不同饲料对大口黑鲈肠道组织结构的影响

2020-11-20欧红霞王广军李志斐余德光龚望宝

水产科学 2020年6期

欧红霞，王广军,2，李志斐，余德光，龚望宝

( 1.中国水产科学研究院珠江水产研究所，农业农村部热带亚热带水产资源利用与养殖重点实验室，广东广州 510380； 2.广东省水产养殖污染修复生态工程技术研究中心，广东广州 510380 )

肠道不仅是鱼类容纳食物、运输食物、消化食物和吸收营养物质的场所，还是具有物理、化学、生物屏障以及免疫屏障等多功能的最大最复杂的免疫器官[1-2]。然而，有研究表明，一般肉食性鱼类的肠道简单而粗短，所摄取的食物一般易于消化[3]。与冰鲜鱼相比，人工配合饲料中某些原料在肉食性鱼类的肠道中就难以被充分消化利用，以至可能会对鱼类肠道形态结构和功能带来严重影响，甚至引起鱼体病变。如宋霖等[4]研究发现，饲喂添加豆粕、菜粕、花生粕和棉粕的4种日粮均会引起黄颡鱼(Pelteobagrusfulvidraco)生长的不良反应，使肠道不同程度受损，并且在日粮中加入含量过高的4种原料均使肠道感染炎症；而Heikkinen等[5]研究发现，饲喂虹鳟(Oncorhynchusmykiss)含有豆粕的饲料，同样也会引起鱼体的肠道形态结构改变，并且豆粕还会引起肠道炎症并导致细菌性疾病的增多。由此可见，饲料种类、饲料原料组成会对鱼类肠道形态、结构造成一定的影响。

大口黑鲈(Micropterussalmoides)是一种名贵肉食性鱼类，由于近年来大口黑鲈的养殖效益较好，产业发展较快，因此其饲料与营养方面的研究也发展十分迅速。由传统的投喂冰鲜野杂鱼或“冰鲜鱼+配合饲料”混合饲料，发展到目前在养殖过程中均可全程投喂人工配合饲料。虽然目前大口黑鲈营养需求、饲料配方等方面有大量的研究，但关于采用饲喂冰鲜鱼和人工配合饲料的大口黑鲈肠道形态特征的研究尚未见报道，因此笔者对不同饲料饲喂的大口黑鲈肠道形态结构进行研究，以期能丰富鱼类肠道生理知识，同时为大口黑鲈人工配合饲料的优化提供理论依据和数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

试验鱼均采自佛山市南海区某养殖场，养殖场采用同批孵化的大口黑鲈幼苗进行商品鱼养殖。大口黑鲈苗种放养时间为2017年4月10—12日，放养时池塘水深为3 m，水温为25 ℃；放养规格为1.2～1.3 g/尾，密度为15尾/m2。

养殖时间为8个月，养殖期间分别全程投喂冰鲜鱼(简称冰鲜组)和大口黑鲈某品牌配合饲料(简称饲料组)，配合饲料与冰鲜鱼营养成分见表1。

表1 配合饲料和冰鲜鱼的主要营养成分Tab.1 Proximate nutrients of formu lated feed and chilled fish

1.2 方法

1.2.1 样品的采集

在养殖生产结束时分别取冰鲜组和饲料组的试验鱼各3尾(试验鱼均发育成熟，达到商品上市规格)，立即取其肠道，参照文献[6]的方法进行肠道分段，并分别取其前、中、后肠，用体积分数4%的甲醛溶液固定保存，用于制作组织切片。同时统计2口池塘的存活率、饵料系数，并随机取30尾鱼测量平均体质量，以估算全塘平均体质量。

1.2.2 肠道组织切片制作

取固定好的各组大口黑鲈前肠、中肠、后肠样本，分别进行常规石蜡包埋切片，厚度约5 μm，进行苏木素—伊红染色，然后中性树胶封片，对肠道进行组织学观察并拍照。

1.2.3 切片的测量

把处理好的肠切片在10倍光镜下观察测量黏膜厚度、绒毛高度，40倍光镜下测量隐窝深度、肌层厚度；每张切片分别测定10个最高肠绒毛的高度、最深隐窝深度及最厚黏膜厚度和肌层厚度，得到均值作为测定数据进行分析。

黏膜厚度：肠黏膜上皮到黏膜肌层(包括肌层)的垂直距离；

绒毛高度：肠绒毛基部至顶端的垂直距离；

隐窝深度：肠隐窝底部至肠壁固的垂直距离；

肌层厚度：肠的环肌层和纵肌层的厚度，即黏膜下层基部至浆膜层的垂直距离。

1.2.4 肠道切片数据分析

采用SPSS 18.0统计软件处理数据，所有结果均以平均值±标准差表示，P<0.05为差异显著，P>0.05为差异不显著。

2 结果

2.1 冰鲜鱼和配合饲料投喂对大口黑鲈生长的影响

经过8个月的养殖，最终收获时冰鲜组和饲料组的饵料系数分别为5.0、1.2，冰鲜组和饲料组的成活率分别为88%、90%，冰鲜组和饲料组体质量分别为(361.04±24.75) g、(366.50±13.41) g。

2.2 冰鲜鱼和配合饲料投喂对大口黑鲈肠组织结构的影响

饲喂不同饲料8个月大口黑鲈前肠、中肠和后肠组织形态发生了一定程度的改变。观察不同饲料投喂的大口黑鲈前肠组织切片(图1)发现，冰鲜组肠道黏膜皱襞完整(图1a～c)，高度较高，排列紧密，所形成的皱襞面积较大，且黏膜褶中上皮细胞排列有序，表面的纹状缘光滑(图1g～i)；饲料组肠绒毛排列疏而短，出现破损脱落(图1d～f)，黏膜褶中上皮细胞破损严重且上皮细胞核明显上移，核排列紊乱，空泡化严重，肠隐窝深度加深(图1j～l)。

2.3 冰鲜鱼与配合饲料投喂对大口黑鲈肠黏膜厚度的影响

冰鲜组前肠和后肠黏膜层厚度显著高于饲料组(P<0.05)，而饲料组中肠黏膜层厚度则显著高于冰鲜组(P<0.05)。饲料组前肠和后肠黏膜厚度分别减少了13.71%、22.73%，而中肠黏膜厚度增加了19.07%(表2)。

2.4 冰鲜鱼与配合饲料投喂对大口黑鲈肠绒毛高度的影响

摄食冰鲜鱼和配合饲料对大口黑鲈肠绒毛高度有较大影响，冰鲜组前肠和后肠绒毛高度显著高于饲料组(P<0.05)，而饲料组中肠绒毛高度显著高于冰鲜组(P<0.05)。饲料组前肠和后肠绒毛高度分别降低了22.49%、20.51%，而中肠绒毛高度升高了10.72%(表3)。

2.5 冰鲜鱼与配合饲料投喂对大口黑鲈肠隐窝深度的影响

饲料组大口黑鲈前肠、中肠和后肠隐窝深度均显著高于冰鲜组(P<0.05)，饲料组肠的隐窝深度分别升高了20.49%、19.36%、39.98%(表4)。

2.6 冰鲜鱼与配合饲料投喂对大口黑鲈肠肌层厚度的影响

摄食不同饲料对大口黑鲈肌层厚度影响较大，冰鲜组前肠、后肠的肌层厚度显著高于饲料组(P<0.05)，而两组中肠肌层厚度无显著差异(P>0.05)。冰鲜组前肠、中肠和后肠肌层厚度分别增加了47.40%、7.40%、22.66%(表5)。

图1 不同饲料投喂的大口黑鲈前肠、中肠和后肠的光学显微结构Fig.1 Light microscopic microstructure of foregut,midgut and hindgut of largemouth bass M. salmoides fed different dietsa.冰鲜组大口黑鲈前肠切片(10×)； b.冰鲜组大口黑鲈中肠切片(10×)； c.冰鲜组大口黑鲈后肠切片(10×)； d.饲料组大口黑鲈前肠切片(10×)； e.饲料组大口黑鲈中肠切片(10×)； f.饲料组大口黑鲈后肠切片(10×)； g.冰鲜组大口黑鲈前肠切片(400×)； h.冰鲜组大口黑鲈中肠切片(400×); i.冰鲜组大口黑鲈后肠切片(400×)； j.饲料组大口黑鲈前肠切片(400×)； k.饲料组大口黑鲈中肠切片(400×)； l.饲料组大口黑鲈后肠切片(400×); M.肌层； SM.黏膜下层； MF.黏膜皱襞(肠绒毛)； S.浆膜层； C.隐窝； LP.皱襞间质； SB.纹状缘； EC.上皮细胞.a.foregut of largemouth bass in chilled fish group (10×); b.midgut of largemouth bass in chilled fish group (10×); c.hindgut of largemouth bass in chilled fish group (10×); d.foregut of largemouth bass in formulated diet group (10×); e.midgut of largemouth bass in formulated diet group (10×); f.hindgut of largemouth bass in formulated diet group (10×); g.foregut of largemouth bass in chilled fish group (400×); h.midgut of largemouth bass in chilled fish group (400×); i.hindgut of largemouth bass in chilled fish group (400×); j.foregut of largemouth bass in formulated diet group (400×); k.midgut of largemouth bass in formulated diet group (400×); l.hindgut of largemouth bass in formulated diet group (400×); M.muscular layer; SM.submucosa; MF.mucosal fold (intestinal villi); S.serous layer; C.crypt; LP.plica interstitial; SB.striated border; EC.epithelial cell.

表2 冰鲜鱼与配合饲料对大口黑鲈肠黏膜厚度的影响 μmTab.2 Effects of chilled fish and formulated diet on intestinalmucosal thickness of largemouth bass M. salmoides

表3 冰鲜鱼和配合饲料对大口黑鲈肠绒毛长度的影响 μmTab.3 Effects of chilled fish and formulated diet on intestinalvillus height of largemouth bass M. salmoides

表4 冰鲜鱼与配合饲料对大口黑鲈肠隐窝深度的影响 μmTab.4 Effects of chilled fish and formulated diet on intestinalcrypt depth of largemouth bass M. salmoides

表5 冰鲜鱼与配合饲料对大口黑鲈肠肌层厚度的影响 μmTab.5 Effects of chilled fish and formulated diet on intestinalmucosa thickness of largemouth bass M. salmoides

2.7 冰鲜鱼与配合饲料对大口黑鲈肠绒毛高度与隐窝深度比值的影响

冰鲜组和饲料组大口黑鲈肠绒毛高度与隐窝深度比值之间存在显著差异(P<0.05)，均表现出冰鲜组显著高于饲料组，饲料组前、中和后肠绒毛高度与隐窝深度比值分别降低了42.7%、8.7%、56.5%(表6)。

表6 冰鲜鱼与配合饲料对大口黑鲈肠绒毛高度与隐窝深度比值的影响Tab.6 Effects of chilled fish and formulated diet on ratio of thevillus height to crypt depth of largemouth bass M. salmoides

3 讨论

肠道是营养物质消化吸收的主要场所，肠道的健康是动物正常生长的重要保障。肠道是由肠黏膜、黏膜下层、肌层(包括横肌和纵肌)、浆膜层4部分组成[7-9]。其中肠道的黏膜厚度、绒毛高度、隐窝深度、肌层厚度、绒毛高度与隐窝深度比值均可直接反映出肠道消化吸收能力[9-11]。

3.1 冰鲜鱼与配合饲料对大口黑鲈肠黏膜厚度和绒毛高度的影响

肠黏膜包括肠皱襞、肠绒毛、微绒毛和肠腺，它们增大了肠黏膜的表面积，为营养物质提供理想的消化吸收场所，肠黏膜的厚度体现了肠的消化吸收能力[12-13]。而肠黏膜消化吸收主要依靠肠黏膜下层和黏膜层向肠腔内形成的突起——长350～1000 μm的肠绒毛[14]，从而进一步扩大了肠腔的面积；肠绒毛发挥消化吸收作用是通过它表面的绒毛上皮细胞进行营养物质代谢来实现的，而肠绒毛上皮细胞是由肠腺细胞从肠腺向绒毛顶端不断成熟分裂形成的，顶端微绒毛高度的增加便是一种体现[14-15]。因此，绒毛高度与细胞数量表现出显著相关，肠绒毛形态可以直观反映出动物肠道的健康状况，绒毛高度作为一项判断肠消化吸收能力重要指标，表现为肠绒毛高度增高时，肠道的吸收能力增强[16]。

饲喂冰鲜鱼的大口黑鲈肠绒毛高而密；而饲喂配合饲料的大口黑鲈的肠绒毛短而疏，破损严重(图1)。曹崇海[17]研究了配合饲料对乌鳢(Channaargus)肠道结构的影响，结果表明，饲喂冰鲜鱼组的乌鳢肠绒毛密而长，饲喂配合饲料的乌鳢肠绒毛疏而短，且与饲喂冰鲜鱼相比，饲喂配合饲料的乌鳢中肠和后肠皱襞高度显著下降。牟明明等[18]研究了投喂冰鲜鲢鱼(Hypophthalmichthysmolitrix)与配合饲料对大口黑鲈前肠、中肠的肠道形态结构的影响，研究发现，投喂配合饲料的大口黑鲈前肠绒毛短且稀疏，而投喂冰鲜鲢鱼的大口黑鲈前肠绒毛长而紧密，中肠绒毛高度和宽度较配合饲料均有所增加，且投喂配合饲料的大口黑鲈空泡化明显多于饲喂冰鲜鲢鱼的大口黑鲈。本试验结果与上述报道基本一致，冰鲜组前、后肠黏膜层厚度、绒毛高度均显著高于饲料组(P<0.05)，但中肠黏膜层厚度和绒毛高度均为饲料组显著高于冰鲜组(P<0.05)，这与上述报道存在一定差异。推测原因可能是配合饲料相比冰鲜鱼难以消化，在前肠不能消化的食物进入中肠后，引起结构的被动性变化来提高对食物的消化率。至于其中的机理有待进一步深入研究。

3.2 冰鲜鱼与配合饲料对大口黑鲈肠肌层厚度的影响

肠肌层由环肌和纵肌构成，但是鱼类的环肌远比纵肌发达，而肠道的蠕动主要依靠环肌的收缩作用，它波纹状收缩使食物成团向后推送，所以肌层的增厚能一定程度促进肠道蠕动，增强营养物质的吸收利用[6]。李晋南等[19]研究日粮中添加谷氨酰胺对松浦镜鲤(Cynipuscarpio)肠道形态的影响，结果表明，适量添加谷氨酰胺使肠道肌层厚度增加，从而增强了肠道蠕动，促进了营养物质消化吸收。张荣斌等[20]研究低聚糖对奥尼罗非鱼(Oreochromisniloticus♀×O.aureus♂)肠道形态的影响认为，适量的低聚糖可以改善肠道形态，使皱襞完整，绒毛高度增高，肌层增厚，鱼体消化吸收功能增强。因此可以认为肌层厚度在一定程度体现了鱼类肠道消化能力。试验结果表明，冰鲜组前、后肠肌层厚度均显著高于饲料组(P<0.05)，中肠肌层厚度则无显著性差异(P>0.05)。由此可以推断，冰鲜组对营养物质消化吸收能力高于饲料组。宋霖等[4]认为，植物蛋白中非淀粉多糖等大量不消化成分会导致肠道充盈度提高，使肌层变薄。也有大量研究表明，增加日粮中纤维的含量，会影响肠道发育，改变肠道结构形态，致使肠道肥大[21-24]。故可以推断，配合饲料中非淀粉多糖等不消化成分可能会导致大口黑鲈肠肌层变薄。也从侧面说明了目前大口黑鲈配合饲料配方尚不完善，还需进一步提升优化。

3.3 冰鲜鱼与配合饲料对大口黑鲈肠绒毛高度与隐窝深度比值的影响

隐窝深度反映了隐窝基部的肠绒毛细胞分裂分化成新的肠绒毛上皮细胞的效率，更替已正常脱落的肠上皮[14]。所以，隐窝深度深浅可以体现出肠发育情况，体现为隐窝深度变浅，肠道的消化吸收能力增强。而对于绒毛高度与隐窝深度比值，家畜营养生理学研究表明，它是肠道综合功能的评价指标，体现为比值上升，肠道黏膜消化吸收功能增强，有助于改善肠道腹泻，机体生长加快；反之，比值降低，肠黏膜出现破损，其消化吸收能力减弱，机体表现出生长缓慢[25-26]。Goodlad等[27]认为，绒毛高度与隐窝深度之比能反映肠绒毛的变化情况。王子旭等[16]给肉鸡日粮添加高锌或低锌，小肠绒毛有明显脱落，固有膜裸露，绒毛短且变细，绒毛高度与隐窝深度比值下降。本试验结果中，绒毛高度与隐窝深度比值表现出冰鲜组前肠、中肠和后肠均显著高于饲料组(P<0.05)，而绒毛高度与隐窝深度比值是肠道综合功能的体现，因此可以认为冰鲜鱼的营养成分更利于大口黑鲈肠道消化吸收。