摘要:以CoCl2·6H2O為鈷(Co)源,配制成Co含量為0.15、0.23、0.44、0.85、1.68、2.67、4.33 mg/kg的7組精制飼料,喂養(yǎng)尼羅羅非魚(Oreochromis niloticus)幼魚,研究飼料中的Co含量對(duì)其生長(zhǎng)性能、飼料利用、全魚體成分、血液指標(biāo)及肝臟Co含量的影響,以確定尼羅羅非魚幼魚飼料中Co的需要量。結(jié)果發(fā)現(xiàn),飼料中的Co對(duì)尼羅羅非魚幼魚的平均末重、增重率、特定生長(zhǎng)率、飼料效率、蛋白質(zhì)效率均無顯著影響(P﹥0.05);對(duì)尼羅羅非魚幼魚的體成分無顯著影響(P﹥0.05);對(duì)血液指標(biāo)和肝臟Co含量的影響顯著(P﹤0.05),血紅蛋白質(zhì)量濃度、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、肝臟Co含量隨著飼料中Co含量的增加而增加。對(duì)紅細(xì)胞計(jì)數(shù)的折線回歸分析得出,飼料中Co的需要量為0.29 mg/kg;對(duì)肝臟Co含量的折線分析得出,飼料中Co的需要量為3.08 mg/kg。因此,尼羅羅非魚幼魚飼料中Co的需要量為0.30~3.00 mg/kg。
關(guān)鍵詞:尼羅羅非魚(Oreochromis niloticus);鈷;生長(zhǎng)性能;飼料利用;血液指標(biāo);全魚體成分
中圖分類號(hào):S965.125;S963.73+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2011)19-4021-05
Dietary Cobalt Requirements of Juvenile Tilapia,Oreochromis niloticus
LIU Wei,WEN Hua,JIANG Ming,WU Fan,TIAN Juan
(Yangtze River Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences / Key Laboratory of Freshwater Biodiversity Conservation and Utilization, Ministry of Agriculture, Wuhan 430223,China)
Abstract: To determine the Co requirement for juvenile tilapia (Oreochromis niloticus), experiments had been performed to investigate the effects of Co concentration to growth, feed efficiency, hematology indices, liver Co accumulation and whole body composition of fish. Using the CoCl2·6H2O as Co source, a total of seven sets purified diets with 0.15,0.23,0.44,0.85,1.68,2.67 and 4.33 mg/kg Co were used in this study respectively. The results showed that there were no significant effects on the mean final weight, weight gain, special growth rate, feed efficiency, protein efficiency rate and whole body composition of the juvenile tilapia(P>0.05), while the effects on the hematology indices and liver Co accumulation were significant(P<0.05). Hemoglobin concentrations, red blood cells and liver Co concentrations were increased as the Co concentration increased. The regression analysis for red blood cells and liver Co accumulation indicated the Co requirements were0.29 mg/kg and 3.08 mg/kg respectively. Therefore, the suitable Co concentration in the diet was 0.30~3.00 mg/kg.
Key words: Oreochromis niloticus; cobalt; growth; feed efficiency; hematology indices; whole body composition
鈷(Co)作為動(dòng)物必需的礦物元素之一,是維生素B12的構(gòu)成成分[1],飼料中添加Co可以增加動(dòng)物組織中維生素B12的含量,對(duì)維持動(dòng)物生長(zhǎng)起著十分重要的作用[2-6]。Co的功能并不限于參與維生素B12的合成,已經(jīng)證明Co直接參與造血過程[7],還參與機(jī)體的氮吸收、血紅蛋白和肌紅蛋白的合成[8]。魚類可以從水體中直接獲取礦物質(zhì),也可以從飼料中攝入;但是,因?yàn)樗w中鈣的競(jìng)爭(zhēng)與溶解性有機(jī)質(zhì)的絡(luò)合作用,虹鱒(Oncorhynchus mykiss)不能通過鰓吸收Co[9]。
尼羅羅非魚(Oreochromis niloticus)是我國(guó)主養(yǎng)魚品種之一,飼料中的Co在其體內(nèi)經(jīng)過微生物的轉(zhuǎn)化成為維生素B12的構(gòu)成成分[10]。Anadu等[11]研究發(fā)現(xiàn)飼料中添加Co可以促進(jìn)齊氏羅非魚(Tilapia zillii)的生長(zhǎng)。目前,對(duì)尼羅羅非魚飼料中Co需要量的研究尚未見報(bào)道。本研究通過在飼料中添加不同水平的Co,投喂尼羅羅非魚幼魚,探討其對(duì)尼羅羅非魚幼魚生長(zhǎng)性能、飼料利用、全魚體成分、血液指標(biāo)及肝臟Co含量的影響,以期確定尼羅羅非魚幼魚飼料中Co的需要量。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)魚及飼養(yǎng)管理
試驗(yàn)魚為尼羅羅非魚當(dāng)年幼魚,購(gòu)自中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院長(zhǎng)江水產(chǎn)研究所窯灣試驗(yàn)場(chǎng),為1995年從尼羅河蘇丹境內(nèi)引進(jìn)的親本繁殖所得。
養(yǎng)殖試驗(yàn)在室內(nèi)21個(gè)120 L的圓柱形有機(jī)玻璃桶(直徑為0.5 m,水深0.7 m)組成的流水系統(tǒng)中進(jìn)行。試驗(yàn)前用基礎(chǔ)飼料(未添加維生素B12和Co)馴養(yǎng)7 d,每天兩次飽食投喂(8∶00和16∶00)。試驗(yàn)開始前禁食24 h,選擇體質(zhì)健壯、規(guī)格均勻、初始平均體重為(4.17±0.06) g的個(gè)體,隨機(jī)分養(yǎng)于21個(gè)有機(jī)玻璃桶中,每桶30尾,設(shè)置7個(gè)處理,每個(gè)處理3個(gè)重復(fù),各處理間初始體重差異不顯著(P>0.05)。處理1為對(duì)照組,飼料中不添加Co,處理2、3、4、5、6、7為試驗(yàn)組,分別投喂不同水平Co的飼料,每天兩次(8∶00和16∶00)飽食投喂。養(yǎng)殖試驗(yàn)共進(jìn)行10周。試驗(yàn)期間,每周洗桶一次。試驗(yàn)用水為經(jīng)過石英砂和活性炭過濾的自來水,水流0.2 L/min,水溫(25±2)℃,pH值約為7.0,溶氧不低于6 mg/L,氨氮小于0.2 mg/L;每天光照12 h(8∶00-20∶00)。
1.2試驗(yàn)飼料
以酪蛋白、糊精、油脂(魚油、玉米油體積比1∶1)、纖維素、無機(jī)鹽預(yù)混料(不含Co鹽)和維生素預(yù)混料(不含Co鹽)等為原料,配制7組等氮等能的精制飼料,基礎(chǔ)飼料配方如表1。無機(jī)鹽和維生素預(yù)混料參照文獻(xiàn)[12]的配方。在基礎(chǔ)飼料中添加Co,以CoCl2·6H2O為Co源,其添加量依次為0、0.13、0.25、0.50、1.00、2.00、4.00 mg/kg。Co的添加方法:先稱取0.1 g CoCl2·6H2O配制成0.1 mg/mL的水溶液,每千克飼料需加該水溶液分別為0、5、10、20、40、80、160 mL。
將各飼料原料(不包括油脂)充分混合,粉碎,使其全部通過0.45 mm的分樣篩,再分別加入油脂、Co的水溶液和蒸餾水,混合均勻后用絞肉機(jī)制成直徑2 mm的顆粒飼料,風(fēng)干破碎,置于-20 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?。?shí)測(cè)7組飼料中Co的含量對(duì)應(yīng)值依次為0.15(對(duì)照)、0.23、0.44、0.85、1.68、2.67、4.33 mg/kg,分別投喂7組試驗(yàn)魚,飼料編號(hào)與試驗(yàn)魚的分組一一對(duì)應(yīng)。
1.3生長(zhǎng)性能和飼料利用的測(cè)定
試驗(yàn)開始前禁食24 h,分別稱量每桶試驗(yàn)魚的初始體重,計(jì)算初始平均體重和初始總體重;試驗(yàn)結(jié)束后禁食24 h,分別稱量每桶試驗(yàn)魚的終末體重,記錄魚的尾數(shù),計(jì)算終末平均體重、終末總體重、特定生長(zhǎng)率(SGR)、增重率(WG);記錄試驗(yàn)期間的飼料投喂量,計(jì)算飼料效率(FE)和蛋白質(zhì)效率(PER)。
特定生長(zhǎng)率=(lnW1-lnW0)/t×100%;
增重率=(W1-W0)/W0×100%;
飼料效率=(Wt-Wi)/Wf;
蛋白質(zhì)效率=(Wt-Wi)/(Wf×Np)×100%;
其中,t為試驗(yàn)天數(shù)(d),W0和W1分別為試驗(yàn)魚的初始平均體重(g)和終末平均體重(g),Wi和Wt分別為試驗(yàn)魚的初始總體重(g)和終末總體重(g),Wf為試驗(yàn)魚的投喂飼料總重(g),Np為飼料中的蛋白質(zhì)含量(%)。
1.4全魚體成分的測(cè)定
試驗(yàn)結(jié)束后使魚饑餓24 h,用MS-222麻醉(80 mg/kg),每重復(fù)隨機(jī)取魚3尾,用于全魚體成分的測(cè)定。采用直接干燥法測(cè)定全魚水分含量,參照《食品中水分的測(cè)定》(GB/T 5009.3-2003);凱氏定氮法測(cè)定全魚中粗蛋白的含量,參照《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》(GB/T 5009.5-2003);索氏抽提法測(cè)定全魚中粗脂肪的含量,參照《食品中脂肪的測(cè)定》(GB/T 5009.6-2003);全魚灰分含量測(cè)定參照《食品中灰分的測(cè)定》(GB/T 5009.4-2003)。
1.5血液指標(biāo)和飼料、肝臟中Co含量的測(cè)定
試驗(yàn)結(jié)束后,每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取魚10尾,斷尾采血,添加肝素鈉制備抗凝血,采用全自動(dòng)血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀(日本東亞公司,F820)測(cè)定紅細(xì)胞比容、血紅蛋白質(zhì)量濃度和紅細(xì)胞計(jì)數(shù)。
取上述采血后的魚,立即解剖肝臟,置于-20 ℃的冰箱中保存,用于測(cè)定肝臟Co含量。飼料和肝臟中的Co含量,參照文獻(xiàn)[13]的方法,用石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)定。
1.6數(shù)據(jù)分析
試驗(yàn)結(jié)果用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,采用Statistica 6.0軟件中的 ANOVA程序進(jìn)行單因素方差分析,用Duncan’s多重比較法分析試驗(yàn)結(jié)果的差異顯著性(P﹤0.05)。
2結(jié)果與分析
2.1飼料中的Co含量對(duì)尼羅羅非魚幼魚生長(zhǎng)性能和飼料利用的影響
整個(gè)養(yǎng)殖試驗(yàn)過程中未發(fā)現(xiàn)有魚死亡。飼料中不同Co含量對(duì)尼羅羅非魚幼魚的生長(zhǎng)性能和飼料利用均無顯著影響(P>0.05)(表2)。試驗(yàn)魚的平均末重為16.86~20.03 g/尾,增重率為306.27%~390.93%,特定生長(zhǎng)率為1.88%~2.05%,飼料效率為0.76~0.85,蛋白質(zhì)效率為228.06%~254.21%。
2.2飼料中的Co含量對(duì)尼羅羅非魚幼魚體成分的影響
各處理中尼羅羅非魚幼魚的全魚體水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分的含量如表3所示,飼料中添加不同含量的Co對(duì)尼羅羅非魚幼魚的體成分均無顯著影響(P>0.05)。全魚體水分含量為68.19%~70.22%,粗蛋白含量為15.54%~15.95%,粗脂肪含量為8.39%~10.26%,灰分含量為3.60%~3.90%。
2.3飼料中的Co含量對(duì)尼羅羅非魚幼魚血液指標(biāo)和肝臟Co含量的影響
飼料中添加Co可以增加尼羅羅非魚幼魚的紅細(xì)胞比容、血紅蛋白質(zhì)量濃度、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)及肝臟Co含量(表4)。0.23 mg/kg組的紅細(xì)胞比容除與0.15 mg/kg組無顯著差異(P﹥0.05)外,顯著低于其他5個(gè)組(P﹤0.05)。血紅蛋白質(zhì)量濃度、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)隨著飼料中Co含量的增加而增加。0.15和0.23 mg/kg組的血紅蛋白質(zhì)量濃度均顯著低于2.67和4.33 mg/kg組(P﹤0.05),0.44、0.85、1.68及2.67 mg/kg組之間差異不顯著(P﹥0.05);0.15 mg/kg組的紅細(xì)胞計(jì)數(shù)最低,顯著低于其他組(P﹤0.05),0.23 mg/kg組其次,而0.44、0.85、1.68、2.67、4.33 mg/kg組之間差異不顯著(P﹥0.05)。肝臟Co含量隨著飼料中Co含量的增加而升高,2.67和4.33 mg/kg組最高,顯著高于其他組(P﹤0.05)。
由表4可以看出,隨著飼料中Co含量的升高,紅細(xì)胞計(jì)數(shù)和肝臟Co含量表現(xiàn)出顯著升高,而后出現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),符合折線回歸模型。對(duì)紅細(xì)胞計(jì)數(shù)進(jìn)行折線回歸分析,以飼料中的Co含量為自變量(x),以紅細(xì)胞計(jì)數(shù)為因變量(y),可得兩回歸直線方程y=-0.043x+2.119 9(r=-0.063 4)和y=5.291 7x+0.419 6(r=0.939 2),兩直線的交點(diǎn)值為0.29(圖1),即飼料中的Co含量為0.29 mg/kg時(shí),尼羅羅非魚幼魚可得到較高水平的紅細(xì)胞數(shù)量,利于魚體生長(zhǎng)。對(duì)肝臟Co含量進(jìn)行折線回歸分析,以飼料中的Co含量為自變量(x),以肝臟中的Co含量為因變量(y),可得兩回歸直線方程y=0.007 0x+1.701 4(r=0.006 5)和y=0.215 8x+1.057 3(r=0.651 3),兩直線的交點(diǎn)值為3.08(圖2),即飼料中的Co含量為3.08 mg/kg時(shí),尼羅羅非魚幼魚可得到較高水平的肝臟Co含量。
3討論
Co可以改善鯉魚(Cyprinus carpio)對(duì)飼料中糖的利用,而節(jié)省蛋白質(zhì)[14]。飼料中添加適量的Co,對(duì)團(tuán)頭魴(Megalobrama amblycephala)的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用,且添加量在0~23.4 mg/kg時(shí)團(tuán)頭魴的生長(zhǎng)表現(xiàn)出遞增趨勢(shì)[15]。根據(jù)生長(zhǎng)的變化,草魚(Ctenopharyngodon idellus)飼料中Co的適宜含量為0.19 mg/kg[13]。而在本研究中,各處理間尼羅羅非魚幼魚的生長(zhǎng)性能和飼料利用均無顯著差異,這與牙鲆(Paralichthys olivaceus)飼料中Co需要量的研究結(jié)果相似[16]。Shiau等[12]認(rèn)為,魚類的生長(zhǎng)指標(biāo)在許多微量元素需要量的研究中表現(xiàn)不明顯,尤其是在礦物元素中,對(duì)奧尼羅非魚(Oreochromis niloticus × O. aureus)飼料中錳需要量的研究中亦有所發(fā)現(xiàn)[17]。
Co可以直接參與機(jī)體的造血功能,其作用渠道有:①直接刺激作用。Co能促進(jìn)胃腸道內(nèi)鐵的吸收并加速貯存鐵的動(dòng)員,使鐵易于進(jìn)入骨髓被利用。②間接刺激作用。Co能抑制很多重要的呼吸酶,引起細(xì)胞缺氧,使促紅細(xì)胞生成素的合成量增加,產(chǎn)生代償性造血機(jī)能亢進(jìn)[18]。Co可以增加動(dòng)物的血紅蛋白含量[5],紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、紅細(xì)胞比容[19]。在本研究中也存在類似的發(fā)現(xiàn),隨著飼料中Co含量的增加,尼羅羅非魚幼魚的血紅蛋白含量、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、紅細(xì)胞比容均有顯著的升高,其中紅細(xì)胞計(jì)數(shù)在飼料中Co含量大于0.23 mg/kg時(shí),即保持相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)量,對(duì)紅細(xì)胞計(jì)數(shù)進(jìn)行折線回歸分析可知,飼料中Co的適宜含量為0.29 mg/kg。
肝臟中的Co含量隨著飼料中Co含量的增加而升高,肝臟是動(dòng)物儲(chǔ)存Co的最主要器官[20]。在本研究中發(fā)現(xiàn),肝臟中Co含量隨著飼料中Co含量的增加而增加,但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)在飼料中Co含量?jī)H為0.15 mg/kg時(shí),肝臟中的Co含量也在1 mg/kg以上,約為最高Co含量添加組的60%,這說明了在飼料中Co含量不足時(shí),尼羅羅非魚幼魚的肝臟有較強(qiáng)的富集能力。同時(shí),在飼料中Co含量大于1.68 mg/kg時(shí),肝臟中Co的含量保持穩(wěn)定,表明此時(shí)Co在肝臟中可以穩(wěn)定代謝。對(duì)肝臟Co含量進(jìn)行折線回歸分析可知,尼羅羅非魚幼魚飼料中Co的適宜需要量為3.08 mg/kg。飼料中的金屬元素含量超過最適需要量時(shí),會(huì)在體內(nèi)過量積累,對(duì)機(jī)體造成毒性[21],過量的金屬也會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。Co作為一種金屬元素,在飼料中的添加量不宜過高,因此,建議尼羅羅非魚幼魚飼料中Co含量不要超過3 mg/kg。
本研究通過對(duì)紅細(xì)胞計(jì)數(shù)和肝臟Co含量進(jìn)行折線回歸分析得出的尼羅羅非魚幼魚Co的適宜需要量差別很大,這是由于采用不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)造成的,如在大黃魚幼魚飼料鋅需要量的研究中發(fā)現(xiàn),以特定生長(zhǎng)率和骨骼鋅含量為評(píng)價(jià)指標(biāo),根據(jù)折線模型得出大黃魚對(duì)飼料中鋅的需要量分別為59.6和84.6 mg/kg[22];同樣在牙鲆幼魚飼料銅需要量的研究中也發(fā)現(xiàn),以全魚銅保留量、肝臟超氧化物歧化酶活性等為評(píng)價(jià)指標(biāo),根據(jù)折線模型得出牙鲆幼魚對(duì)飼料中銅的需要量為4.41和6.44 mg/kg[23]。
綜上所述,尼羅羅非魚幼魚飼料中Co的需要量為0.30~3.00 mg/kg。
參考文獻(xiàn):
[1] 張喬.飼料添加劑大全[M].北京:北京工業(yè)大學(xué)出版社,1994.
[2] KINCAID R L, LEFEBVRE L E, CRONRATH J D, et al. Effect of dietary cobalt supplementation on cobalt metabolism and performance of dairy cattle[J]. Journalof Dairy Science, 2003, 86(4):1405-1414.
[3] STILLIONS M C, TEETER S M,NELSON W E. Utilization of dietary vitamin B12 and cobalt by mature horses[J]. Journal of Animal Science, 1971,32(2):252-255.
[4] SOMERS M, GAWTHORNE J M. The effect of dietary cobalt intake on the plasma vitamin B12 concentration of sheep[J]. Australian Journal of Experimental Biology and Medical Science,1969,47(2):227-233.
[5] JONES O H JR, ANTHONY W B. Influence of dietary cobalt on fecal vitamin B12 and blood composition in lambs[J]. Journal of Animal Science,1970,31(2):440-443.
[6] KADIM I T, MAHGOUB O, AL-AJMI D, et al. Comparative effects of low levels of dietary cobalt and parenteral injections of vitamin B12 on body dimensions in different breeds of Omani goats[J]. Small Ruminant Research,2006,66(1-3): 244-252.
[7] 張子儀. 中國(guó)飼料學(xué)[M]. 北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2000.
[8] WATANABE T, KIRON V, SATOH S. Trace minerals in fish nutrition[J]. Aquaculture,1997, 151(1-4):185-207.
[9] RICHARDS J G, PLAYLE R C. Cobalt binding to gills of Rainbow trout(Oncorhynchus mykiss): an equilibrium model[J]. Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Pharmacology,Toxicology and Endocrinology,1998,119(2):185-197.
[10] LOVELL R T, LIMSUWAN T. Intestinal synthesis and dietary nonessentiality of vitamin B12 for tilapia nilotica[J]. Transactions of the American Fisheries Society, 1982, 111(4):485-490.
[11] ANADU D I, ANOZIE O C, ANTHONY A D. Growth responses of Tilapia zillii fed diets containing various levels of ascorbic acid and cobalt chloride[J]. Aquaculture,1990,88(3-4): 329-336.
[12] SHIAU S Y, LUNG C Q. No dietary vitamin B12 required for juvenile tilapia Oreochromis niloticus×O. aureus[J]. Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Physiology, 1993, 105(1):147-150.
[13] 袁丹寧,文華,蔣明,等.草魚幼魚對(duì)飼料中鈷的需要量[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,37(5):74-80.
[14] HERTZ Y, MADAR Z,HEPHER B,et al. Glucose metabolism in the Common carp (Cyprinus carpio L.):the effects of cobalt and chromium[J].Aquaculture,1989,76(3-4):255-267.
[15] 趙振山,徐毅剛,王壽兵,等. 團(tuán)頭魴配合飼料中錳和鈷添加量的研究[J]. 水利漁業(yè):1995(1):22-24.
[16] 魏萬權(quán),李愛杰,李德尚. 牙鲆幼魚飼料中錳、鈷適宜添加量的初步研究[J]. 浙江海洋學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2001,20(z1):83-87.
[17] LIN Y H,LIN S M,SHIAU S Y. Dietary manganese requirements of juvenile tilapia, Oreochromis niloticus× O. aureus[J]. Aquaculture,2008,284(1-4):207-210.
[18] 王安,單安山. 微量元素與動(dòng)物生產(chǎn)[M]. 哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社,2003. 128-139.
[19] AL-HABSI K, JOHNSON E H, KADIM I T, et al. Effects of low concentrations of dietary cobalt on liveweight gains, haematology, serum vitamin B12 and biochemistry of Omani goats[J]. The Veterinary Journal,2007,173(1):131-137.
[20] HENRY P R, LITTELL R C, Ammerman C B. Bioavailability of cobalt sources for ruminants. 1. Effects of time and dietary cobalt concentration on tissue cobalt concentration[J]. Nutrition Research,1997,17(6):947-955.
[21] 王夔. 生命科學(xué)中的微量元素(上卷) [M]. 北京:中國(guó)計(jì)量出版社,1991.
[22] 張佳明,艾慶輝,麥康森, 等. 大黃魚幼魚對(duì)飼料中的鋅需要量[J]. 水產(chǎn)學(xué)報(bào),2008,32(3): 417-424.
[23] LIN Y H, SHIE Y Y, SHIAU S Y. Dietary copper requirements of juvenile grouper, Epinephelus malabaricus[J]. Aquaculture,2008, 274(1):161-165.