兩種魚粉水平對9個斑節對蝦家系生長性能及飼料利用的影響

陳振葆，周發林，姜 松，楊其彬，黃建華，楊麗詩，江世貴

（1.中國水產科學研究院南海水產研究所，農村農業部南海漁業資源開發利用重點實驗室，廣州 510300；2.上海海洋大學水產與生命學院，上海 201306；3.中國水產科學研究院南海水產研究所深圳試驗基地，廣東深圳 518121）

斑節對蝦（Penaeus monodon）俗稱草蝦、九節蝦，具有個體大、適應性強、肉味鮮美等特點，是世界三大養殖對蝦種類之一，也是我國重要的養殖對蝦品種。近年來，魚粉價格的不斷上漲致使飼料成本不斷上升，魚粉的相對短缺制約了對蝦養殖業的可持續發展，因此，尋求新型高效魚粉替代物成為對蝦養殖業亟待解決的問題之一。為了解決魚粉依賴問題，一些學者開展了植物蛋白替代魚粉的研究，以求降低對蝦飼料中魚粉的添加水平，并取得了較好的效果［1－5］。和魚粉相比，植物蛋白的氨基酸組成不平衡，缺乏蛋氨酸、賴氨酸等某些必需氨基酸，當飼料中植物蛋白替代魚粉水平過高時，會造成水產養殖對象攝食量下 降［1，6－7］、生 長 緩 慢［6，8－9］、飼 料 利 用 率 降低［1，6，9－10］等一系列問題。已有的研究表明，斑節對蝦不同家系對飼料利用和飼料蛋白需求存在顯著差異［11－12］，黃忠等［11］對6個斑節對蝦家系進行家系選育，發現不同斑節對蝦家系的生長、成活率及對飼料的利用存在差異；姜松［12］比較研究了不同飼料蛋白水平對斑節對蝦家系的影響，選育出了若干個適應低蛋白水平飼料的斑節對蝦家系。因此，通過家系選育方法，選育出適應植物蛋白替代部分魚粉即低魚粉水平飼料的斑節對蝦良種，為有效解決魚粉成本問題的另外一種途徑。

PARIPATANANONT等［1］對斑節對蝦的研究表明，大豆濃縮蛋白可以替代斑節對蝦飼料中50%的魚粉，而不會對對蝦攝食量、生長、存活、及飼料利用產生不利的影響。在凡納濱對蝦（Litopenaeus vannamei）的研究中，當飼料中發酵豆粕替代小于33.33%魚粉時，對對蝦的增重率、特定生長率、飼料系數和蛋白質效率無顯著影響［13］。張加潤等［5］對斑節對蝦的研究表明，大豆濃縮蛋白和花生麩組合而成的混合植物蛋白可以替代飼料中20%的魚粉。本研究利用9個斑節對蝦家系為實驗材料，比較分析正常魚粉水平的飼料（飼料魚粉水平為30%）和以豆粕和大豆分離蛋白為混合植物蛋白源替代33.33%魚粉的飼料（飼料魚粉水平為20%）對其生長性能及飼料利用的影響，旨在為進一步開展適應植物蛋白替代部分魚粉蛋白飼料的斑節對蝦良種選育提供基礎數據和理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗蝦家系構建

以“南海1號”、非洲品系以及泰國來源的種質群體斑節對蝦為親本，采用定向交配設計及人工授精技術，將雄蝦成熟精莢移入蛻殼在24 h內的雌蝦納精囊內，建立全同胞家系。構建好的家系在室內水泥池中進行標粗。

1.2 實驗飼料

實驗飼料為2種等氮等脂飼料，分別為正常魚粉水平飼料（飼料魚粉水平為30%）和混合植物蛋白替代魚粉飼料［飼料魚粉水平為20%，以豆粕和大豆分離蛋白（10∶3）為混合植物蛋白源替代正常魚粉水平飼料配方中33.33%的魚粉］。所有原料經粉碎后過60目篩，準確稱重后按照逐級放大的原則混勻，然后加入油源和適量的水混合均勻，用F-26雙螺桿擠條機（華東理工大學科技實業總廠，中國）加工成直徑1.20 mm和直徑1.50 mm的顆粒飼料，在90℃烘箱（烘箱內放適量的清水）中烘烤2 h，在裝有空調的房間內陰干后置于－20℃冰箱中保存備用。實驗飼料配方見表1。

表1 飼料配方組成及營養成分Tab.1 Composition and nutrient content of experimental diets （%）

1.3 實驗對象管理

實驗在中國水產科學研究院南海水產研究所深圳基地室內養殖車間進行，試驗蝦苗來自產卵日期相近（±2 d）的9個斑節對蝦家系，每個家系隨機挑選出大小均勻、體色正常、體質健康的試驗對蝦，隨機分入玻璃纖維桶（500 L），每個魚粉水平飼料組設置3個平行，每個平行放30尾，兩個魚粉水平所需試驗對蝦共計180尾，試驗蝦體長小于5 cm時，投喂直徑1.2 mm的顆粒飼料，體長大于5 cm時，投喂直徑1.5 mm的顆粒飼料，采用定時表觀飽食法進行投喂（8∶00、17∶00和22∶00），每次投喂后分別在1 h和1.5 h觀察餌料臺內的飼料剩余情況，在1 h內吃完的試驗組則增加投餌量，1.5 h內還有剩余餌料的試驗組則減少投餌量，每天投喂量為對蝦體質量的6%～8%。養殖用水為沙濾海水，經水處理后使用。實驗期間，水溫27～32℃，鹽度28～32，自然采光，24 h不斷充氧曝氣，養殖實驗共計60 d。

1.4 生長性能指標測定

實驗結束后，將試驗蝦饑餓24 h，用毛巾吸干試驗蝦體表水分，計算每個玻璃纖維桶試驗蝦的數量并稱取總質量，用于計算每個家系試驗蝦的存活率、特定生長率及飼料系數，其計算公式如下：

式（1）～式（3）中，Wo為實驗開始時體質量（g）；Wt為實驗結束時質量（g）；t為養殖實驗天數（d）；Nf為終末尾數；Ni為初始尾數；F為消耗的飼料干物質的質量（g）。

1.5 糞便收集與飼料干物質表觀消化率測定

1.5.1 糞便收集

投喂前虹吸干凈試驗桶中的殘餌及糞便，投喂1 h后開始收集糞便，用虹吸法收集糞便至密網上，用鑷子挑選新鮮、外表帶有包膜的完整糞便，蒸餾水漂洗后用干凈濾紙吸干水分，收集至塑料培養皿（濕重30 g），于－20℃冰柜保存備用。測定前糞便于60℃烘干，并使用破碎儀粉碎成粉狀待測。

1.5.2 糞便和飼料中Y2 O3含量測定

Y2O3由于具有化學和生物學惰性，因此作為外源指示劑被廣泛應用于營養物質表觀消化率的測定，一般在飼料中的添加量為0.01%，根據指示劑及營養成分在飼料和糞便中的含量便可測得營養成分的表觀消化率［14］。糞便和飼料中Y2O3含量采用電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES法）測定。測定前，糞便和飼料用粉碎儀粉碎，用電子天平（0.000 1 g）分別準確稱取0.1 g糞便和飼料樣品置于干凈的凱氏燒瓶（100 mL），用移液槍吸取15 mL濃硝酸（65%～68%）加入瓶中，使樣品浸潤，同時做一個空白對照。將凱氏燒瓶置于通風櫥內帶石棉網的電爐上慢慢加熱硝化，當溶液燒到僅剩2 mL左右并呈澄清透明時將燒瓶從電爐上取下冷卻。冷卻后加入1 mL高氯酸（70%～72%）繼續加熱，當燒瓶內充滿白色煙霧且溶液僅剩1 mL左右時，繼續加熱5 min然后取下冷卻。冷卻后，用適量雙蒸水洗滌凱氏燒瓶至少4次，用容量瓶（50 mL）定容至50 mL，使用干凈漏斗和濾紙將所得溶液過濾，取10 mL過濾液裝于塑料離心管（10 mL），所得樣品送至中山大學測試中心大樓檢測糞便和飼料中Y2O3含量，用于計算飼料干物質的表觀消化率。

其計算公式如下：

飼料干物質表觀消化率（apparent feed dry matter digestibility，%）＝（1－A／A′）×100（4）式（4）中，A為飼料中Y2O3含量，A′為糞便中Y2O3含量

1.6 數據統計分析

實驗結果用平均值±標準誤差（mean±SD）表示，數據統計使用SPSS 23.0分析軟件對數據進行單因素方差分析（one-way ANOVA），并結合Duncan法進行多重比較，檢驗組間差異顯著性（P＜0.05），采用獨立樣本t檢驗，檢驗同一家系不同魚粉水平飼料組間的差異顯著性（P＜0.05），采用多因素方差分析，檢驗飼料魚粉水平與家系間是否存在交互作用（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 兩種魚粉水平飼料對9個斑節對蝦家系生長性能的影響

2.1.1 30%飼料魚粉水平對9個斑節對蝦家系生長性能的影響

經過60 d的養殖實驗，30%魚粉水平下不同家系生長性能存在差異（表2）。1號、2號、7號家系生長較快，它們都顯著高于3號、5號、9號家系（P＜0.05）；3號、4號、5號、9號家系生長速度較慢，它們的特定生長率都低于所有家系的平均特定生長率（3.07±0.09）%（表2）。根據特定生長率結果，可以將1號、2號、7號家系確定為快速生長的家系，3號、4號、5號、9號家系的特定生長率低于所有家系的平均特定生長率，可以將它們確定為生長速度較慢的家系，6號、8號家系為中速生長家系。存活率方面，5號（73.33±10.00）%、9號（66.66±3.33）%、4號（58.89±1.11）%、3號（55.56±2.94）%家系的存活率較高，它們的存活率都高于所有家系的平均存活率（46.05±3.75）%（表2）。其中，5號、9號、4號家系都顯著高于1號、2號、6號、8號家系（P＜0.05）；1號、2號、6號、7號、8號家系成活率較低，它們的存活率都低于所有家系的平均存活率，根據存活率結果，可將5號、9號、4號、3號家系確定為存活率高的家系。在飼料系數方面，4號家系最高（3.06±0.12），其顯著高于除3號家系以外的其余家系（P＜0.05）。其余家系間差異不顯著（P＞0.05）。

2.1.2 20%飼料魚粉水平對9個斑節對蝦家系生長性能的影響

經過60 d的養殖實驗，20%魚粉水平下不同家系生長性能見表3。2號（3.99±0.05）%和7號（3.68±0.11）%家系生長速度最快，它們的特定生長率顯著高于其余各家系（P＜0.05），3號、4號、5號、8號、9號家系的生長速度較慢，它們的特定生長率都低于所有家系的平均特定生長率（3.06±0.10）%（表3）。根據特定生長率結果，在飼料魚粉含量為20%時，可以將2號、7號家系確定為生長快速家系，3號、4號、5號、8號、9號家系確定為生長較慢家系，1號和6號家系為中速生長家系。在存活率方面，1號、3號、4號、5號、9號家系的存活率都高于所有家系的平均存活率（49.01±3.72）%（表3），其中，5號和9號家系顯著高于其余各家系（P＜0.05），1號、3號、4號家系顯著高于2號、7號及8號家系（P＜0.05），其余家系間差異不顯著（P＞0.05）。根據存活率結果，可將5號、9號家系確定為存活率高的家系，1號、3號、4號家系為存活率較高家系。在飼料系數方面，3號家系最高（2.39±0.05），其顯著高于1號、2號、7號家系（P＜0.05），其余家系間差異不顯著（P＞0.05）。

2.1.3 同一斑節對蝦家系在兩種魚粉水平飼料下生長性能的比較

根據表2、表3的結果，可以比較同一家系在兩種魚粉水平下的生長性能，如圖1可見，同一家系的特定生長率、存活率和飼料系數在30%魚粉水平飼料組和20%魚粉水平飼料組之間差異不顯著（P＞0.05）。

圖1 同一斑節對蝦家系在兩種魚粉水平飼料下生長性能的比較Fig.1 Comparison of growth performance of the same P.monodon family under two dietary fish meal levels

表2 30%魚粉水平飼料對9個斑節對蝦家系生長性能的影響Tab.2 Effects of diets of 30%fish meal levels on growth performance of 9 P.monodon families

表3 20%魚粉水平飼料對9個斑節對蝦家系生長性能的影響Tab.3 Effects of diets of 20%fish meal levels on growth performance of 9 P.monodon families

2.2 兩種魚粉水平飼料對9個斑節對蝦家系飼料干物質表觀消化率的影響

如表4所示，在投喂30%魚粉水平的飼料時，3號家系的飼料干物質表觀消化率顯著低于1號、7號家系（P＜0.05），其余各組間差異不顯著（P＞0.05）。在投喂20%魚粉水平的飼料時，2號家系的飼料干物質表觀消化率（78.51±0.53）%最高，其顯著高于3號、6號、9號家系（P＜0.05），其余各組間差異不顯著（P＞0.05）。雖然同一魚粉水平飼料下，不同家系之間表現存在差異，但是同一家系的飼料干物質表觀消化率在30%魚粉水平飼料組和20%魚粉水平飼料組之間差異不顯著（P＞0.05）（圖2）。

圖2 同一斑節對蝦家系在兩種魚粉水平飼料下飼料干物質表觀消化率比較Fig.2 Comparison of apparent feed dry matter digestibility of the same P.monodon family under two dietary fish meal levels

2.3 統計指標的主體間效應檢驗

如表5所示，特定生長率、存活率、飼料系數、飼料干物質表觀消化率等統計指標經雙因素方差分析顯示，飼料魚粉水平和家系不存在顯著性交互作用（P＞0.05），其與家系呈現顯著相關（P＜0.05），其中特定生長率、存活率、飼料系數與家系呈現極顯著相關（P＜0.01）。

表5 統計指標主體間效應檢驗Tab.5 Test of intersubjective effect of statistical index

2.4 兩種魚粉水平飼料對斑節對蝦生長性能及飼料利用的影響

把所有斑節對蝦家系視為一個來源豐富的群體，就能得到斑節對蝦在兩種魚粉水平飼料下生長性能及對飼料利用的情況，由表2～表4可以看出，斑節對蝦在兩種魚粉水平飼料下的特定生長率、飼料效率及飼料干物質表觀消化率不存在顯著性差異（P＞0.05）。

表4 兩種魚粉水平飼料對9個斑節對蝦家系飼料干物質表觀消化率的影響Tab.4 Effects of two dietary fish meal levels on apparent dry matter digestibility of 9 P.monodon families（%）

3 討論

飼料中魚粉水平從30%下降至20%不會影響 對 蝦 的 生 長 性 能 及 飼 料 利 用［5，15－16］。ALVAREZ等［15］使用豆粕替代的魚粉，使得魚粉水平從29%降至22%后，不影響凡納濱對蝦（Litopenaeus vannamei）的生長及飼料系數。同樣的，LIM等［16］使用豆粕替代的魚粉，使得魚粉水平從32%降至21.3%后，不影響凡納濱對蝦的生長、飼料系數及蛋白質效率。在本研究中，同一家系在兩種魚粉水平下的特定生長率、飼料系數無顯著性差異（圖1）。并且，在特定生長率方面，在20%魚粉水平下，9個家系中有6個家系的特定生長率在數值上高于30%魚粉水平飼料組。在飼料系數方面，有研究表明，在低魚粉替代的情況下，飼料系數降低［1］；在本實驗中，魚粉水平從30%下降至20%時，除了8號、9號家系數值升高，其余家系的飼料系數降低，8號、9號家系升高的可能原因是家系本身不能適應飼料中增加的大豆蛋白，因為大豆蛋白中含有抗營養因子［17］，而大豆蛋白中的某些抗營養因子會降低斑節對蝦對飼料中營養物質的利用，導致斑節對蝦不得不加大攝食量來彌補機體對營養物質的需求，因此造成了飼料系數指標升高，但具體原因有待進一步的研究。在飼料利用方面，實驗結果表明，同一家系在兩種魚粉水平飼料投喂的情況下，干物質表觀消化率數值相近，沒有呈現出顯著差異性（圖2）。綜上，說明在本實驗條件下，使用豆粕和大豆分離蛋白組成的混合植物蛋白替代斑節對蝦飼料中33.33%的魚粉并不影響斑節對蝦的生長及對飼料的利用能力，斑節對蝦飼料中使用豆粕和大豆分離蛋白組成的混合植物蛋白替代33.33%的魚粉具有可行性。

飼料中魚粉的替代水平與試驗蝦大小密切相關，試驗蝦規格越小，對飼料中魚粉的依賴程度越高。在對初始體質量為1.13 g凡納濱對蝦的研究中，發現發酵豆粕可以替代1／3的魚粉（基礎飼料中魚粉含量30%），而在初始體質量為0.10 g的凡納濱對蝦實驗中，發現發酵豆粕替代魚粉（基礎飼料中魚粉含量33%）的比例不宜超過20%［18］。魚粉替代水平不僅跟試驗動物大小有關，還跟飼料魚粉替代水平有關。當飼料中魚粉替代水平為100%時，星斑川鰈（Platichthys stellatus）的增重率和特定生長率顯著降低［19］，在對凡納濱對蝦［2］的研究中也發現，魚粉替代水平過高而增重率和特定生長率降低的情況。本實驗中，實驗斑節對蝦規格較大，體質量在0.76 g左右，魚粉水平從30%降低到20%沒有影響斑節對蝦的特定生長率、存活率、飼料系數及飼料干物質表觀消化率，說明使用魚粉水平為20%的飼料投喂體質量為0.76 g的斑節對蝦時，不會對其生長造成不良影響。

在本實驗中，同一魚粉水平飼料在投喂不同斑節對蝦加錫時生長性能存在顯著性差異，這與前人對斑節對蝦的研究結果一致［11，20－21］，孔天時等［22］對中國對蝦家系的研究也得到了相似的成果，不同中國對蝦家系在養成期的生長存在顯著性差異，造成這種現象的原因是家系之間的遺傳物質不同［12］。對特定生長率、存活率、飼料系數及飼料干物質表觀消化率的多因素方差分析表明（表5），飼料魚粉水平與斑節對蝦家系不存在顯著性交互作用，斑節對蝦家系的特定生長率、存活率、飼料系數、飼料干物質表現消化率與飼料魚粉水平無顯著性相關，而與家系本身顯著性相關，說明特定生長率、存活率、飼料系數及飼料干物質表觀消化率受對蝦本身的遺傳物質主導，從側面說明了隨著飼料中魚粉水平的降低，不同斑節對蝦的表現型差異就會顯現出來，本實驗結果說明，斑節對蝦不同家系之間具有基因水平的差異性，因此，不同的家系是良好的育種選育材料，通過家系選育的方法選育出適應低魚粉水平飼料斑節對蝦新品種具有可行性。本實驗是通過使用10%的豆粕和3%的大豆分離蛋白替代飼料配方中33.33%的魚粉來降低魚粉水平，因此，接下來可以考慮進一步降低飼料中的魚粉水平，增加飼料中大豆蛋白含量，加大飼料中抗營養因子含量的水平變化，加大對斑節對蝦的選育強度。

本次實驗對蝦成活率差異大，投喂魚粉水平為30%的飼料時，成活率在20.00%～73.33%；投喂魚粉水平為20%的飼料時，成活率在25.56%～73.34%，同一飼料投喂下，個別家系存活率偏低，與其他家系間存在顯著性差異，甚至與個別家系間存在極顯著性差異。造成這種現象的原因是由于家系親本來源地域不同，種質存在差異［23］，研究發現，相比較于其他地域來源的親本，非洲海域來源的親本產生的家系后代成活率偏低［24］。孫苗苗等［25］在關于斑節對蝦家系抗逆性的研究中發現，家系氨氮抗性的強弱跟母本地域來源有關。姚雪梅［26］在凡納濱對蝦雜交系子一代存活率的研究中也發現類似結果。在本次實驗中，家系親本來源有本課題組保種的“南海1號”以及引進的非洲品系和泰國品系，對存活率多因素方差分析也表明，飼料魚粉水平與斑節對蝦家系不存在顯著性交互作用，說明斑節對蝦的存活率屬于遺傳效應，跟家系本身的遺傳物質相關，但是家系親本地域來源跟子代死亡率的關系有待進一步研究。

根據本實驗結果，在低魚粉水平飼料投喂的情況下，1號、3號、4號、5號、9號家系的成活率為（58.89±4.84）%、（55.56±10.94）%、（60.00±3.85）%、（73.34±8.82）%、（64.44±5.88）%，它們的存活率高于所有家系的平均成活率（49.01%），與30%魚粉水平飼料組相比不存在顯著性差異（P＞0.05），其中5號和9號家系存活率顯著高于其余各家系，因此可以考慮將5號、9號家系作為低魚粉水平飼料（飼料魚粉水平為20%）條件下存活率高的親本留種；在特定生長率方面，2號和7號家系顯著高于其他家系，可作為低魚粉水平飼料條件下生長快速的親本留種；在飼料系數和干物質表觀消化率方面，家系之間差異較小，可暫時不予考慮。綜上，可將2號、5號、7號、9號進行保種。對這些家系進行分子標記，將體內某些適應低魚粉水平飼料的基因保留下來，并通過定向交配設計及人工授精技術，將具有優良性狀的基因遺傳給子代并積累下來，然后通過雜交、自交等育種手段把優良性狀聚合，培育出可以穩定遺傳、經濟性狀優良的品系。