼 

水分

732.11±9.93

725.77±9.11

742.57±9.50

743.31±6.70

粗蛋白质

145.23±2.40a

151.62±5.60b

150.15±5.07ab

143.68±1.79a

粗脂肪

67.20±1.13b

67.28±1.92b

66.94±2.25b

63.84±2.14a

灰分

37.10±1.48b

38.01±1.93b

35.49±1.9ab

34.8±0.58a

肌肉

水分

795.17±5.50

792.53±7.60

788.78±2.22

789.06±5.36

粗蛋白质

174.42±4.96a

175.74±4.54a

183.97±1.09b

180.38±8.08ab

粗脂肪

11.14±1.44

11.80±1.69

10.92±1.29

10.23±0.83

灰分

12.79±0.11a

12.87±0.10a

12.82±0.27a

13.79±0.27b

2.3 不同水平LPM对草鱼血清生化指标的影响

LPM添加组血清TP、ALB含量较对照组显著升高(P0.05)。在LPM添加量为600900mg/kg时,血清ALP活性和T-CHO、HDL-C和LDL-C较对照组显著升高(P0.05)。血清GLU和TG含量,以及GOT和GPT的活性各组间均无显著差异(P0.05)(4)

2.4 不同水平LPM对草鱼肠道和肝胰脏消化酶活性的影响

LPM添加量为600900mg/kg时,肠道和肝胰脏淀粉酶酶活性分别达到最大值,且均显著高于对照组(P0.05)LPM添加组肝胰脏和肠道蛋白酶活性显著高于对照组(P0.05);肝胰脏脂肪酶活性较对照组无显著差异(P0.05)LPM添加量为300mg/kg,肠道脂肪酶活性较对照组显著升高,但900mg/kg组较对照组显著降低(P0.05) (5)

2.5 不同水平LPM对草鱼肠道组织形态的影响

LPM添加量为300和900mg/kg,草鱼肠道的绒毛长度和绒毛宽度显著高于对照组(P<0.05),绒毛数显较对照组无显著差异(P0.05)LPM添加量为600mg/kg,草鱼肠道的绒毛数量、绒毛长度和绒毛宽度显著高于对照组 (P<0.05) (6)

 

6  不同水平LPM对草鱼肠道黏膜结构的影响

指标

CON

LPM-300

LPM-600

LPM-900

绒毛数量/个

31.33±2.08a

36.67±1.15a

45.00±1.00b

35.00±3.61a

绒毛长度/μm

614.12±20.54b

670.67±11.93c

669.51±16.56c

560.57±13.12a

绒毛宽度/μm

97.45±4.14a

104.82±4.73b

149.05±5.60d

121.84±2.65c

2.6 不同水平LPM对草鱼肠道菌群组成的影响

稀释曲线    对照组和LPM添加组肠道样本16S rDNA测序分析共获得1 213 047条序列,每个样本测序量超过50 000条,平均长度约为418 bp;对测序数据进行抽平分析,各组草鱼肠道微生物的稀释曲线趋于平缓,说明测序数据量满足反映样本中绝大多数的微生物多样性信息(1)

Alpha多样性 对草鱼肠道微生物Alpha多样性进行分析,各样本文库覆盖率(coverage)均超过99.9%Alpha多样性指数各组间均无显著性差异(P0.05) (2)

肠道微生物群落组成    在门分类水平上,对照组和LPM添加组的细菌群落组成类似,各处理组的肠道优势菌群较为一致,其中变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)在各样本中变化较大,核心菌群相对丰度最高的是变形菌门,其后依次是厚壁菌门、放线菌门(Actinobacteria)和梭杆菌门(Fusobacteriota),这4类优势菌群占肠道菌群的比例超过90%(3-a,b)

在属分类水平上,对照组和LPM添加组的细菌群落组成类似,各处理组的肠道优势菌群较为一致,其中核心菌群相对丰度最高的是芽殖杆菌属(Gemmobacter),其后依次是曼氏杆菌属(Mannheimia)、链球菌属(Streptococcus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、剑菌属(Ensifer)和放线菌属(Actinomyces)(3-c,d)

肠道微生物群落差异    LPM-300组蓝藻门(Cyanobacteria)、乳杆菌属(Lactobacillus) 和梭状菌属(Clostridium)细菌丰度显著高于对照组和LPM-600组(P<0.05),而LPM-600组拟杆菌门(Bacteroidota)细菌丰度显著高于其他2组,乳杆菌属细菌丰度显著高于对照组(P<0.05) (图4)

E:\好实沃\草鱼文章矢量图\草鱼图片修改\图1.emf 

1 草鱼肠道微生物样品测序稀释曲线

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2 不同水平LPM对草鱼肠道菌群α多样性的影响

E:\好实沃\草鱼文章矢量图\草鱼图片修改\图3.emf

3 草鱼肠道微生物在门水平(ab)和属水平(cd)上的群落组成

img4

4 草鱼肠道微生物在门水平(A)和属水平(B)上差异菌群分析

2.7 LPM对水产动物常见致病菌的抑菌效果

LPM对水产动物常见致病菌如嗜水气单胞菌、诺卡氏菌、副溶血性弧菌的繁殖具有明显的抑制效果(5),且均极度敏感。100μg LPM与10μg恩诺沙星、30μg氟苯尼考的抑菌效果近似。

img5

3 讨论

3.1 LPM通过改善肠道健康促进草鱼生长和饲料利用

本实验显示结果,饲粮中添加300mg/kg灭活LPM能促进草鱼生长,提高饲料利用,表现在SGR和FE较对照组分别显著提高19.09%13.43%。这与LP在尼罗罗非鱼黑棘鲷的结果类似。这可能与LPM可以改善肠道健康有关。在本实验中添加300~600mg/kg LPM显著提高草鱼肠道的绒毛数量、绒毛长度和绒毛宽度,增加了肠道的吸收面积,从而提高了营养物质在肠道的停留时间和消化吸收率。本实验LPM添加组蛋白酶活性较对照组显著提高,说明LPM可提高草鱼对饲料蛋白质的利用,这从LPM-300组全鱼的粗蛋白含量、PER和PDR分别较对照组显著提高的结果中得到了印证。

研究草鱼肠道中的核心菌群在门水平上分别为变形菌门、厚壁菌门、放线菌门和梭杆菌门,在属水平上分别为芽殖杆菌属,其后依次是曼氏杆菌属、链球菌属、葡萄球菌属、剑菌属和放线菌属,这与其他学者对草鱼肠道菌群结构的研究结果类似。厚壁菌门含诸多有益菌,如乳杆菌、链球菌、瘤胃球菌(Rrtmdtdbtccus)梭菌(Clostridium prazmowski)等,有助于机体对碳水化合物的利用。变形菌门包含诸多病原菌,如大肠杆菌(Escherichia coli)、沙门氏菌(Salmonella)、弧菌(Vibrio)、幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)等,该门丰度过高易导致消化吸收紊乱。本研发发现当LPM添加水平300mg/kg时,显著降低了草鱼肠道变形菌门和放线菌门丰度,提高了厚壁菌门和梭杆菌门丰度,说明LPM可改善肠道菌群结构,有益于肠道健康。在属水平上,添加300mg/kg LPM增加了乳杆菌属和梭状菌属细菌丰度。梭状芽孢杆菌属中的一些菌种如丁酸梭菌(Clostridium butyricum)可提高卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)幼鱼的生长性能、改善其肠道健康状态乳杆菌属是一类具有很强溶菌抑菌效果的革兰阳性菌在碳水化合物发酵过程中产生短链脂肪酸和乳酸作为其主要的最终产物,小分子活性物质可提高鱼类吞噬活性,触发机体早期的炎症反应,产生抗体,并在抗菌防御中发挥重要作用在种水平上,LPM对致病菌革兰氏阴性菌(嗜水气单胞菌、副溶血弧菌)、革兰氏阳性菌(诺卡氏菌)均有抑制效果。100μg LPM10μg恩诺沙星、30μg氟苯尼考的抑菌效果近似。说明LPM具有良好的抑菌作用,具有替代抗生素的作用,可防治细菌性疾病发生,从而有利于机体健康,这也是LPM改善生产性能的重要作用机制之一。

ALP被认为是巨噬细胞中溶酶体的标志性酶和重要组成部分,与机体的免疫和骨骼发育密切相关。血清总蛋白包括ALB和球蛋白,血清球蛋白与机体免疫应答有关,血清ALB具有维持渗透压、结合和转运配体(如脂肪酸和荷尔蒙等)、参与物质代谢、清除自由基、抗凋亡、抗凝血和抗血栓等一系列的生理生化功能。LPM-600组血清TP、ALB含量和ALP活性较对照组显著提高4.40%11.97%7.64%,说明LPM具有提高鱼体免疫力的作用。另外,LPM添加组草鱼血清GLU和TG含量,以及GPT和GOT的活性较对照组无显著差异,且HSI和肝胰脏组织形态较对照组均无显著差异,表明LPM使草鱼肝胰脏健康保持在正常水平。

综上所述,LPM通过调节肠道菌群的组成,抑制有害菌的繁殖,如抑制水产动物致病菌革兰氏阴性菌(嗜水气单胞菌和副溶血弧菌)和革兰氏阳性菌(诺卡氏菌)等有害菌的繁殖,改善肠道功能(增加肠道吸收面积,提高肠道消化酶活性),调节局部和全身的免疫系统,保障肝胰脏的正常功能,促进生长。

3.2 LPM提高草鱼肌肉蛋白质沉积

本实验发现,饲粮中LPM添加量为900mg/kg时,VSI较对照组显著降低18.84%,VSI降低意味着LPM具有增加可食部分,促进草鱼肌肉生长的作用;肌肉粗蛋白质含量在LPM添加量为600mg/kg时较对照组显著提高5.48%。说明LPM可提高草鱼的含肉率,促进肌肉蛋白质沉积而改善肌肉品质。类似的结果在尼罗罗非鱼上得到了证实。经非靶向代谢组学分析,本实验所使用的LPM含有丰富的短链脂肪酸、氨基酸等肠道菌群分解和代谢产生的代谢物及次级代谢产物,这些小分子物质有利于营养物质的吸收利用。如饲料中添加植物乳杆菌可调节肠道微生物产生的乙酸含量,进而增加肝胰脏尿苷含量,可缓解高糖饲料诱导的罗非鱼脂肪沉积和氧化应激。在尼罗罗非鱼饲料中研究发现,乳酸钠可显著提高罗非鱼生长性能,这与其抑制蛋白质和脂肪分解,促进肝胰脏乳酸向葡萄糖的转化,进而激发糖酵解,维持鱼体能量内稳态有关。柠檬酸一方面可代替部分蛋白质作为营养源增加营养;另一方面游离的柠檬酸可被直接吸收,并参与生物体内的代谢活动即参与三羧酸循环,相应减少鱼虾体内蛋白质的消耗,促进蛋白质沉积。饲料亮氨酸通过激活TOR通路促进团头鲂(Megalobrama amblycephala)肌肉蛋白质沉积。

4 结论

饲料中添加300~600mg/kg LPM可通过提高肝胰脏和肠道蛋白酶活性、改善肠道形态结构、抑制有害菌繁殖,来促进营养物质吸收,提高蛋白质沉积、生长性能和饲料利用。

 注:原文献已发表在水产学报2022.46(10):1980-1991

参考文献:略