投喂频率和糖源组成对凡纳滨对虾糖代谢的影响

杨品贤,贾高旺,夏辉,齐国山,李雪鹤,路晶晶,张宇,郭冉

(河北农业大学 海洋学院，河北 秦皇岛 066003)

近年来，随着水产养殖业的迅速发展，凡纳滨对虾集约化、工厂化养殖量不断增多，投喂频率是水产养殖工厂化养殖管理中重要的组成部分，合适的投喂频率可以提高饵料利用率、优化环境，促进对虾消化吸收，最终提高对虾生长速度和品质，并在一定程度上节省了人力物力，提高养殖经济收益。糖类作为机体三大营养素之一对动物生长有着重要意义，糖源不仅为对虾代谢提供所需能量，还起到节约蛋白质、促进生长的作用，但对虾对糖的利用率并不高。

关于投喂频率对凡纳滨对虾的生长与环境方面的影响已有不少研究报道[1-4]，但关于投喂频率对凡纳滨对虾糖代谢的影响研究未见有报道。肝胰腺是甲壳动物最大的消化器官，是代谢反应进行的主要场所，能反映机体的营养状态[5]。为此，本研究中在实验室条件下,研究了投喂频率和糖源饲料组成对凡纳滨对虾生长、肝胰腺代谢和消化能力的影响，以寻求合适的饵料选择和科学的投喂策略，提高饲料利用率，从而获得更高的经济效益[6]，为今后对虾养殖成本的节约提供理论指导和基础数据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验虾苗由河北沧州黄骅鑫海生物技术公司提供，虾苗暂养2周以适应养殖环境，选取健康活泼的虾苗(体质量为0.38 g±0.01 g)进行试验。

1.2 方法

1.2.1 试验饲料的配制 原料经粉碎机粉碎后过80目筛网，按饲料配方(表1)混合均匀，用双螺杆压条机挤压成直径为1.2 mm的颗粒饲料，经65 ℃熟化40 min，30 ℃恒温下干燥3 h，冷却后用自封袋封好置于冰箱(-20 ℃)中保存备用。

1.2.2 设计试验及饲养管理 采用3×2双因素(糖源和投喂频次)设计，试验饲料糖源设为蔗糖和玉米淀粉，每个糖源设3个处理组。饲料采用已备好的配合饲料，结合凡纳滨对虾池塘养殖与集约化饲养管理，设定投喂频率分别为2次/d(8:00、20:00)、5次/d(8:00、11：00、14:00、17:00、20:00)、7次/d(8:00、10:00、12:00、14:00、16:00、18:00、20:00)，按体质量的6%～7%定量投喂，每个处理设3个平行。试验在18个玻璃缸水箱(60 cm×40 cm×50 cm)中进行，每个水箱放40尾虾，养殖试验共进行56 d。试验用水为天然海水，盐度为29±1，水温为(26.8±1.0)℃，日光照为12 h，每日吸底1次，换水1/3～1/2，全天增氧，记录投喂量和死亡情况，每两周称量对虾湿质量，并测定pH值、溶解氧和氨氮含量，溶解氧含量保持在(7.5±0.5)mg/L，pH稳定在8.0～8.5，氨氮含量为(0.5±0.1)mg/L。

表1 基础饲料组成及营养水平(风干基础)Tab.1 Ingredient and nutrient levels of basal diets (dry basis) w/%

注：1)其他包括(%)：纤维素 5，卵磷脂1，鱼油 3，玉米油 2, 胆碱 (质量分数为50%)0.5，磷酸二氢钙 1，VC磷酸酯 0.5，羧甲基纤维素钠 2，复合维生素 2，复合矿物盐1

Notes： 1)others(%):Cellulose 5, soybean lecithin 1, fish oil 3, corn oil 2, choline chloride (weight fraction of 50%) 0.5, Ca(H2PO4)21, ascorbic phosphate 0.5, CMC 2, vitamin mixture 2, mineral mixture 1

1.2.3 样品的采集与分析 试验结束后，将对虾饥饿24 h后取样品测量生理生化指标。每箱对虾分别计数和称重，从每箱随机取10尾虾，在2.5 mL一次性注射器中先加入1.6 mL抗凝剂，再从对虾血淋巴处吸取0.4 mL淋巴血，混合均匀后立即于4 ℃下以100×g离心10 min，弃血细胞和沉淀留上清液即为血浆，4 ℃下保存备用。采血后于冰盘上将虾解剖取其肝胰腺称重，用生理盐水漂洗后再用滤纸拭干，称重后放入10 mL离心管中，加入生理盐水匀浆后制成10%的肝胰腺组织匀浆，进行肝胰腺组织相关代谢酶及消化酶活性测定。凡纳滨对虾肝胰腺中己糖激酶(HK)、苹果酸脱氢酶(MDH)、磷酸果糖激酶(PFK)、丙酮酸激酶(PK)、乳酸脱氢酶(LDH)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、脂肪酶(LPS)、胃蛋白酶(PPS)、胰蛋白酶(TPS)的测定均采用南京建成生物工程生产的试剂盒检测。

1.2.4 指标的计算 凡纳滨对虾生长性能指标及饲料系数计算公式为

成活率=100%×Nt/N0，

特定生长率=100%×(lnWt-lnW0)/t，

饲料系数=F/(Wt-W0)。

其中：Nt、N0分别为试验末和试验初对虾存活数量(ind.)；Wt、W0分别为试验末和试验初对虾体质量(g)；t为试验时间(d)；F为饲料摄食量(g)。

1.3 数据处理

采用SPSS 19.0软件对试验数据进行分析，试验结果以平均值±标准差(mean±S.D.)表示，采用单因素方差分析法(One-Way ANOVA)对投喂频率和糖源进行显著性检验，采用双因素方差分析法(Two-Way ANOVA)对交互作用进行显著性检验，采用Duncan法进行组间多重比较，显著性水平设为0.05。

2 结果与分析

2.1 投喂频率和糖源组成对凡纳滨对虾生长性能的影响

从表2可见，经过8周的饲养后，投喂频率对凡纳滨对虾末体质量、特定生长率和饲料系数均有极显著性影响(P<0.01)，对存活率无显著性影响(P>0.05)；而糖源组成对各项生长性能指标均无显著性影响(P>0.05)；投喂频率和糖源组成的交互作用对凡纳滨对虾生长性能无显著性影响(P>0.05)。在蔗糖组和玉米淀粉组中，随着投喂频率的增加，对虾特定生长率显著升高(P<0.05)，饲料系数显著下降(P<0.05)；蔗糖组对虾末体质量呈先升高后下降的趋势，玉米淀粉组投喂2次/d时对虾末体质量显著低于投喂5、7次/d(P<0.05)。在2次/d和5次/d投喂频率下，蔗糖组对虾饲料系数显著高于玉米淀粉组(P<0.05)，末体质量和特定生长率两组间无显著性差异(P>0.05)；在7次/d投喂频率下，蔗糖组对虾末体质量显著低于玉米淀粉组(P<0.05)，饲料系数和特定生长率无显著性差异(P>0.05)。

2.2 投喂频率和糖源组成对凡纳滨对虾肝胰腺糖代谢酶的影响

从表3可见：投喂频率和糖源组成对凡纳滨对虾肝胰腺中LDH和PK活性均无显著性影响(P>0.05)；投喂频率和糖源组成均对HK活性有极显著性影响(P<0.01)，二者的交互作用也有显著性影响(P<0.05)。蔗糖组中投喂5、7次/d时HK活性显著高于2次/d(P<0.05)，玉米淀粉组投喂5次/d时HK活性显著高于2、7次/d(P<0.05)；仅投喂频率对对虾PFK活性有极显著性影响(P<0.01)，以投喂5次/d时达到最大值，而糖源组成对PFK影响不显著且无交互作用(P>0.05)。

表2投喂频率和糖源组成对凡纳滨对虾生长性能的影响

Tab.2EffectsofcarbohydratesourcesandfeedingfrequenciesongrowthperformanceofPacificwhitelegshrimpLitopenaeusvannamei

糖源carbohydrate source投喂频率/(次·d-1)feeding frequency末体质量/gfinal body weight特定生长率/(%·d-1) specific growth rate存活率/% survival rate饲料系数food conversion ratio蔗糖sucrose21.42±0.05b2.32±0.07c93.33±1.44a2.23±0.06a52.43±0.08a3.33±0.08ab96.67±1.44a1.57±0.05c72.40±0.16b3.28±0.15b92.25±2.50a1.55±0.09c玉米淀粉cornstarch21.50±0.05b2.45±0.06c95.00±2.50a2.10±0.07b52.57±0.10a3.43±0.07a96.67±3.82a1.45±0.03d72.54±0.07a3.39±0.01ab92.25±2.50a1.51±0.01cd双因素方差分析P值投喂频率feeding frequency0.01∗∗0.00∗∗0.410.00∗∗糖源carbohydrate0.200.130.650.08交互作用interaction0.840.950.800.45

注：同列中标有不同小写字母者表示组间有显著性差异(P<0.05)，标有相同小写字母者表示组间无显著性差异(P>0.05)；*表示有显著性影响(P<0.05),**表示有极显著性影响(P<0.01)；下同

Note： The means with different letters within the same column are significantly different in the groups at the 0.05 probability level, and the means with the same letters within the same column are not significant differences；*means significant effect(P<0.05)，** means very significant effect(P<0.01)；et sequentia

表3投喂频率和糖源组成对凡纳滨对虾糖代谢酶活性的影响

Tab.3EffectsoffeedingfrequencyandcarbohydratecompositiononactivitiesofglucosemetabolizingenzymesinPacificwhitelegshrimpLitopenaeusvannamei

U/mg prot

2.3 投喂频率和糖源组成对凡纳滨对虾肝胰腺中脂肪代谢酶和蛋白质代谢酶活性的影响

从表4可见：随投喂频率的增加ALT活力逐渐升高，但投喂频率和糖源组成对凡纳滨对虾肝胰腺中ALT和AST活性均无显著性影响(P>0.05)，也无交互作用(P>0.05)；投喂5、7次/d 时MDH活性显著高于2次/d (P<0.05)。相同投喂频率下，蔗糖组MDH活性略高于玉米淀粉组，也无交互作用(P>0.05)。

2.4 投喂频率和糖源组成对凡纳滨对虾肝胰腺中脂肪消化酶和蛋白质消化酶的影响

从表5可见，投喂频率对凡纳滨对虾肝胰腺中脂肪酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶有极显著性影响(P<0.01)，糖源组成对3种酶无显著性影响(P>0.05)，二者的交互作用也无显著性影响(P>0.05)。胰蛋白酶活性随投喂频率的提高呈增加的趋势，投喂7次/d时胰蛋白酶活性最高；胃蛋白酶活性随投喂频率的增加呈先增加后降低的趋势，蔗糖组投喂5次/d时胃蛋白酶活性显著高于2次/d(P<0.05)，玉米淀粉组投喂5、7次/d时胃蛋白酶活性显著高于2次/d(P<0.05)；蔗糖组投喂2次/d时脂肪酶活性显著高于7次/d(P<0.05)，玉米淀粉组投喂2、5次/d的脂肪酶活性显著高于7次/d(P<0.05)。相同投喂频率下,玉米淀粉组胃蛋白酶活性与蔗糖组无显著性差异(P>0.05)。

表4投喂频率和糖源组成对凡纳滨对虾肝胰腺中ALT、AST、MDH活性的影响

Tab.4ActivitiesofALT,ASTandMDHinhepatopancreasofPacificwhitelegshrimpLitopenaeusvannameifeddifferentcarbohydratesandfeedingfrequencies

U/mg prot

表5投喂频率和糖源组成对凡纳滨对虾肝胰腺中胃蛋白酶、胰蛋白酶和脂肪酶的影响

Tab.5Activitiesofpepsin(PPS),trypsin(TPS)andlipase(lipase)inhepatopancreasofPacificwhitelegshrimpLitopenaeusvannameifeddifferentcarbohydratesandfeedingfrequencies

糖源carbohydrate source投喂频率feeding frequency脂肪酶/(U·g-1)LPS 胃蛋白酶/(U·mg-1)PPS胰蛋白酶/(U·mg-1)TPS蔗糖sucrose2123.48±13.78a24.34±2.08b58.27±8.97a5118.49±11.77ab32.59±0.73a68.25±7.47a799.82±12.01b30.73±4.69ab82.61±7.74a玉米淀粉cornstarch2133.46±6.11a22.26±4.47b61.55±10.11a5135.31±9.74a33.54±2.61a79.59±5.40a799.45±11.01b32.66±3.03a81.24±7.43a双因素方差分析P值投喂频率feeding frequency0.00∗∗0.00∗∗0.00∗∗糖源carbohydrate0.110.860.26交互作用interaction0.420.560.41

3 讨论

3.1 投喂频率和糖源组成对凡纳滨对虾生长的影响

本试验结果显示：在相同投喂量下，投喂频率由2次/d增加到5、7次/d后，凡纳滨对虾特定生长率和终末体质量均显著升高，这与对鲶鱼[7]、比目鱼[8]和罗非鱼Oreochromisniloticus[9]的研究结果相似；投喂2次/d时的对虾饲料系数显著高于5、7次/d。这是由于对虾胃容量小，排空速度较快，投喂频率过低会造成短时间饥饿状态而减缓生长，提高投喂频率后可减少胃排空的时间，更多摄取饲料中的营养。郭冉等[10]试验证明，凡纳滨对虾饲料中添加蔗糖的末体质量最高，王美雪等[11]试验证明，大分子淀粉、糊精和非还原性的蔗糖对凡纳滨对虾生长促进作用最佳，其他一些研究也显示，玉米淀粉和蔗糖作为糖源更利于对虾生长[12-13]。但本试验结果显示，投喂两种糖源对凡纳滨对虾生长并无显著影响。

3.2 投喂频率和糖源组成对凡纳滨对虾肝胰腺代谢酶的影响

己糖激酶(HK)、磷酸果糖激酶(PFK)和丙酮酸激酶(PK)均为糖酵解过程中的关键酶。本试验结果显示：2次/d投喂频率下，玉米淀粉组HK活性显著高于蔗糖组，PFK活性无显著性差异；投喂5、7次/d时，蔗糖组HK、PFK活性显著高于2次/d，玉米淀粉组投喂5次/d时HK、PFK活性最高。一般HK、PFK的活力大小与糖源底物有关[14]，投喂频率低时对虾空胃时间长，造成血糖浓度维持时间较短，提高投喂频率后促进了对虾对糖原的利用率，催化糖酵解并增强机体代谢活动。但投喂7次/d时对虾肝胰腺中HK、PFK的活性却低于投喂5次，这可能是由于食物摄入频率过快影响肝胰腺代谢能力[15]。凡纳滨对虾肝胰腺中HK活性变化与对吉富罗非鱼Oreochromisniloticus[16]和翘嘴红鲌Erythroculterilishaeformis[17]的研究结果相一致，但在对南方鲇Silurusmeridionalis[18]和胭脂鱼Myxocyprinusasiaticus[19]的研究中HK无显著性变化，这些结果的差异可能受生物种类、生长环境、养殖模式等的影响[20]。PK主要在肝胰腺、肾脏和脂肪组织中表达[21]，其转录水平的高低很大程度上决定了糖酵解的速度[22]，本研究中对虾肝胰腺内PK活性无显著性差异，与HK、PFK活性的变化不同，出现这一现象的原因有待于进一步研究。

谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)是动物体内氨基酸代谢中重要的酶类，可在一定程度上反映机体对蛋白质的合成和分解能力[23]。饲料中蛋白质吸收量增加往往导致肝胰腺氨基酸分解增加[24]，并作为糖异生作用底物转化为能量[25]。本试验结果显示，随着投喂频率的增加，对虾肝胰腺中ALT和AST活性呈上升趋势，但各组间无显著性差异。这表明投喂频率提高，肝胰腺氨基酸代谢活动增强，但投喂频率和糖源组成对虾体的蛋白质合成无显著影响。玉米淀粉组和蔗糖组在投喂5、7次/d时，苹果酸脱氢酶(MDH)活性均显著高于2次/d。MDH是脂肪合成过程中重要的代谢酶[26]，即营养物质吸收量增加会诱导脂肪合成能力增强，使对虾吸收更多脂肪能量用于机体供能，而减少蛋白质的消耗用于能量，使饲料中蛋白质更多地用于虾类的生长[27]。

3.3 投喂频率和糖源组成对凡纳滨对虾肝胰腺消化酶的影响

动物消化酶的活性可反映其机体对饲料的消化利用程度[28]，本试验中投喂7次/d时对虾脂肪酶(LPS)活性显著低于2次/d，可能是提高投喂频率后增加了对虾对糖的利用率，更多的利用糖代谢供能，进而使脂肪的利用率减小，表现为脂肪酶活性降低，且投喂频率过高易形成肝胰腺内脂肪累积，影响对虾消化能力，反作用于生长，类似的结果于席寅峰等[29]对灰海马Hippocampuserectus和王朝明等[30]对胭脂鱼的研究结果中可见。本试验中不同糖源间对虾胃蛋白酶(PPS)活性无显著差异。消化酶的分泌活性与机体饱食程度有关[31]，提高投喂频率可促进对虾在摄食后分泌更多的蛋白酶，以提高消化效能，增强对虾对饵料蛋白的消化吸收能力，消除抗营养因子，促进肠道健康，投喂频率可能通过增强消化酶活性等功能来促进虾体生长。本试验中投喂频率和糖源组成对凡纳滨对虾肝胰腺胰蛋白酶(TPS)活性无显著性影响，蔗糖组投喂2次/d的PPS活性显著低于5次/d，淀粉组投喂2次/d时PPS活性显著低于投喂5、7次/d。蔗糖组和玉米淀粉组中投喂频率7次/d时PPS活性均低于投喂5次/d，虽然摄食频率升高导致摄取营养量增多，但投喂频率过快使食物未经胃完全消化吸收就直接进入肠管被排泄[32]，即消化道效率降低，表现为投喂7次/d后对虾特定生长率低于5次/d。

综上所述，投喂频率会影响对虾蛋白质和脂肪营养代谢，但对对虾糖代谢影响不显著。本试验条件下，综合考虑生长、成活率和蛋白质代谢相关酶活性因素，以日投喂5次对虾生长效果最佳。