周期性“饑餓-再投喂”對大口黑鱸幼魚補償生長的影響

周凡,線婷,貝亦江,阮贇杰,柯慶青,陳劉浦,馬文君,丁雪燕

（1.浙江省水產技術推廣總站，浙江 杭州 310023；2.浙江大學新農村發展研究院，浙江 杭州 310058）

在自然界，魚類常因食物分布不均、季節變化或環境改變等原因忍受饑餓;不同生長周期的魚對饑餓的適應和耐受能力不盡相同[1]。饑餓對魚類補償生長的影響一直是水產養殖和營養生理研究的熱點[2,3]。在漁業生產中，確定合理的投喂策略，利用魚類饑餓后的補償生長規律提高飼料利用率，有效降低飼料系數，改善養殖水體水質，獲得更佳的養殖效益，是構建魚類生態高效養殖技術體系的重要內容之一。

大口黑鱸Micropterus salmoides俗稱加州鱸，隸屬鱸形目Perciformes、太陽魚科Cehtrachidae、黑鱸屬Micropterus，原產于北美洲，于20世紀80年代被引入我國養殖。大口黑鱸營養豐富、肉質鮮美、價格穩定，適宜集約化養殖。2017年全國大口黑鱸養殖產量45.69萬t，排名前三的廣東、浙江和江蘇等三省總產量占全國產量的80%[4]。大口黑鱸為浙江省“十三五”漁業主推魚類之一，養殖規模迅速擴大，據不完全統計，2018年全省養殖面積已突破3.33×103ha，產量約6萬t，是目前最具養殖前景、深受市場歡迎的淡水經濟魚類之一。大口黑鱸養殖的飼料成本占總成本的60%以上，開展科學養殖，尤其是合理投喂，對大口黑鱸產業的提質增效具有重要意義。本試驗通過研究大口黑鱸循環饑餓后的補償生長及生理生化指標，以期為建立一種能夠減輕勞動力強度、降低養殖成本、提高飼料效率的大口黑鱸科學投喂策略提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗原料由浙江萬成生物科技有限公司（浙江·杭州）提供，膨化飼料由浙江聯盛飼料科技有限公司（浙江·德清）協助生產。試驗飼料以進口白魚粉、大豆類蛋白（去皮豆粕、大豆濃縮蛋白、發酵豆粕）等為主要蛋白源，以魚油、豆油等為主要脂肪源，配制成粗蛋白質含量為45.3%、粗脂肪為9.3%、蛋白能量比39.2mg/KJ、粗灰分為12.6%、鈣為2.1%、磷為1.9%，賴氨酸為3.4%的膨化顆粒飼料。

試驗用大口黑鱸約為7周齡、1 000尾從浙江省水產技術推廣總站蕭山基地引入。養殖用水為經過沉淀、沙濾處理后的淡水。

1.2 方法

養殖試驗在浙江省水產技術推廣總站西壩試驗基地采光大棚內的30m2水泥池中進行。水泥池水深1m，24h連續充氣。養殖期間水溫（26.5±1.2）℃，pH（6.8±0.1），溶氧≥5 mg/L。

試驗魚暫養2周后，選擇規格一致、健康無病、初始體質量（45.70±0.56）g的幼魚480尾，分成4組，每組3個重復，每池放40尾魚。采用單因素實驗設計。D0組每天上午8時和下午16時飽食飼喂2次；D1組每周投喂6d后停喂1d；D2組每周投喂5d后停喂2d；D3組每周投喂4d后停喂3d。每周視情況換水30～50cm，清刷池壁與池底。每天記錄投喂量與存活率。循環“饑餓-再投喂”試驗養殖8周。

1.3 采樣與分析

試驗開始前從暫養魚中隨機取3組魚（每組5尾），保存在-20℃冰箱中用于測定初始體組成。試驗結束時停喂24h后，將每個水泥池內的魚全部捕出成群稱量。再從每個水池中隨機取5尾魚，測量體質量、體長和肝質量，-20℃保存。根據AOAC方法[5]分析試驗飼料及各組魚的水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分含量。

從各池隨機采9尾魚，用80mg/L三氯叔丁醇麻醉后，尾靜脈取血，用氟化鈉-草酸鉀（2%氟化鈉+4%草酸鉀）抗凝。血液樣本以6 000r/min離心10min后收集血清；每3尾魚的血清合并為一個樣本保存于-80℃冰箱中，用南京建成生物工程研究所試劑盒測定血清的總蛋白（A045-2考馬斯亮藍法）、甘油三酯（A110-2 GPO-PAP法）、總膽固醇（A111-2 GPO-PAP法）和葡萄糖含量（F006）、谷草轉氨酶（C010-2）和谷丙轉氨酶（C009-2）活性，以及生長激素（H091）和類胰島素生長因子-I（IGF-I ELISAKit）的水平。

每池再隨機取5尾魚，置冰盤毀髓處死，解剖分離胃和腸道，剔除消化道內容物及腸系膜，用去離子水沖洗干凈，剪成小塊。按樣品質量的9倍加入預冷去離子水配制成的緩沖液，在高速組織勻漿機中冰浴勻漿。10 000 r/min離心30min后，取上清液置于4℃冰箱中保存。用南京建成生物工程研究所試劑盒檢測胃和前腸的蛋白酶（A080-1、A080-2）、脂肪酶（A054-1）和淀粉酶（C016-2）活性。24h內檢測完畢。

1.4 數據處理與統計

試驗數據以平均值±標準誤（Mean±SE）表示，用SPSS 16.0軟件進行單因素方差分析（One-way ANOVA），用Turkey's多重比較法檢驗組間差異的顯著性，P＜0.05為差異顯著。

2 結果與分析

8周的飼養結果表明，四組大口黑鱸存活率為94.17%～98.33%，無顯著差異（P＞0.05）（表 1）。D0 組的大口黑鱸肥滿度顯著高于除D1組以外的其他兩組（P＜0.05），其他三個組肥滿度略有下降，但無顯著差異（P＞0.05）。D2和D3組大口黑鱸肝體比小于D0組，D3組肝體比顯著小于 D1組（P＜0.05），其他各組差異不顯著（P＞0.05）。從表1可知，隨著饑餓天數的增加，大口黑鱸的末體質量、增重率和特定生長率呈不同程度的下降，D3組的生長指標均顯著低于其他各組（P＜0.05）；D2組的生長指標顯著低于D0組（P＜0.05），但和 D1組無顯著差異（P＞0.05）；D1組的生長與D0組顯著不差異（P＞0.05）。根據各組的實際投喂天數（分別為56d、49d、42d和35d）計算，特定生長率隨著饑餓時間的增加而顯著增加（P＞0.05）。

各組大口黑鱸的日攝食量隨每周饑餓時間的增加而顯著提高（P＜0.05），但各組間的總攝食量無顯著差異（P＞0.05）；飼料系數（FCR）也隨之顯著增加，D3組的 FCR 顯著高于 D0和 D1組（P＜0.05），D1組顯著低于D2和D3組（P＜0.05），但與D1組無顯著差異（P＞0.05）；D0和D3組的蛋白質效率最高和最低（P＜0.05），D1組顯著高于 D3組（P＜0.05），但與 D0和 D2組差異不顯著（P＞0.05）（表 1）。

表1 不同“饑餓-再投喂”循環對大口黑鱸生長性能和飼料利用的影響Tab.1 The effects of different cyclic starvation-refeeding on growth performance and feed efficiency of largemouth bass Micropterus salmoides

由表2可知，不同饑餓-投喂循環處理下大口黑鱸全魚體水分含量上升，但無統計學差異（P＞0.05）。D0、D1和D2組的全魚體粗蛋白含量差異不顯著（P＞0.05），但D0和D1組顯著高于D3組及初始試驗魚（P＜0.05）。D0組魚體粗脂肪顯著高于D3組和初始魚（P＜0.05），其余各組間無顯著差異（P＞0.05）。D3組魚體粗灰分含量最高，顯著高于D0組（P＜0.05），D0、D1和D2組的魚體粗灰分含量無顯著差異（P＞0.05）（表 2）。

由表3可知，不同投喂策略顯著影響大口黑鱸胃和腸道消化酶的活性。D3組試驗魚的胃蛋白酶活性顯著低于其他各組（P＜0.05），其余各組之間無顯著差異（P＞0.05）。D1組和D3組胃脂肪酶活性最高和最低（P＜0.05）。D1組和D2淀粉酶活性顯著高于 D0和 D3組（P＜0.05），而 D1與 D2組，以及 D0與D3組間淀粉酶活性無顯著差異（P＞0.05）。腸道蛋白酶活性隨著饑餓時間的延長而下降，D0組酶活性顯著高于D2和D3組（P＜0.05）；D1組則顯著高于D3組，但與D0和D2組之間無統計學差異（P＞0.05）。D1組魚腸道脂肪酶活性最高，顯著高于除D0組以外的另外兩組（P＜0.05）。D0和D3組腸道淀粉酶活性最低和最高（P＜0.05），D1和D2組間無顯著差異（P＞0.05）（表 3）。

不同的饑餓-投喂循環處理對大口黑鱸血液生化指標影響有所不同（表4）。其中，血清總蛋白、葡萄糖含量等指標較為穩定，未受投喂循環的影響（P＜0.05）。D0組和D1組魚血清甘油三酯含量較高，顯著高于D2和D3組（P＜0.05）；D1組總膽固醇含量顯著高于其他三組（P＜0.05），其他各組間差異不顯著（P＞0.05）。試驗魚血清谷草轉氨酶和谷丙轉氨酶活性隨饑餓時間的延長而上升，D3組最高，顯著高于D0組（P＜0.05）。從表4可知，D3組的血清生長激素水平顯著高于其他各組（P＜0.05），D0組顯著低于D2組（P＜0.05）。D0組和D3組魚血清類胰島素生長因子-I水平最高和最低（P＜0.05），D3組顯著低于D1組（P＜0.05），D2組與其他三組差異不顯著（P＞0.05）。

表2 不同的“饑餓-再投喂”循環對大口黑鱸全魚體組成的影響Tab.2 The effects of different cyclic starvation-refeeding on whole body composition of largemouth bass M.salmoides

表3 不同的“饑餓-再投喂”循環對大口黑鱸胃和前腸消化酶活性的影響Tab.3 The effects of different cyclic starvation-refeeding on digestive enzyme activities in stomach and foregut of largemouth bass M.salmoides

表4 不同的“饑餓-再投喂”循環對大口黑鱸血液生化指標的影響Tab.4 The effects of different cyclic starvation-refeeding on serum parameters of largemouth bass M.salmoides

3 討論

研究表明，魚類在恢復投喂期間的補償生長可分為四種：超補償生長、完全補償生長、部分補償生長和不能補償生長[3,6]。超補償生長指饑餓后恢復投喂魚體質量明顯高于正常投喂魚；完全補償生長指末體質量與正常投喂魚無顯著差異；部分補償生長指魚體繼饑餓恢復投喂期間生長率與正常投喂魚差異不明顯，但末體質量仍顯著下降；不能補償生長指饑餓處理顯著降低了魚的生長性能，并一定程度損害魚的生理機能。本試驗中，每周饑餓1d的大口黑鱸終末體質量、生長速率與全程投喂的對照組沒有顯著差異，呈完全補償生長。每周饑餓2d或3d的大口黑鱸，雖然在饑餓恢復投喂期內的特定生長率高于對照組，但終末體質量以及增重率依然顯著低于對照組，表現出部分補償生長。本試驗發現，各饑餓處理組的日均攝食率顯著高于對照組，但各組間總攝食量并無顯著差異，D2和D3組的飼料轉化率和蛋白質效率顯著低于對照組，而D1組的飼料系數和對照組沒有顯著差異。由此推測，饑餓時間和飼料轉化率是大口黑鱸饑餓后再投喂過程中補償生長效應的關鍵因素；這與對花鱸Lateolabrax japonicus[7]、尼羅羅非魚 Oreochromis niloticus[8]、豹紋鰓棘鱸Plectropomus leopardus[9]等魚類的研究結果相似。

魚類面對饑餓或食物不足等營養限制時，需利用體內貯存的碳水化合物、脂肪和蛋白質來提供能量[10,11]；通常魚類先消耗脂肪和糖原，最終再利用蛋白質作為能量來彌補生長發育之需[12]。本試驗結束時觀察到，D2和D3組的大口黑鱸全魚粗蛋白質和粗脂肪含量均顯著低于對照組，全魚粗灰分含量有所增加，表明每周饑餓時間的增加使大口黑鱸消耗體脂肪和蛋白；饑餓期間體蛋白分解代謝強于合成代謝也可能是原因之一[13,14]。類似的結果在舌齒鱸Dicentrarchus labrax[15]、吉富羅非魚Oreochromis niloticus[16]、鱘 Acipenser persicus[17]、半滑舌鰨Cynoglossus semilaevis[18]的研究中也有報道。魚的肥滿度、肝體指數的變化在一定程度上可以反映魚體在饑餓與恢復投喂狀態下自身營養物質的消耗與積累。對瓦氏黃顙魚Pelteobagrus vachelli[19]、金頭鯛Sparus aurata[20]、許氏平Sebastes schlegelis[1]等魚類的研究發現，在饑餓期間試驗魚的肥滿度和肝體指數顯著降低，恢復投喂后能快速恢復到對照組水平；但尼羅羅非魚[21]、黑鯛Acanthopagrus schlegelii[22]等恢復投喂后形體學指標依然顯著下降。這表明不同魚類對饑餓的適應能力和耐受水平不盡相同，推測大口黑鱸在恢復投喂期間，優先利用肝胰臟中貯存的脂肪和糖原作為能源，隨著饑餓時間的延長，體儲存蛋白也被動用。

消化酶活力的變化是魚的營養狀態和代謝水平變化的重要指標[23]。經過饑餓的花鱸蛋白酶活力明顯下降[7]；史氏鱘Acipenser schrenckii的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活力也都明顯下降[24]。魚類受到饑餓脅迫時，利用體內貯藏的營養物質的優先順序不同，不同的酶在受到不同程度的饑餓處理時活性也不同。本研究中，大口黑鱸的胃和腸道的蛋白酶、脂肪酶的活性隨著禁食時間的延長而下降，但淀粉酶活性則有所上升。其原因可能是魚類在饑餓前期所表現的應激反應，短暫的饑餓促使魚體自身淀粉酶分泌量增加，吸收和利用消化道內殘余的食物，以維持正常的生命活動。在窄糠蝦Leptomysis lingvura[25]和雜交鱘（Huso dauricus♀×Acipenser schrenckii♂）[26]的饑餓脅迫試驗中，同樣觀察到淀粉酶大幅度上升然后再下降的過程。

膽固醇為調節糖類、脂肪和蛋白質代謝重要激素的前體物質，其含量升高具有促進代謝、加快生長的積極作用；膽固醇也參與新細胞合成，甘油三酯則可被機體運送到組織中合成脂類存儲。饑餓處理后花鱸[27]、烏鱧 Ophiocephalus argus Cantor[28]、菊黃東方鲀Takifugu flavidus[29]血清中膽固醇和甘油三酯含量下降，這與本研究的結果相似。血清中甘油三酯和膽固醇含量下降的原因可能是饑餓時機體內營養物質得不到及時補充，無法有效合成或合成的數量減少；也可能是因為饑餓時機體無法從外界獲取能量，只能消耗自身儲存的能量維持基礎代謝。在正常情況下，轉氨酶主要存在于肝臟中，但在肝細胞受損時，轉氨酶會釋放到血液中，血清轉氨酶活性升高可反映魚體肝臟健康狀態[30,31]。本試驗中，饑餓的大口黑鱸血清谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶活性明顯增加，每周饑餓2d或3d，兩項指標均顯著高于對照組，這可能與饑餓期間大口黑鱸體內能量代謝的轉變有關。金一春等[32]研究發現，白斑狗魚Esox lucius的肝糖元含量隨饑餓程度的延長而下降，分解作用增強使肝糖元降低的同時也一定程度損傷肝臟功能。

魚類在遭受營養不足或饑餓脅迫時，體內生長激素（GH）/生長激素受體（GHR）/類胰島素生長因子-（IIGF-I）軸快速進行反饋調節[33]。研究發現，饑餓過程中魚類血液GH水平升高、IGF-I水平下降是一種較為普遍的現象。如大鱗大麻哈魚Oncorhynchus tshawytscha[34]、斑點叉尾Ictalurus punctatus[35]、異育銀鯽 Carassius auratus gibelio[36]、尼羅羅非魚[21]以及本試驗的大口黑鱸中，均觀察到相似的變化趨勢。Ayson等[37]指出，魚血液中GH水平升高抑制了肝臟GHR基因表達，導致GHR與GH結合能力下降，造成肝臟IGF-I合成能力下降，釋放到血清中的IGF-I水平也隨之下降。生長相關基因在轉錄水平的變化可能是決定血清中激素含量的重要因素[17]。大口黑鱸GH/GHR/IGF-I軸在饑餓期間的變化也反饋在其表觀生長性能的相關指標上，具體調控機制還有待進一步研究。

綜上所述，本研究表明大口黑鱸在周期性“饑餓-飽食”的循環喂養模式下，每周饑餓1d可以實現補償生長。在大口黑鱸養殖中可根據魚的生長率和飼料轉化率的變化規律制定投喂策略，實現節約飼料和勞動力成本，優化投入產出比，取得最佳的養殖效益。