IOCAS-IR
不同来源的虾青素对凡纳滨对虾幼虾的影响及作用机制
刘晓慧
学位类型硕士
导师刘建国
2018-05-09
学位授予单位中国科学院大学
学位授予地点中国科学院海洋研究所
学位名称理学硕士
学位专业海洋生物学
关键词雨生红球藻,合成虾青素,立体异构,凡纳滨对虾
摘要

    近年来,凡纳滨对虾养殖产业在我国发展迅猛,已遍及我国南北方沿海,并进一步扩展到内陆地区。作为最主要的水产养殖品种,凡纳滨对虾在规模化养殖中极易出现体色暗淡、免疫力低下、发病率高、肉质粗糙等问题,严重影响着对虾制品的营养品质、销售价格和产量。为解决上述共性问题,本研究从对虾食物结构入手,选择雨生红球藻与人工合成虾青素所制饲料,设置不同梯度组开展饲料投喂实验。众所周知,虾青素因具有强抗氧化性,在营养科学、化妆品、食品、水产养殖业与饲料加工等行业被广泛使用。根据来源,虾青素分为天然与人工合成两大类。天然虾青素主要有雨生红球藻与红发夫酵母两种来源。其中,红球藻虾青素组成配比(单酯约占70%,双酯约占25%,单体约占5%)以及以左旋构型为主的旋光特性,与水产动物所含虾青素结构相近。虾青素是水产动物中含有的主要类胡萝卜素,本论文研究以雨生红球藻和人工合成虾青素为主,通过分析两种来源虾青素所制成饲料的色素含量与结构、类胡萝卜素保有率、以及凡纳滨对虾摄取饲料后体内色素含量与结构、生长参数、抗氧化酶活、抗病性等的变化,探讨虾青素对对虾幼虾的影响,了解不同虾青素结构在对虾体内消化吸收后累积的变化规律。

    本文的主要研究结果如下:

        1. 在饲料制作和储存过程中,虾青素损失严重,相对而言以红球藻(天然虾青素/植物源虾青素)饲料其保留效果明显好于添加人工合成品的。其中,在制料过程中(制粒、高温熟化与冷却烘干),红球藻饲料中的类胡萝卜素损失率达61%,而人工合成虾青素饲料中的类胡萝卜素损失率更大,只有27.3%保留率。在储存过程中,经过常温避光下保存30天,不同来源的虾青素饲料也存在很大差异,红球藻饲料中的类胡萝卜素保留率为92%,而人工合成虾青素的保留率只有61%

        2. 就异构体性质而言,雨生红球藻饲料的虾青素主要为左旋结构和全反式异构体,其左旋:消旋:右旋的比率为30:3:1,顺式/反式异构体比率是0.21;在合成虾青素制备的饲料中左旋结构比率相对下降,而全反式比率高,其左旋:消旋:右旋的比率为6:2:1,而顺式/反式异构体比率是0.13饲料中上述异构体特性,均与红球藻和合成产品中虾青素异构体比率存在差异,表明饲料制备过程中可能存在一定的异构化,或在添加鱼粉中含有少量虾青素。

        3. 同等虾青素浓度下,与人工合成虾青素相比,植物源虾青素提高凡纳滨对虾体重与体长的效果更明显,其中红球藻组对虾体重与体长可达1.167 g4.663 cm,均明显高于人工合成组(0.667g4.238 cm)。同时,随两种虾青素添加量增加,凡纳滨对虾体内的超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)的酶活呈现“低--低”变化趋势,最高值分别为17.32±1.71 U/mg protein197.76±40.29 U/mg protein,最低值分别为10.64±1.22 U/mg protein108.24±14.15 U/mg protein。但随虾青素添加量增加,过氧化氢酶(CAT)在雨生红球藻饲料(natural astaxanthinN-Ast140,类胡萝卜素含量140 mg/kg)组中出现最高酶活性值(7.93±1.18 U/mg protein)。

        4. 所有投喂虾青素的实验组间对虾单位湿重的类胡萝卜素含量没有显著差异(P > 0.05),但虾青素含量明显不同,随饲料虾青素含量增加而累积。N-Ast140组对虾的顺式/反式异构体比率为0.191N-Ast90N-Ast50S-Ast70synthetic astaxanthin,类胡萝卜素含量70 mg/kg)和对照组分别为0.2890.2540.2390.224。对虾体内的光学异构体的配比为5:4:13:3:1,这与饲料的光学异构体的配比差异显著,我们据此推断对虾体内虾青素代谢途径中可能存在差向异构化酶。

        5. 天然虾青素可以显著提高对虾抗干露与耐低温能力。两种虾青素均可延长对虾的脱水时间,维持一定的成活率,N-Ast90N-Ast140组的对虾成活率显著高于N-Ast50S-Ast70组(P < 0.05)。同时,两种虾青素可以提高对虾耐低温能力,低温处理10 min21°C海水恢复1 h后发现N-Ast140组对虾成活率最高为65.6%

        6. 攻毒实验发现N-Ast140N-Ast90组对虾抗性优于其他组的对虾。N-Ast90组对虾cMnSOD mRNA表达显著提升(P < 0.05)S-Ast70组对虾GPx mRNA表达量显著减少(P < 0.05)。说明:天然虾青素可能诱导抗氧化酶基因的表达,以此缓解细菌引起的胁迫反应。

    以上数据表明:在高温与常温下,利用天然虾青素加工饲料比合成虾青素稳定性更好。红球藻饲料具有更高的顺反异构比与左旋比率含量,其抗氧化性更好,在对虾体内更容易被吸收累积。目前依据生长参数和抗病性等指标,凡纳滨对虾幼虾饲料中天然虾青素最适添加量是90 mg/kg,该添加量下饲喂可显著提高抗氧化酶活性,提高应激实验中对虾成活率以及攻毒后抗氧化酶基因表达量。这些结果可为解决养殖对虾出现的共性问题提供理论基础与数据支持。

学科门类理学 ; 理学::海洋科学
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/154460
专题中国科学院海洋研究所
第一作者单位中国科学院海洋研究所;  实验海洋生物学重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
刘晓慧. 不同来源的虾青素对凡纳滨对虾幼虾的影响及作用机制[D]. 中国科学院海洋研究所. 中国科学院大学,2018.
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