草鱼幼鱼饲料蛋白质需要及代谢调控研究开题报告

 2023-02-19 08:02

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

一、本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等

1.1课题意义

草鱼属于鲤形目鲤科雅罗鱼亚科草鱼属,为典型的草食性鱼类,生长迅速,饲料来源广,是中国淡水养殖的四大家鱼之一,也是中国特有的、主要的淡水养殖鱼类,是世界上第三大养殖鱼类[1]。草鱼具有生长快、肉质好、易饲养和产量高等一系列优点,深受中国渔民和消费者的青睐。在草鱼所需的各种营养元素中,蛋白质对草鱼的影响最大[2],是鱼体生长发育的关键营养物质,也是决定饲料成本的主要因素[3]。蛋白质是维持鱼体生命活动所必需的营养元素,是构成鱼体的主要物质,也是鱼体能量的来源之一[4]。1997年,曹俊明等做了相关研究,在适宜的蛋白质范围,得出草鱼的相对生长率会随着饲料蛋白质含量升高而显著上升[5]。当饲料蛋白质摄入不足时会导致鱼类生长缓慢、体质量减轻及其他不良生理反应[6],但是当饲料蛋白质水平超过鱼体需要时,会向水环境中释放更多的氨氮,造成水质污染,不利于鱼体生长[7]。所以,研究草鱼幼鱼对饲料蛋白质的最适需求量不仅可以满足其生长的营养需求,促进草鱼精准、高效养殖,还可以降低饲料成本,保护环境。

1.2国内外研究概况

关于草鱼对蛋白质的需要量,在1977年,国外学者Dabrowski[8]对体重0.15-0.2g的草鱼幼鱼利用酪蛋白进行研究,得到蛋白质的最适需求量为52.6±1.9%;1980年,国内研究者林鼎等[9]对体重2.4-8.0g的草鱼利用酪蛋白和鱼粉试验,结果为22.77-27.66%;1987年, 廖朝兴[10]等测得1.9g重的草鱼最适值为48.26%,测得3.5-4g的草鱼,其最适值为29.64%,测得10g的草鱼最适值为28.20%。草鱼本身在不同阶段对蛋白质的需要水平也不一样,可分为三个阶段,即食性转变前、食性改变过渡期和食性改变后,廖朝兴等研究得到对蛋白质需求量分别为45-40%、35-30%、28-25%[10] 。蒋湘辉[11]在2010年研究得出0.75克的草鱼幼鱼对蛋白质的最适需要水平为25%;蒋湘辉[12]等在2013年研究发现随着饲料中蛋白水平的提高,草鱼(35.59 士 0.44g)特定生长率呈现出现升高后降低的趋势,当草鱼饲料蛋白质为28.02%,其特定生长率最大。可以看出,前期关于对草鱼蛋白质需求量的研究结果不尽相同,这是因为草鱼对蛋白质的需要受到鱼体大小、生理状况、水质水温、养殖密度、日投喂量、蛋白质品质等的影响[13]

李彬[14]等人在2013年研究了不同饲料蛋白质水平对大规格草鱼生长调控的影响,表明适宜水平的蛋白可提高草鱼肌肉蛋白质含量;蒋湘辉[11]等人在2010年研究饲料蛋白质水平对草鱼幼鱼鱼体组成的影响,发现对鱼体蛋白和灰份含量影响不大;蒋湘辉[12]在2013年研究饲料蛋白质水平对草鱼幼鱼消化酶活性的影响,发现随着饲料中蛋白含量的增加,蛋白酶活性先上升后下降,与国外学者 Das K N[15]对草鱼消化酶活性的研究成果一致。草鱼的抗氧化系统由酶性和非酶性系统组成[16],抗氧化能力对草鱼生长、肉质和价值具有重要的影响,徐静[17]研究发现适宜水平的蛋白质可提高生长中期草鱼肠道抗氧化酶的活力和GSH含量,增加草鱼肠道的抗氧化能力,同时也能提高草鱼的抗病力,增强草鱼肠道免疫功能;李彬[3]在研究生阶段研究了饲料蛋白水平对三种规格(12.1g、209g、454g)草鱼的生长、饲料利用、鱼体成分、血液生化指标以及氮代谢相关酶活性的影响;董小林[18]等在2019年研究了饲料蛋白质水平对中大规格(460、1970g)草鱼生长性能和肝脏组织的影响;曹俊明[19]等发现饲料蛋白质添加水平的升高可促进草鱼肝胰脏高度不饱和脂肪酸的生物合成等。适宜水平的蛋白质可以提高草鱼的生长性能,增强了草鱼的免疫功能和抗氧化能力,提高草鱼的肌肉品质,促进了草鱼的健康养殖。但是关于饲料蛋白质水平对草鱼幼鱼代谢调控的影响还没有系统的研究,也缺乏饲料蛋白质水平对草鱼幼鱼代谢调控相关的系统数据,所以本研究基于前人的研究成果,继续完善草鱼幼鱼对蛋白质的需要的数据和饲料蛋白质对草鱼幼鱼生长、代谢的影响。

1.3应用前景

对草鱼幼鱼饲料蛋白质最适需求和其对代谢调控影响的研究可以促进草鱼幼鱼的精准养殖,完善草鱼幼鱼的相关营养数据,为渔民和国内外相关学者提供参考依据,同时可以提高饲料蛋白质的利用效率,节省更多的饲料成本,促进饲料工业的发展,提高草鱼的市场竞争力。

2. 研究的基本内容和问题

二、研究的目标、内容和拟解决的关键问题

2.1研究目标

根据养殖试验、实验和数据收集、处理,测出草鱼幼鱼对饲料蛋白质的最适需求量;同时,探究出饲料蛋白质水平对草鱼幼鱼生长、摄食、全鱼成分和代谢调控的影响。

2.2研究内容

通过养殖试验,以饲料系数、增重率、特定增长率等生长数据为依据,确定草鱼幼鱼对饲料蛋白质的最适需要;通过测定相关生长基因和肠道组织酶活的测定等实验,探究饲料蛋白质水平对草鱼幼鱼代谢调控影响的研究。

2.3拟解决的关键问题

由于草鱼在不同的阶段对蛋白质的需求不同,保证草鱼幼鱼的营养需求,才能确保中后期草鱼的生长和肉质,所以本研究拟得出草鱼幼鱼对饲料蛋白质的最适需求量,结合对草鱼幼鱼代谢调控的影响,确定草鱼幼鱼饲料蛋白质的最适需求量,有助于完善草鱼营养需求参数,实现草鱼配合饲料精确营养,达到促进鱼类生长,减少过量蛋白的排放对水环境污染的目的。

3. 研究的方法与方案

三、研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

3.1研究方法

用单因素梯度配方制作等能的饲料,通过设置分组和重复,在循环养殖桶中养殖和管理。草鱼样品收集后通过计算增重率、特定生长率、蛋白质沉积率、饲料系数等生长指标确定草鱼幼鱼对蛋白质的最适需求;通过实时荧光定量仪检测生长相关基因,用凯氏定氮法检测鱼体粗蛋白含量、索氏抽提法测定鱼体粗脂肪含量和水分及灰份检测等来研究饲料蛋白水平对草鱼幼鱼体组成、生长、摄食等的影响和其对草鱼幼鱼生理代谢的调控。

3.2技术路线

3.3实验方案

3.3.1实验设计与实验饲料

本实验采用单因素梯度配方设计,以鱼粉 (67.4%粗蛋白,9.3%粗脂肪)、酪蛋白(90.2%粗蛋白)和明胶为蛋白源,糊精为糖原,豆油为脂肪源配制等能不等氮的半精制饲料,一共六组饲料,蛋白水平分别为:16.53%、22.86%、29.19%、35.52%、41.85%、48.18%。各种粉碎的原料分别充分混匀,加15%自来水泡匀后,用SLP-45型质粒机(中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所)制成粒径1.0mm的沉性颗粒饲料,室温72h阴干后于4℃冰柜中保存备用。

3.3.2实验鱼与饲养管理

养殖实验在中国水产科学研究院淡水渔业研究中心大埔实验基地中进行。实验所用草鱼幼鱼购自本基地,驯化15d后,将720条体质健壮,规格和重量基本一致的草鱼鱼种,初始体重(0.38±0.01)g,设置6个实验组,每组设3个重复,每个重复放养40尾。每天定时投喂4次(8:00、11:00、14:00和17:00),每次投喂持续30min,日投放量为鱼体的3%-5%,并根据摄食和生长情况作适当调整,直到表观饱食为止,养殖周期为8周。

3.3.3样品采集与处理

饲养实验结束后,禁食24 h,每箱随机选取3尾,每组9尾草鱼,测定每条鱼的体重、体长、内脏重、肝脏重等,并将每尾鱼的肝脏、肠道留存于-20℃下冻存备用,以计算内脏比、肝体比及肥满度。

3.3.4测定指标与方法

相关生长基因检测:采用荧光实时定量(RT-PCR)的方法测定生长基因的表达量。

3.3.5全鱼体成分分析

饲养实验结束后,毎个重复随机选取3尾鱼,每组处理9尾鱼,用于测定鱼体的粗蛋白、粗脂肪、灰分和水分含量等常规营养成分。

3.3.6数据统计与分析

实验数据用SPSS16.0统计软件包中的单因素方差分析(one-way anova),若差异显著时,再进行多重比较(Duncan’sprocedure),P0.05表示差异显著,所有的结果均以平均值±标准误(Mean±SE)表示。

3.4可行性分析

基于前人丰富的研究经验和文献支持,依托于南京农业大学无锡渔业学院和中国水产科学研究院水产病害与饲料研究室提供的实验设备和资金支持,在任鸣春和梁化亮老师的指导下和实验室师兄师姐的帮助下,可以按时完成此本科毕业设计。

4. 研究创新点

四、特色或创新之处

水产动物对蛋白质的需求受到生长阶段、饲料蛋白源的营养价值以及环境等多方面的影响。蛋白质过低会降低鱼体的生长性能,过高的蛋白质含量将使体内蛋白质代谢紊乱、氮排泄升高,导致水体污染,适宜的蛋白水平可以改善鱼体的生长发育和健康状况,同时蛋白原料也是饲料成本中花费最大的部分,因此本实验选用草鱼幼鱼为实验对象,探讨草鱼幼鱼饲料蛋白需要量及其代谢调控研究。此实验有助于完善草鱼营养需求参数,实现草鱼配合饲料精确营养,促进鱼类生长,提高饲料的利用价值,减少过量蛋白的排放对水环境的污染。

5. 研究计划与进展

五、研究计划及预期进展

2019.5-2019.6:查阅文献,撰写文献综述,制定研究方案和实验计划;

2019.6-2019.7:实验材料准备,包括饲料制作、购买及驯化草鱼幼鱼、准备养殖设备、进行预实验;

2019.7-2019.8:草鱼养殖与管理;

2019.8-2019.9:草鱼样品采集与处理;

2019.10-2019.12:实验处理和数据收集;

2020.2-2020.3:数据处理与分析、撰写课题简介并提交系统;

2020.3-2020.4:撰写开题报告;

2020.4-2020.5:撰写中期检查并汇报、撰写毕业论文初稿;

2020.5-2020.6:修改本科设计毕业论文并完成毕业论文定稿、提交;

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