豆粕替代鱼粉对牛蛙生长、肠道健康、肠道植酸酶活性及基因多样性的影响

发布时间：2020-07-30 08:03

【摘要】：以牛蛙(Rana(Lithobates)catesbeiana)为研究对象,研究豆粕替代鱼粉对牛蛙生长性能、饲料利用率和肠道健康的影响,并对牛蛙肠道粘膜植酸酶活性及植酸酶基因多样性进行了初步研究。(1)豆粕替代鱼粉对牛蛙生长性能和饲料利用率的影响用试验饲料饲喂初始体重为(40±0.3)g的牛蛙,每组设置5个重复,每个重复10只牛蛙,进行为期30 d的养殖试验,测定其生长性能和饲料利用率。结果显示:各组间牛蛙成活率无显著差异;豆粕替代鱼粉显著降低牛蛙的增重率、饲料效率和蛋白质效率,显著降低其对饲料干物质、蛋白质、总能、钙和磷的表观消化率(P0.05),FM组和SM50组磷的表观消化率差异不显著。肠道消化酶分析结果显示,豆粕100%替代鱼粉显著降低了牛蛙空肠和回肠蛋白酶活性(P0.05),SM50和SM100组牛蛙回肠脂肪酶活性显著低于FM组,淀粉酶活性显著高于FM组(P0.05)。(2)豆粕替代鱼粉对牛蛙肠道健康的影响试验一的养殖试验结束后,对牛蛙肠道组织形态学、肠道促炎性因子的表达和肠道粘膜微生物的多样性进行了研究。结果表明:豆粕替代鱼粉显著降低牛蛙肠道肠绒毛高度、肌层厚度和柱状上皮高度(P0.05),而肠道促炎因子IL-1β、IL-17、IL-8和TNF-αmRNA的表达量显著上调(P0.05)。豆粕替代鱼粉降低了牛蛙肠道微生物多样性。另外牛蛙肠道微生物组成显示,梭杆菌门、厚壁菌门和变形菌门是牛蛙肠道微生物主要菌门,丰度总和在99%以上。在属水平上,摄食全豆粕牛蛙的肠道内爱德华菌、弧菌和肠杆菌等致病菌的丰度增加,而芽孢杆菌和乳杆菌等益生菌丰度降低。(3)豆粕替代鱼粉及灌服抗生素对牛蛙肠道植酸酶活性的影响本研究的试验饲料同试验一,试验分为9组,分别是FM,SM50,SM100,FM+A,SM50+A,SM100+A,FM+A+S,SM50+A+S和SM100+A+S。其中FM,FM+A和FM+A+S组投喂对照组饲料;SM50,SM50+A和SM50+A+S投喂饲料豆粕替代鱼粉50%的饲料;SM100,SM100+A和SM100+A+S投喂豆粕完全替代鱼粉的饲料。养殖1个月后,测定FM,SM50和SM100各组饱食条件下牛蛙肠道植酸酶活性;测定FM+A,SM50+A和SM100+A各组饱食条件下灌服抗生素4 d后牛蛙肠道植酸酶活性;测定SFM+A,SM50+A+S和SM100+A+S各组饥饿条件下灌服抗生素4 d后牛蛙肠道植酸酶活性,分析牛蛙肠道植酸酶活性与肠道微生物的关系。试验结果显示,FM,SM50和SM100各组牛蛙回肠粘膜植酸酶活性高于空肠粘膜,平均为:25.52和39.76 nmol/mgprot/min。牛蛙空肠和回肠植酸酶活性在SM50和SM100组均有显著提高(P0.05)。饱食条件下灌服抗生素显著降低了SM50+A组牛蛙的回肠粘膜和SM100+A组牛蛙的空肠和回肠粘膜的植酸酶活性(P0.05)。饱食条件下豆粕替代水平和是否灌服抗生素对牛蛙肠道植酸酶活性具有显著地交互作用(P0.05)。牛蛙在灌服抗生素状态下,饲料中豆粕的替代水平对其肠道植酸酶活性无显著影响(P0.05)。牛蛙空肠和回肠粘膜的植酸酶活性在饥饿条件下显著低于饱食状态(P0.05)。摄食条件和蛋白替代水平对牛蛙肠道植酸酶活性具有显著地交互作用(P0.05)。牛蛙肠道植酸酶活性与消化道内微生物具有直接关系,灌服抗生素后牛蛙消化道粘膜植酸酶活性为16.46-26.41 nmol/mgprot/min。(4)全豆粕组牛蛙肠道粘膜植酸酶基因多样性的初步研究芽孢杆菌属(Bacillus)细菌产的植酸酶属于β-折叠植酸酶(BPP)。本研究利用芽孢杆菌属已知植酸酶基因保守区域设计植酸酶简并引物,以SM100组牛蛙回肠DNA为模板筛选出1对可用引物,长度为522 bp,最适Tm值为57℃。分别以牛蛙回肠粘膜DNA和蛙源产植酸酶细菌枯草芽孢杆菌和阴沟肠杆菌的菌液DNA为模板,探究植酸酶基因的多样性。结果显示,以蛙源枯草芽孢杆菌DNA为模板,共得到11条植酸酶基因序列。以蛙源阴沟肠杆菌DNA为模板,共得到10条植酸酶基因序列。以牛蛙回肠粘膜DNA为模板,共得到6条植酸酶基因序列。将以上测定序列与芽孢杆菌属的已知植酸酶氨基酸序列进行多重比对,结果发现测定序列位于植酸酶功能区域内,均含有[D/A][STA]DDPA[I/V]W[I/V/L]T[N/D/L]K功能位点。因此可以推测BPP植酸酶基因具有种内多态性和种间的多样性。
【学位授予单位】：集美大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S917.4
【图文】：

它是磷的有机形式，占总磷含量的 60-90％，具有抗营养的作用[61]。由其化学式如图1-1 所示。植酸盐是带负电荷的离子，它与植物性饲料中存在的二价和三价矿物阳离子（如Cu2 +，Zn2 +和 Cd2 +）形成复合物，降低其生物利用度。它们形成的不溶性植酸盐 - 矿物质复合物，使得矿物质离子不能被鱼体的胃肠道吸收[62]。植酸与蛋白质可形成强复合物（植酸盐 - 蛋白质），使蛋白质不容易被蛋白酶降解，从而抑制水产动物对氨基酸的消化吸收[63]。带电荷的磷酸基团具有强大螯合能力并形成三元复合物（植酸盐 - 矿物质 - 蛋白质）[64]。脂质和碳水化合物带正电荷，植酸盐可以与这些分子形成螯合物，抑制水生动物对它们的摄取，降低自身能量的利用率[65]。由于胃肠道中缺乏足够的肌醇六磷酸酶（植酸酶），导致单胃动物无法利用植酸磷。因此，摄入的植酸被排泄到环境中引起水体富营养化[66]。在过去十年中

有基因多样性。在牛羊瘤胃存在厌氧细菌产生的半胱氨酸植酸酶（CPs），研究结CPs 基因序列具有差异性，从而证明其基因多样性。β折叠磷酸酶（BPPs）主要存境和土壤中，无论在水环境和土壤还是在草鱼消化道中都发现其基因多样性[66, 111, 114外组氨酸酸性磷酸酶（HAPs）属于酸性植酸酶，因为其高比活和合适的酶活条件被用于商业用途，其基因多样性也已经得到证实[67]。木酶植酸酶基因多样性主要发生其氨基酸碱基的改变，导致其保守区域氨基酸活性中心的改变[112]。研究植酸酶基因一方面，通过表征环境中植酸酶基因的多样性和丰度，以便于更好的了解植酸酶物以及更好的描述其功能。另一方面让植酸酶在改善动物营养，人类健康，促进植物环境保护等方面发挥更好的作用。

图 1-3. 不同类型酵母和羽扇豆植酸酶降解植酸的途径（来源：Kaur 等人，2007）Figure 1-3 Pathway of phytase degradation by different types of yeast and lupin phytase (source: Kaur e1.5 牛蛙营养代谢的研究进展牛蛙(Rana (Lithobates) catesbeiana)原产于北美洲，在分类学上属于脊索动物无尾目蛙科蛙属，是大型杂食性蛙类[117]，于 1959 年从古巴引入我国。因其具有快，适应能力强、肉质鲜美、产量高等优点，近年来，牛蛙养殖业在我国南方地速，到 2017 年全国年产量已达到 91653 吨，已成为新兴的特种水产养殖品种之粉是牛蛙饲料的重要蛋白源，在之前的研究中发现豆粕替代鱼粉 80%的鱼粉而不长性能，但是其肠道消化酶活性降低，肠道组织形态受损[19](17-39)。在此基础上利发酵豆粕配置饲料喂养牛蛙，与全豆粕组相比其生长性能和饲料利用率显著增加酵可以降低抗营养因子含量[58](15-34)。在钙磷研究方面胡田恩发现牛蛙最适钙磷比（1.2）[119]，低磷低钙均会影响牛蛙生长发育。在此基础上本试验进一步研究豆粕部分或完全替代鱼粉对牛蛙生长性能、

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本文编号：2775257