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黄鳝(Monopterus albus,Zuiew)隶属于合鳃目合鳃科黄鳝属,主要分布在中国、朝鲜、日本、泰国、印度尼西亚、印度等国家,在我国的分布尤为广泛,是我国重要的经济淡水鱼类。黄鳝的肉质鲜美,含丰富的氨基酸和长链多不饱和脂肪酸,具有营养和药用双重价值,深受消费者的喜爱。由于野生黄鳝的资源量不断减少,黄鳝供不应求,黄鳝的人工养殖迅速发展。但是,黄鳝的苗种至今仍以野生苗种为主,无法满足养殖产业化的需求,严重制约着黄鳝养殖业的进一步发展,也加速了黄鳝自然资源的衰退,因此黄鳝人工繁育显得非常重要。另外,由于对黄鳝的营养需求研究极少,黄鳝的配合饲料制作比较盲目,常常以添加大量的鱼粉和鱼油来满足黄鳝对蛋白和脂肪的需求,随着天然鱼类资源的减少,鱼粉和鱼油已经成为水产业发展的障碍之一。 脂肪酸是鱼类生长和繁殖的重要营养素,生产中使用适当的脂肪源替代鱼油已成为一种大趋势。至今,关于黄鳝生长和繁殖过程中对脂肪酸的代谢与需求国内外均无报道。本论文的目的:一是通过研究野生黄鳝不同性腺发育阶段组织的脂肪、脂肪酸含量变动情况,不同饥饿程度仔鳝的脂肪、脂肪酸代谢情况和在饲料中添加不同脂肪源喂养的黄鳝不同组织中的脂肪酸含量及相关基因表达的影响三个方面,了解脂肪酸在黄鳝体内的代谢情况,特别是黄鳝合成花生四烯酸(ARA)、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)的能力;同时为丰富鱼类脂肪酸代谢的理论和改善黄鳝品质打下理论基础;二是通过研究不同脂肪源中的脂肪酸含量差异对黄鳝生长、生殖性能的影响,掌握在黄鳝生长、繁殖中居重要作用的脂肪酸种类,为配制黄鳝配合饲料时选择适宜的脂肪源提供理论依据,最终生产出优质的黄鳝配合饲料,促进黄鳝人工育苗规模化和实现黄鳝养殖产业化。取得的主要成果如下: 1.黄鳝组织脂肪含量变动规律 采用氯仿甲醇法(V氯仿∶V甲醇=2∶1)提取黄鳝肌肉、肝脏和性腺总脂,研究结果显示黄鳝肌肉、肝脏和卵巢组织脂肪周年变动范围分别为1.12%-1.61%、2.76%-4.16%和1.94%-6.57%。春季到夏季,肌肉的脂肪含量基本没有变化,但肝脏和卵巢的脂肪含量分别上升了45.1%和178.5%;秋季黄鳝的肌肉和肝脏脂肪含量分别比夏季提高了35.0%和8.3%,而卵巢脂肪含量下降;越冬期的黄鳝各种组织的脂肪含量均较低。相同季节中,肝脏的脂肪含量受黄鳝个体大小的影响不显著;而黄鳝肌肉中个体较大的脂肪含量较高,特别是在冬季更为明显;卵巢脂肪含量在春、夏季节,个体越大含量越高,而秋、冬季节不同个体大小的差异不显著。综上所述,黄鳝肝脏脂肪含量在夏、秋二季高,越冬期基本没消耗,肝脏脂肪含量高低主要与个体生理活动强度大小相关,表明肝脏不是黄鳝脂肪的主要贮存组织。肌肉脂肪在春夏季较低,而秋冬季含量较高,越冬期消耗大;不同性腺发育阶段黄鳝肌肉脂肪含量与卵巢脂肪含量呈负相关,处于卵巢发育期黄鳝肌肉贮存的能量有转移到卵巢的现象,表明肌肉组织是黄鳝脂肪的主要贮存组织。春季到夏季雌黄鳝摄取的营养主要保证卵巢发育;夏季到秋季黄鳝摄取的能量主要用于生长和部分贮存于肌肉组织中。黄鳝组织中的脂肪含量与生长、繁殖和越冬等密切相关。 2.黄鳝组织脂肪酸含量变动规律 采用氯仿甲醇法(V氯仿∶V甲醇=2∶1)提取黄鳝肌肉、肝脏和性腺总脂,气相色谱法分析野生黄鳝不同性腺发育时期肌肉、肝脏和性腺脂肪酸含量。黄鳝各组织中共检测出占总脂比例大于0.05%的脂肪酸26种。主要脂肪酸种类:饱和脂肪酸(SFA)为16∶0和18∶0;单不饱和脂肪酸(MUFA)为18∶1和16∶1,多不饱和脂肪酸(PUFA)为18∶2n-6、18∶3n-3、ARA、EPA和DHA。肌肉、肝脏和性腺中饱和脂肪酸变动范围分别为23.3%-28.8%、22.1%-28.3%和26.3%-36.2%,其中以Ⅳ、Ⅴ期雌鳝和怀卵未产卵退化期黄鳝含量较高。MUFA变动范围分别为23.8%-28.1%、11.8%-22.6%和19.7%-28.1%,肌肉和性腺中含量较高,特别是Ⅱ-Ⅴ期雌鳝的肌肉和卵巢中MUFA较高,肝脏含MUFA较低。PUFA变动范围分别为38.8%-47.6%、43.7%-52.4%和38.2%-47.6%,肝脏组织相对较高。 黄鳝各组织中n-6PUFAs含量高于n-3PUFAs含量。黄鳝组织具有高含量的ARA(肌肉9.8%-15.9%;肝脏12.7%-19.0%;性腺5.7%-15.2%),较高含量DHA和较少的EPA,这一结果与海水鱼类高EPA、DHA,低ARA含量不同。黄鳝肝脏和性腺组织中脂肪酸含量存在性别差异。相对而言,雄性肝脏和精巢中具有高含量的ARA,而DHA含量较低;雌性肝脏和卵巢中ARA较低,而DHA含量较高。黄鳝卵巢中DHA特别是在卵巢卵细胞大生长阶段一直维持在较高水平,显示黄鳝卵巢发育有促进DHA合成或积累的作用。 3.黄鳝卵巢、受精卵和仔鱼脂肪和脂肪酸变动规律 黄鳝发育至第Ⅳ期中、末的成熟卵巢、受精卵、初孵仔鱼和不同发育阶段的饥饿仔鱼脂肪和脂肪酸含量测定结果表明:黄鳝成熟卵巢、受精卵、初孵仔鱼组织中均具有较高的脂肪和多不饱和脂肪酸,特别是DHA和ARA。卵中积累的脂肪在胚胎发育阶段消耗较少,在胚后发育前期消耗较多。胚后发育期间,对体内不同脂肪酸利用有一定优先顺序,首先主要以单不饱和脂肪酸(MUFA)作为能量代谢物质,其次利用饱和脂肪酸(SFA)、多不饱和脂肪酸(PUFA)中亚麻酸和亚油酸等,而ARA和DHA被保留,ARA和DHA只是在极端饥饿情况下代谢消耗,说明ARA和DHA是作为黄鳝结构脂的重要组成成份。因此,生产中应注意满足亲鳝对DHA、ARA的需要。 4.饲料中不同脂肪源对黄鳝的生长及其组织中脂肪酸的影响 采用6种脂肪源:鱼油(FO,含DHA、EPA);亚麻油(LO,含18∶3n-3);大豆油(SO,含18∶2n-6和18∶3n-3); ARA+花生油(APO,含ARA和18∶2n-6);花生油(PO,含18∶2n-6,缺乏n-3系列脂肪酸);猪油(PL,含18∶1,缺乏多不饱和脂肪酸),配制了6组含脂量为8%的等能(19.4 MJ/kg)、等氮(粗蛋白44%)实验饲料进行饲养试验。结果表明:黄鳝组织脂肪酸受饲料脂肪酸影响较大,18∶3n-3和18∶2n-6的含量变化与饲料中的对应脂肪酸含量呈线性相关;缺乏ARA的试验组,黄鳝各组织中ARA的含量与饲料中的18∶2n-6含量存在弱的线性相关;但各组织中ARA的含量均显著低于添加ARA的花生油组。缺乏EPA、DHA的亚麻油、大豆油、猪油、花生油各组,卵巢中的EPA和DHA含量与饲料中的18∶3n-3含量呈对数函数相关;但各组织中EPA、DHA的含量均显著低于鱼油组。说明黄鳝可分别利用18∶2n-6和18∶3n-3合成ARA、EPA和DHA,但合成长链多不饱和饱和脂肪酸(LC-PUFA)的量有限。饲料中不同脂肪源对黄鳝的生长有影响。花生油组的特定生长率(SGR)最低,显著低于大豆油、鱼油组;大豆油组的SGR显著高于除鱼油组之外的其它各组。表明n-3 PUFA是黄鳝生长重要的脂肪酸,黄鳝生长需要一个适宜的n-6/n-3比值,对n-6PUFAs的需求量高于n-3PUFAs;大豆油、亚麻油、猪油替代鱼油可基本满足黄鳝生长对脂肪酸的需要,其中以大豆油最佳。 5.饲料中添加不同脂肪源对雌性黄鳝生殖性能的影响 采用上述6种脂肪源配制的饲料培育幼鳝至卵巢发育成熟,获取受精卵,利用性体指数(GSI)、相对繁殖力、绝对繁殖力、孵化率、存活率和生存活力指数(SAI)为指标,比较不同脂肪源对黄鳝的生殖性能的影响。结果表明缺乏PUFAs的猪油和无n-3PUFAs的花生油为脂肪源饲料喂养的黄鳝性腺发育不良,性体指数(GSI)低,未能达到产卵水平;添加具有n-3PUFAs的鱼油、亚麻油、大豆油为脂肪源的饲料饲养的黄鳝性腺发育基本正常,能顺利产卵繁殖后代,而且增加n-3PUFAs含量,有提高繁殖力的趋势,具有LC-PUFA的鱼油组黄鳝幼体存活率较高;以ARA+花生油为脂肪源饲养的黄鳝所产受精卵孵化率较高。综合分析饲养亲鳝不仅需要n-3PUFAs和n-6PUFAs,而且还要求n-3和n-6PUFAs比例适宜。添加适量ARA可提高黄鳝受精卵的孵化率,添加含EPA和DHA的鱼油可提高幼体存活力。黄鳝亲本饲料中应注意添加PUFAs并保持n-3和n-6PUFAs比例适宜,添加EPA、DHA和ARA丰富的脂肪源可提高黄鳝的生殖性能。 6.饲料中添加不同脂肪源对黄鳝脂肪酸去饱和酶和延长酶基因mRNAs表达的影响 利用不同脂肪源饲料饲养的黄鳝,提取其肌肉、肝脏和卵巢组织样品中总RNA,反转录为cDNA。基于GenBank近亲缘种的去饱和酶(FAD)和延长酶(FAE)基因设计简并引物,扩增黄鳝cDNA获得同源片段,通过克隆测序,获得黄鳝FAD和FAE序列片段,再根据上述FAD和FAE的测序结果和已知的黄鳝β-actin序列,设计三对特定引物:FAD:正向(F)5-tccagcatcacgctaraaccc-3,反向(R)5-ccaragccatatccacccagt-3,目标片段:242bp。FAE:正向(F)5-gacaractacccaccgaccttt-3,反向(R)5-gacgcccagattgtagagca-3,目标片段:129bp。β-actin:正向(F)5-atcgccgcactcgttgtt-3,反向(R)5-tctccctgttggctttgg-3,目标片段340bp。扩增黄鳝cDNA计算不同脂肪源对FAD及FAE基因表达的影响。结果表明黄鳝具有脂肪酸去饱和酶及延长酶基因。黄鳝肌肉、肝脏和卵巢均有FAD和FAE基因的表达。饲料中缺少LC-PUFA时,18∶3n-3和18∶2n-6能诱导黄鳝肝脏和卵巢组织FAD和FAE基因的增强表达。结合黄鳝组织脂肪酸含量及繁殖试验结果,组织中LC-PUFA含量与饲料中18∶3n-3和18∶2n-6具有正相关,表明虽然黄鳝具有合成LC-PUFA的能力,但具有高含量18∶3n-3和18∶2n-6的饲料仍不能满足黄鳝繁殖对LC-PUFA的需求,说明合成LC-PUFA的能力较弱。 上述研究结果说明,脂肪酸特别是ARA和DHA对黄鳝生殖性能具有重要影响,通过饲料中的脂肪酸调控可提高黄鳝性体指数、受精卵孵化率和幼体成活率等生殖性能,这对促进黄鳝规模化苗种繁育具有重要指导意义。