蛋白质水平对幼建鲤生长性能蛋白质代谢和消化功能的影响.docx
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蛋白质水平对幼建鲤生长性能蛋白质代谢和消化功能的影响
分类号S963.73+1S965.116S852.21学号S2*******
四川农业大学
硕士学位论文
蛋白质水平对幼建鲤生长性能、蛋白质代谢和消化功能的影响
刘勇
指导教师
周小秋教授
学科专业
水产养殖
研究方向
水生动物营养与饲料加工
2008年6月
论文独创性声明
本人郑重声明:
所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。
尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,学位论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得四川农业大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
研究生签名:
年月日
关于论文使用授权的声明
本人完全了解四川农业大学有关保留、使用学位论文的规定,即:
学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
同意四川农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。
研究生签名:
年月日
导师签名:
年月日
目录
中文摘要……………………………………………………………………………
英文摘要……………………………………………………………………………
1、前言……………………………………………………………………………
2、文献综述…………………………………………………………………………
2.1蛋白水平对鱼类生长性能的影响…………………………………………
2.2鱼类对蛋白质的需要量………………………………………………………
2.3蛋白水平对鱼类蛋白质代谢的影响…………………………...…...…...…...
2.4蛋白水平对鱼类消化吸收能力的影响………………………………………
3、本研究的目的和意义…………………………………………………………
4、材料与方法……………………………………………………………………
5、试验结果………………………………………………………………………
6、讨论……………………………………………………………………………
6.1蛋白水平对幼建鲤生长性能的影响…………………………………………
6.2幼建鲤的蛋白质需要量……………………………………………
6.3蛋白水平对幼建鲤蛋白质代谢的影响……………………………………
6.4蛋白水平对幼建鲤消化吸收能力的影响……………………………………
6.5蛋白水平对幼建鲤免疫相关指标的影响………………………………………
7、结论………………………………………………………………………
参考文献……………………………………………………………………
致谢………………………………………………………………………………
摘要
本实验研究了日粮中不同蛋白质水平对幼建鲤生长性能、蛋白质代谢和消化功能的影响。
试验选择体重为16.67±0.01g的幼建鲤900尾,随机平均分成六组,每组设三个重复,每个重复50尾鱼。
以鱼粉为唯一蛋白源,用α-淀粉调节能量水平,保持各个处理日粮DE=14.4MJ/kg,分别饲喂含蛋白质水平为22.0%、27.5%、33.0%、38.5%、44.0%和49.5%的日粮45天。
结果表明:
不同蛋白质水平显著或极显著地影响增重率(R2=0.976,P<0.01)、SGR(R2=0.897,P<0.01)、总摄食量(R2=0.618,P<0.01)及饲料效率(R2=0.898,P<0.01)。
当蛋白水平分别超过34.1%、33.9%、34.7%时再提高蛋白水平对幼建鲤增重率、SGR、及饲料效率没有影响。
相关分析表明增重率的提高与总摄食量和饲料效率的提高有极显著正相关(r=+0.921,P<0.01;r=+0.988,P<0.01),通径分析则表明总摄食量和饲料效率对增重率有直接作用(P0.1=0.290,P<0.01;P0.2=0.742,P<0.01)。
氮摄入量(R2=0.992,P<0.01),绝对氮摄入量(R2=0.994,P<0.01),肝胰脏谷-草转氨酶(R2=0.934,P<0.01)、谷-丙转氨酶活力(R2=0.949,P<0.01)、血浆氨浓度(R2=0.893,P<0.01)与蛋白水平呈极显著线性正相关,而蛋白质效率比(R2=0.912,P<0.01),净蛋白利用率(R2=0.996,P<0.01)与蛋白水平呈极显著线性负相关,鱼体氮保留量与蛋白水平正相关(R2=0.927,P<0.01),当蛋白水平超过33.8%时,蛋白水平对氮保留量没有显著影响(P>0.05)。
蛋白水平显著或极显著影响了肝胰脏体指数、肝胰脏蛋白含量、相对肠长、肠蛋白含量、状态因子、肝胰脏胰蛋白酶、糜蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶以及肠道胰蛋白酶、糜蛋白酶、淀粉酶、Na+,K+-ATPase、AKP、γ-GT、和CK酶活(P<0.01),而对肠体指数和肠道脂肪酶没有影响(P>0.05)。
相关析表明饲料效率的提高与肝胰脏和肠道各消化酶极显著正相关(P<0.01),说明饲料效率的提高与肝胰脏和肠道消化酶活力的提高有密切关系。
本实验结果说明,蛋白质可提高幼建鲤的生长性能,促进消化器官生长发育,增强消化酶活力和肠道吸收能力;同时蛋白质提高了幼建鲤肝胰脏谷-草转氨酶、谷-丙转氨酶活力和血浆氨浓度。
当消化能水平为14.3MJ/kg,鱼体重范围为16.7-55.0克时,以增长率为标识,满足幼建鲤最大生长性能的蛋白质水平为34.1%。
以鱼体最大氮保留量为标识确定幼建鲤日粮中最适蛋白水平为33.8%。
关键词:
建鲤;蛋白质;生长性能;蛋白质代谢;消化;蛋白质需要量
Effectsofproteinlevelsonthegrowthperformance,proteinmetabolismanddigestivefunctionsofjuvenileJiancarp(Cyprinuscarpiovar.Jian)
Aquaculture:
YongLiu
DirectedbyprofessorXiao-qiuZhou
Abstract:
Thisexperimentwasconductedtodeterminetheeffectsofproteinlevelsonthegrowthperformance,proteinmetabolismanddigestivefunctionsofjuvenileJiancarp(Cyprinuscarpiovar.Jian).Brownfishmealwasusedasthesoleproteinsourceinthestudy.Sixisoenergeticexperimentaldietscontainingapproximately14.4MJkg-1ofdigestibleenergyand22.0%,27.5%,33.0%,38.5%,44.0%,49.5%crudeproteinwerefedtotriplicategroupsof50fishwithanaverageinitialweightof16.67±0.01g(Mean±SEM)for45days.
ResultsindicatedPWG(R2=0.914,P<0.01),SGR(R2=0.897,P<0.01),TFI(R2=0.618,P<0.01)andFE(R2=0.906,P<0.01)weresignificantlyaffectedbyproteinlevels.Estimatingbybrokenlinemodel,PWGplateauedwhenproteinlevelswashigherthan34.1%,33.9%,34.7%,respectively.CorrelationanalysisrevealedPWGsignificantlycorrelatedwiththeenhancementofTFIandFE(r=+0.921,P<0.01;r=+0.988,P<0.01),pathanalysisindicatedTFIandFEacteddirectlywithPWG(P0.1=0.290,P<0.01;P0.2=0.742,P<0.01).NI(R2=0.992,P<0.01),ANI(R2=0.994,P<0.01),GOT(R2=0.893,P<0.01),GPT(R2=0.949,P<0.01)andPAC(R2=0.934,P<0.01)linelycorrelatedwithproteinlevels,onthecontrary,PER(R2=0.912,P<0.01)andPPV(R2=0.996,P<0.01)werenegativelycorrelatedwithproteinlevels,nitrogenretentionwaspositivlycorrelatedwithproteinlevels(R2=0.927,P<0.01),nitrogenretentionwasfoundnegativelycorrelatedwithproteinlevelswhenproteinlevelwashigherthan33.8%(R2=0.462,P<0.05).Hepatosomaticindex,hepatosomaticproteincontent,relativeintestinallength,intestinalproteincontent,conditionfactor,trypsin,chymotrpsin,lipase,amylaseactivityinthehepatopancreasandtrypsin,chymotrpsin,amylase,CK,Na+,K+-ATPase,AKP,γ-GTactivitiesintheintestinewerefoundsignificantlyrespondedtoproteinlevels.CorrelationanalysisindicatedtheenhancementofdigestiveenzymesinthehepatopancreasandintestinesignificantlyattributedtotheincreaseofFE,whichshowedthatstrongrelationshipexistedbetweenFEanddigestiveenzymesinthehepatopancreasandintestine.
Resultsofourexperimentindicatedproteinlevelshaveapositivlyprotmotiontothegrowthperformance,developmentofdigestiveorgans,digestiveenzymesandabsorptionoftheintestineofjunvenilJiancarp;Meanwhile,proteinlevelspromotedtheincreaseofactivitiesofGOT,GPTandtheincreaseofPAC.Inconsideringtheseresults,itwasconcludedthatthe34.1%and33.8%proteininthedietwith14.4MJdigestibleenergykg-1dietprovidedmaximumgrowthandmaximumnitrogenretention,respectively,forJiancarpwiththebodyweightrangefrom16.7to55.0gundertheseexperimentalconditions.
Keywords:
Cyprinuscarpiovar.Jian;protein;growthperformance;proteinmetabolism;digestion;proteinrequirement
1前言
长期以来蛋白质营养都是鱼类营养学最受重视的研究方向之一。
蛋白水平对鱼类的生长性能有显著影响。
为了使鱼类遗传潜力得到最大发挥以及使饲料成本最低,饲料中蛋白含量必须维持在适当的水平。
在克林雷氏鲇[1]、银鲈[2]、倒刺鲃[3]、日本黄姑鱼[4]、鱂[5]、鳠鲇[6]、斜带石斑鱼[7]等鱼上都发现蛋白水平过低将导致鱼类的生长速度下降、饲料转化率降低。
杂食性鱼类的蛋白质需要量在30-40%之间[8]。
鲤鱼是典型的杂食性鱼类。
目前,普通鲤鱼的蛋白质需要量报导存在较大差异,Ogino和satio(1970)[9]的研究表明38%的蛋白质可以满足鲤鱼的最大生长需要,Eekhardt(1982)[10]报道普通鲤鱼的蛋白质需要量为40-42%。
但也有报道发现普通鲤鱼的蛋白质需要量低于上述报道值,Takeuchi(1979)[11]的研究结果表明31%的日粮蛋白水平即可满足普通鲤鱼的最大生长要求。
NRC(1993)[8]推荐鲤鱼的蛋白质需要量为35%。
建鲤(Cyprinuscarpiovar.Jian)作为我国主要的淡水养殖品种,约占全国鲤鱼养殖总产量的50%[12],其生长速度高于普通鲤鱼30-40%[13],但目前未见建鲤蛋白质需要量的研究报道。
NRC(1993)[8]推荐普通鲤鱼Lys、Met+Cys需要量分别为1.74%、0.94%,但在建鲤上的研究表明,建鲤Lys、Met+Cys需要量分别2.06%、1.49%、1.45%[14,15,16]。
这表明建鲤对饲料中常见限制性氨基酸的需要远高于普通鲤鱼的需要量。
而蛋白质营养的实质是氨基酸营养[17],这提示了建鲤蛋白质需要量可能高于普通鲤鱼。
因此,有必要确定建鲤的蛋白质需要量。
饲料中蛋白含量过高,将导致过量的氨氮排入水体中,一方面导致鱼类摄食降低,另一方面,造成水体环境污染[18,19]。
蛋白水平对鱼类氨排泄有少量报导[2,20,21],但关于蛋白水平对鱼类血浆氨浓度仅在克林雷氏鲇上有一篇报导[22]。
血浆氨是在转氨酶作用下脱氨基的产物,目前关于蛋白水平对鱼类转氨酶活性有一些报导,但关于蛋白水平影响氨基酸代谢酶的报道任有矛盾[23]。
到目前为止,鱼上蛋白质营养的研究主要集中在蛋白源的替代和蛋白需要量的确定。
目前关于蛋白水平与鱼类消化功能的关系仅有少量报导,且主要集中在探讨蛋白水平与肠道消化酶活性[24,25,26,27]。
关于蛋白水平对肠道刷状缘酶活仅见Hakim(2006)[28]在罗非鱼上研究了γ-GT与蛋白水平的关系,而鱼肠道内具有重要作用的刷状缘酶AKP和Na+,K+-ATPase与蛋白水平的关系还未见研究报导。
本论文拟系统研究蛋白水平和建鲤生长性能之间的关系,以期确定我国重要淡水养殖新品种——建鲤的蛋白质需要量,同时探讨蛋白水平与蛋白质代谢以及肠道消化酶之间的关系,从代谢和消化生理的角度阐释饲料中蛋白水平对生长的影响,为生产中合理配制建鲤饲料提供理论依据。
2文献综述
2.1蛋白质对鱼类生长性能的影响
蛋白质是维持动物生命活动所必需的营养素,它是构成动物体的主要物质,鱼体干物质中约65%-75%为蛋白质[17],同时蛋白质也是鱼类能量的主要来源,因而鱼类对蛋白质需要量高于畜禽。
蛋白质缺乏将严重影响鱼类的生长性能。
在克林雷氏鲇[1]、银鲈[2]、倒刺鲃[3]、日本黄姑鱼[4]、鱂[5]、鳠鲇[6]、斜带石斑鱼[7]上都发现蛋白水平过低将导致鱼类生长速度下降、饲料转化率降低。
多数研究表明,当提高蛋白水平,鱼类的生长速度、对饲料转化率呈线性增加,但当超过最适需要量时发现鱼类的生长速度以及对饲料的转化率进入平台期[2,5,7,9,29,30,31]。
但也有研究表明,蛋白超过需要量后,鱼类的生长速度及对饲料的转化率出现显著下降[32,33,34,35,36]。
(NRC)1977[37]认为这是由于蛋白水平提高后饲粮中非蛋白能不足,从而导致蛋白质分解供能,实质即蛋白相对不足。
而Jaucey(1982)[33]则认为高蛋白水平下生长速度的下降可能是由于过多的氨基酸在肠道吸收以及在肝脏脱氨过程中会消耗大量能量,或者是由于蛋白分解过程中脱下的氨对鱼类有毒害作用[38]。
2.2鱼类对蛋白质的需要量
蛋白水平对鱼类的生长性能有显著的影响,因此,生产中要求饲料中包含适宜的蛋白水平以经济的满足鱼类的最大生长。
鱼类的蛋白质需要量是指满足鱼类最佳生长的最低蛋白质含量[8]。
鱼类对蛋白质的需要,实际上是对必需氨基酸和非必需氨基酸混合比例的数量需要[17]。
因此,氨基酸平衡概念是蛋白质需要的基础,在确定鱼类蛋白质需要量时一般采用氨基酸平衡较好的鱼粉、酪蛋白+明胶或酪蛋白+鱼粉作为蛋白源[1,2,3,4,5,6,7,9,10,32,33,34,35,36]。
现有研究资料表明,肉食性鱼类不同种类之间,蛋白质需要量变化幅度较大。
从表1可知,肉食性鱼类蛋白需要量在40%—55%之间。
杂食性鱼类由于对碳水化合物的利用能力较高,在生命活动中不需要消耗大量的蛋白来提供能量。
因此,与肉食性鱼类相比,其蛋白需求相对较低,但不同种类之间的差异仍然较大。
一般变幅约为30%—40%。
表1肉食性鱼类的蛋白质需要量
Table1Prtoteinrequirementofcarnivorousfish
种类
蛋白需要量
资料来源
虹鳟
40
Kim等,1991[39]
石斑鱼
47.8
Shiau和Lan,1996[30]
拟石首鱼
40
Serrano等,1992[40]
日本鳗鲡
45
NRC,1993[8]
加州鲈
42
钱国英,2000[41]
银鲈
42.15
Yang等,2002[2]
日本黄姑鱼
45
Lee等,2001[4]
斜带石斑鱼
48
Luo等,2004[7]
牙鲆
45
Lee等,2002[42]
褐牙鲆
52
Kim等,2002[43]
大菱鲆
49.4
Lee等,2003[44]
表2杂食性鱼类的蛋白质需要量
Table2Prtoteinrequirementofomnivoriousfish
种类
蛋白需要量
资料来源
普通鲤鱼
38
Ogino和satio,1970[10]
普通鲤鱼
31
Takeuchi,1979[11]
普通鲤鱼
40-42
Eekhardt,1982[9]
鲫鱼
29
Lochmann和Phillips,1994[45]
倒刺鲃
32.7
Yang等,2003[3]
斑点叉尾鮰
32-36
Garling和Wilson,1976[46]
鱂
32
Martinez-palacios,1996[5]
克林雷氏鲇
32.6
Meyer等,2004[1]
莫桑比克罗非鱼
40
Jauncey,1982[33]
尼罗罗非鱼
35
Santiago等,1985[47]
饰金罗非鱼
36
Davis和Stickney,1978[48]
2.2.1影响鱼类蛋白质需要量的因素
2.2.1.1鱼的种类和大小对蛋白需要量的影响
由表1、表2可以看出不同种类的鱼有不同的蛋白需要量。
而鱼的大小同样影响其蛋白质需要量。
鲑鱼鱼苗的蛋白质需要量为45-50%,鲑鱼幼鱼的蛋白需要量为40%,一年龄鲑鱼的蛋白需要量进一步降低至35%[49,50]。
与此相类似,斑点叉尾鮰鱼苗的蛋白质需要量为40%,斑点叉尾鮰幼鱼的蛋白需要量为30-35%,而更大的斑点叉尾鮰的蛋白需要量进一步降低至25-30%[37,51]。
Balarin和Hailer(1981)[52]在回顾了以往对罗非鱼蛋白质营养的研究后认为小于1克的罗非鱼的蛋白需要量为35-50%,而体重1-5克的罗非鱼的蛋白需要量为30-40%,体重5-25克的罗非鱼的蛋白需要量为25-30%。
Chen等(1994)[29]同样发现1.5克左右的石斑鱼的蛋白需要量为54%,而规格为20-30g时的蛋白需要量为40%-50%。
因此,随着鱼体重的增加,其蛋白需要量会出现下降。
2.2.1.2饲粮因素对蛋白需要量的影响
饲料蛋白源的不同会影响鱼类的蛋白质需要量。
Chen等(1994)[29]对点带石斑鱼(Epinephelusmalabaricus)的研究表明,当饲料中酪蛋白水平为47.8%时,点带石斑鱼生长速度最大。
而Shiau等(1996)[30]以鱼粉为蛋白源确定点带石斑鱼的最适蛋白需要量时发现,点带石斑鱼的蛋白需求为50%。
当用鱼粉为蛋白源,杂交石鮨的饲料蛋白需要量为40%[53],而用鱼粉和酪蛋白配制的饲料投喂杂交石脂时,最佳生长蛋白为则45%[54]。
Wang等(1985)[55]以酪蛋白为蛋白源确定尼罗罗非鱼的蛋白质需要量为25%,而当以鱼粉为蛋白源时,尼罗罗非鱼的蛋白需要量为30-35%[56]。
饲料中蛋白源的氨基酸平衡性以及消化率的不同可能是造成试验结果差异的主要原因。
饲料中非蛋白能的水平是影响蛋白质需要量的又一主要因素。
鱼类摄入的蛋白质一部分用于构建体蛋白,多余部分则作为能源物质满足机体能量需要[17]。
要比较准确地确定鱼类的蛋白质需要量,即满足最大生长速度的最低蛋白量,就需要将作为能量消耗的蛋白质的量降到最低,而这部分能量则可以由脂肪或者碳水化合物这两种非蛋白能源物质提供。
目前研究表明脂肪或者碳水化合物都对蛋白质具有一定的节约作用。
Meyer等(2004)[1]研究3200kcal/kg和3650kcal/kg两个能量水平下克林雷氏鲇的蛋白需要量发现,在高能水平下蛋白需要量为32.6%,而在低能量水平下则为37.3%,该研究实际上是通过调节饲料中淀粉的含量来调节能量,因此克林雷氏鲇蛋白需要量水平的降低实际上是由于碳水化合物对蛋白质的节约所导致。
在罗非鱼上也发现当蛋白水平由28%降低至24%,通过将饲料中的糊精或淀粉由37%提高至41%,罗非鱼的生长速度、饲料利用率并未受到影响[57]。
Erfanullah等(1995)[58]以糊精作为碳水化合物源,当糊精在饲料中的比例由30%提高到40%,南亚野鲮饲料中的蛋白质可以由40%降低到30%,而增重、饲料转化率、SGR不受影响。
Shiau等(1996)[30]以脂肪调节饲粮能量,当饲料的能量水平由3050kcal
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