錳源和錳水平對斜帶石斑魚幼魚生長、抗氧化功能和礦物元素沉積的影響

聶家全，董曉慧，譚北平，遲淑艷，楊奇慧，劉泓宇，章雙

(廣東海洋大學(xué) 水產(chǎn)學(xué)院，水產(chǎn)動物營養(yǎng)與飼料實驗室，廣東 湛江 524088)

?

錳源和錳水平對斜帶石斑魚幼魚生長、抗氧化功能和礦物元素沉積的影響

聶家全，董曉慧，譚北平，遲淑艷，楊奇慧，劉泓宇，章雙

(廣東海洋大學(xué) 水產(chǎn)學(xué)院，水產(chǎn)動物營養(yǎng)與飼料實驗室，廣東 湛江 524088)

摘要:為研究甘氨酸錳(GMn)和羥基蛋氨酸錳(HMn)對斜帶石斑魚Epinephelus coioides幼魚生長、抗氧化功能和礦物元素沉積的影響，在基礎(chǔ)飼料中添加0、2、4、8、16、32 mg/kg(以錳計)的甘氨酸錳或羥基蛋氨酸錳分別制成11種試驗飼料，在水溫為(28±2)℃條件下，投喂初始體質(zhì)量為12.26 g的斜帶石斑魚幼魚8周。結(jié)果表明：(1)對照組(不添加錳)的增重率(WGR)顯著低于錳添加組(P<0.05)，兩個錳添加組的WGR均隨錳添加量的增加逐漸升高后趨于穩(wěn)定；以WGR為判據(jù)，通過折線模型分析表明，以GMn和HMn為錳源時，石斑魚對飼料中錳的最適需要量分別為9.04、12.87 mg/kg，GMn的生物利用率相當(dāng)于HMn的1.78倍。(2)石斑魚肝臟中錳超氧化物歧化酶(Mn-SOD)活性隨著錳添加水平的增加先升高后下降，丙二醛(MDA)含量隨著錳添加水平的增加而減少；以肝臟Mn-SOD活性為判據(jù)，通過一元二次回歸方程分析得出，以GMn和HMn為錳源時，石斑魚對飼料中錳的最適需要量分別為21.15、20.61 mg/kg。(3)石斑魚脊椎骨和全魚的錳含量隨飼料中錳含量的升高而顯著增加(P<0.05)；對照組脊椎骨的鐵含量顯著高于錳添加組(P<0.05)，脊椎骨和全魚的鐵含量隨飼料中錳含量的升高而顯著減少(P<0.05)。研究表明，當(dāng)飼料中錳含量滿足斜帶石斑魚幼魚生長需要時，進一步補充有機錳源對其生長性能無顯著影響，甘氨酸錳的生物利用率高于羥基蛋氨酸錳，而兩種錳源的抗氧化能力相似。

關(guān)鍵詞:斜帶石斑魚；錳；生長性能；抗氧化能力；礦物元素沉積

錳是水產(chǎn)動物體內(nèi)的必需微量元素之一，它是多種酶的組成成分，含錳的金屬酶至少有3種：錳超氧化物歧化酶(Mn-SOD)、精氨酸酶和丙酮酸羧化酶[1]。錳是硫酸軟骨素合成酶的必需輔助因子，參與構(gòu)成骨骼基質(zhì)硫酸軟骨素的形成，維持骨骼正常發(fā)育[2]，錳具有促進生長、增強免疫力和提高魚體繁殖性能等作用[3]。研究表明，飼料中含有適量錳可以維持魚類正常生長代謝，飼料中缺乏錳會導(dǎo)致魚類成活率下降，生長緩慢，攝食量降低，骨骼畸形，晶狀體白內(nèi)障，組織中錳含量和Mn-SOD活性下降，胚胎死亡率升高，孵化率降低[3]。

斜帶石斑魚Epinepheluscoioide分布于中國的南海和東海，為近海暖水性底層廣鹽性魚類，其具有生長快、抗病力強、肉質(zhì)鮮美、經(jīng)濟價值高等特點，是中國南方廣泛養(yǎng)殖的海水魚類。目前，以硫酸錳作為錳源來研究魚類對錳元素的營養(yǎng)需求較多，而關(guān)于魚類對有機錳需求的研究卻很少。為此，本研究中進行了不同添加水平的甘氨酸錳和羥基蛋氨酸錳飼料對斜帶石斑魚幼魚生長、抗氧化力和礦物元素沉積影響的研究，以確定斜帶石斑魚飼料中錳的適宜添加量，為科學(xué)添加錳元素和精準(zhǔn)研制石斑魚飼料配方提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

試驗用斜帶石斑魚幼魚購于廣東省雷州市覃斗鎮(zhèn)某養(yǎng)殖場。

以酪蛋白(Alfa Aesar公司)和智利紅魚粉為主要蛋白源，玉米淀粉為糖源，玉米油、魚油和卵磷脂為脂肪源制成基礎(chǔ)飼料?；A(chǔ)飼料中包含(風(fēng)干基礎(chǔ)，均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)%)酪蛋白46.0、魚粉 、玉米淀粉25.0、魚油3.0、玉米油3.0、卵磷脂2.0、維生素預(yù)混料0.3、礦物質(zhì)預(yù)混料0.7、維生素C磷酸酯0.2、氯化膽堿0.5、磷酸二氫鈣1.0、乙氧基喹啉0.05、誘食劑0.1、羧甲基纖維素鈉2.0、-纖維素1.1。其中，維生素預(yù)混料(mg/kg飼料)包括硫胺素25、核黃素45、鹽酸吡哆醇20、維生素B120.1、維生素K310、肌醇800、泛酸60、煙酸200、葉酸20、生物素1.20、維生素A 32、維生素D35、維生素E 120、微晶纖維素1661.7；去錳礦物質(zhì)預(yù)混物(mg/kg飼料)包括氟化鈉2、碘酸鈣0.94、氯化鈷50、硫酸銅10、硫酸亞鐵80、硫酸鋅50、硫酸鎂1200、氯化鈉100、沸石粉5507.06?；A(chǔ)飼料的粗蛋白、粗脂肪、灰分、錳含量分別為51.76%、8.83%、6.00%、4.35%(均為實測值)。

1.2方法

1.2.1試驗飼料的配制在基礎(chǔ)飼料中分別添加甘氨酸錳(廣州天科科技有限公司)和羥基蛋氨酸錳(長沙興嘉生物工程股份有限公司)，錳的添加水平分別為0、2、4、8、16、32 mg/kg，共配制出11種飼料。不添加錳的飼料記為C-0(對照)，添加甘氨酸錳的飼料記為GMn-2、GMn-4、GMn-8、GMn-16、GMn-32，添加羥基蛋氨酸錳的飼料記為HMn-2、HMn-4、HMn-8、HMn-16、HMn-32。經(jīng)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)測定，飼料(以干物質(zhì)計)中錳的實際含量：對照組為4.35 mg/kg；GMn組分別為6.31、9.32、12.87、20.86、35.80 mg/kg；HMn組分別為6.93、8.80、13.00、20.42、36.75 mg/kg。將各種飼料原料粉碎過后60目篩，按配方比例準(zhǔn)確稱重后混勻，攪拌15 min，少量組分采用逐級擴大法混合，然后加入魚油、玉米油和卵磷脂，混勻后過40目篩，加入氯化膽堿和磷酸二氫鈣，繼續(xù)攪拌 15 min，將攪拌好的飼料壓制成粒徑為3.0 mm 的顆粒飼料，風(fēng)干后用封口袋編號分裝，于冰箱(-20 ℃)中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2試驗設(shè)計及飼養(yǎng)管理斜帶石斑魚幼魚運回后暫養(yǎng)于廣東省湛江市東海島廣東海洋大學(xué)海洋生物研究基地室外水泥池中，投喂不添加錳的基礎(chǔ)飼料10 d，使魚種逐漸適應(yīng)飼料和養(yǎng)殖環(huán)境。試驗共設(shè)11個組，每組設(shè)3個重復(fù)，試驗在33個1 m3的聚乙烯玻璃鋼桶中進行。挑選990尾健康無病、規(guī)格一致且活力較好的試驗魚(體質(zhì)量為12.26 g±0.37 g)隨機分配到33個養(yǎng)殖桶中，飼養(yǎng)8周。每天9：00、17：00飽食投喂，每天換水一次，海水鹽度為25~30，水溫為(28±2)℃，溶解氧>5 mg/L，水中錳離子含量為2.4~3.7 μg/L。

1.2.3樣品的采集與測定試驗結(jié)束時，從每桶中隨機取20尾魚，5尾用于全魚礦物質(zhì)含量的分析，15尾魚從尾靜脈采血，血樣在冰箱(4 ℃)中靜置5 h后，4 ℃下以4500 r/min離心15 min，制備血清，并置于-20 ℃下保存待分析。抽血后的魚立即解剖，取其肝臟放入防凍管，并立即放入液氮罐中，取樣結(jié)束后再放入超低溫冰箱(-80 ℃)中保存，待測酶活力。

采用南京建成生物工程研究所的試劑盒測定肝臟堿性磷酸酶(AKP)、脂蛋白脂酶(LPL)、肝脂酶(HL)活性，肝臟與血清中的錳超氧化物歧化酶(Mn-SOD)活性、丙二醛(MDA)含量，按試劑盒說明書方法進行測定。將取出內(nèi)臟的魚體放入沸水中5 min，再用蒸餾水反復(fù)沖洗，去掉附著在脊椎骨上的肌肉，將脊椎骨在100 ℃下烘干2 h，然后粉碎，用乙醚抽提12 h后，再于105 ℃下烘干。飼料、脊椎骨和全魚樣品用優(yōu)級純的硝酸和雙氧水消化后，用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀測定銅、鐵、錳、鋅含量。采用105 ℃烘干恒重法、凱氏定氮法(GB 6432-86)、索氏提取法(以乙醚為抽提液) (GB 6433-86)、高溫灼燒法(GB 6538-86)分別測定飼料的水分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和灰分含量。

1.2.4計算公式

成活率(SR，%)=100×Nt/N0，

增重率(WGR，%)=100×(Wt-W0+W1)/W0，

飼料系數(shù)(FCR)=F/(Wt-W0+W1)，

體長特定生長率(SGRL，%/d)=100×(lnLt-lnL0)/t,

其中:Nt、N0分別為試驗結(jié)束和試驗開始時魚的數(shù)量；Wt、W0分別為試驗結(jié)束和試驗開始時魚的質(zhì)量(g)；W1為試驗過程中死亡魚的質(zhì)量(g)；Lt、L0分別為試驗結(jié)束和試驗開始時魚的體長(cm)；t為試驗時間(d)；F為攝食量(g)。

1.3數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。采用SPSS 17.0軟件進行單因素方差分析(One-Way ANOVA)和Duncan多重比較，顯著性水平設(shè)為0.05。

2結(jié)果與分析

2.1不同錳水平組斜帶石斑魚的生長狀況

從表1可見：兩種錳添加組魚的生長隨飼料中錳添加量的增加而加快，增重率先升高后穩(wěn)定；錳添加組增重率均顯著高于對照組(P<0.05)，其中，GMn-2、HMn-2和HMn-4組間增重率無顯著性差異(P>0.05)，均顯著低于其他錳添加組(P<0.05)，其他錳添加組間無顯著性差異(P>0.05)。以增重率為判據(jù)，通過折線模型分析得出，以甘氨酸錳和羥基蛋氨酸錳為錳源時，石斑魚對錳的最適需要量分別為9.04、12.87 mg/kg。用拐點以下直線斜率的比值計算得出：石斑魚對甘氨酸錳的生物利用率相當(dāng)于羥基蛋氨酸錳的1.78倍(圖1)。

從表1還可見：石斑魚幼魚各組間成活率無顯著性差異(P>0.05)；除GMn-32組外，其余錳添加組的飼料系數(shù)均顯著低于對照組(P<0.05)，HMn-8組的飼料系數(shù)最低；除HMn-2組外，其余錳添加組的體長特定生長率均顯著高于對照組(P<0.05)，HMn-16組的體長特定生長率最高；對照組的肥滿度顯著高于錳添加組(P<0.05)。

表1　飼料中錳含量對斜帶石斑魚生長性能的影響

注：同列中標(biāo)有不同小寫字母者表示組間有顯著性差異(P<0.05)，標(biāo)有相同小寫字母者表示組間無顯著性差異(P>0.05)，下同

圖1　飼料中錳添加量與斜帶石斑魚增重率的關(guān)系Fig.1　Relationship between dietary Mn level and weight gain rate in the grouper Epinephelus coioides

Note:The means with different letters within the same column are significant differences at the 0.05 probability level, and the means with the same letters within the same column are not significant differences, et sequentia

2.2不同錳水平組斜帶石斑魚組織的抗氧化指標(biāo)、堿性磷酸酶和總脂酶活性

從表2可見：各組石斑魚血清Mn-SOD活性、MDA含量和肝臟LPL活性均無顯著性差異(P>0.05)；GMn組肝臟HL活性隨錳水平的增加先升高后降低，HMn組肝臟HL活性隨錳水平的增加而逐漸升高；對照組肝臟Mn-SOD活性顯著低于錳添加組(P<0.05)，肝臟Mn-SOD活性隨著錳水平的增加先升高后降低，GMn-8和HMn-8組最高；肝臟MDA含量隨著錳水平的增加而減少， GMn-8和HMn-8組最低；肝臟Mn-SOD活性和MDA含量在不同錳源的同一添加水平間無顯著性差異(P>0.05)。以肝臟Mn-SOD活性為判據(jù)，通過一元二次回歸方程分析得出，以甘氨酸錳和羥基蛋氨酸錳為錳源時，石斑魚幼魚對飼料中錳的最適需要量分別為21.15、20.61 mg/kg(圖2)。

2.3不同錳水平組斜帶石斑魚脊椎骨和全魚的錳、銅、鋅、鐵含量

從表3可見：各組石斑魚幼魚脊椎的銅、鋅含量和全魚的銅含量均無顯著性差異(P>0.05)；脊椎骨和全魚的錳含量隨飼料中錳水平的增加而增加，GMn-32和HMn-32組最高；全魚的鋅含量隨飼料中錳水平的增加呈先升高后降低；對照組脊椎骨的鐵含量顯著高于錳添加組(P<0.05)，脊椎骨和全魚的鐵含量隨飼料中錳水平的增加而減少。以脊椎骨的錳含量為判據(jù)，用直線斜率的比值計算得出，石斑魚對甘氨酸錳的生物利用率相當(dāng)于羥基蛋氨酸錳的1.07倍。

表2飼料中錳含量對斜帶石斑魚抗氧化指標(biāo)、堿性磷酸酶和總脂酶活性的影響

Tab.2Effects of dietary Mn level on antioxidative indices and activities of AKP,HL and LPL in the grouperE.coioides

組別group肝臟liver錳超氧化物歧化酶/(U·mg-1)Mn-SOD丙二醛/(nmol·mg-1)MDA堿性磷酸酶/(U·g-1)AKP脂蛋白脂酶/(U·g-1)LPL肝脂酶/(U·g-1)HL血清serum錳超氧化物歧化酶/(U·mL-1)Mn-SOD丙二醛/(nmol·mL-1)MDAC-034.58±1.31a8.69±0.13f9.74±0.20a1.81±0.083.36±0.13ab35.52±0.676.07±0.32GMn-246.16±1.69bcd7.01±0.26de9.91±0.30ab1.90±0.073.28±0.07ab33.71±0.836.39±0.09GMn-451.59±1.29ef6.42±0.16cd10.54±0.21bc1.92±0.123.63±0.20bc34.47±0.666.06±0.37GMn-853.83±0.46fg5.18±0.14a11.20±0.25c1.85±0.013.41±0.20ab34.35±0.796.01±0.08GMn-1650.86±1.14def5.55±0.09ab10.56±0.15bc1.89±0.103.92±0.02cd34.90±1.106.04±0.16GMn-3242.70±1.53b5.69±0.16abc10.72±0.12c1.88±0.033.12±0.09a35.18±0.306.43±0.47HMn-245.04±1.26bc7.24±0.28e9.94±0.38ab1.74±0.033.23±0.09ab33.53±0.386.10±0.07HMn-448.62±0.26cde6.27±0.50bc10.75±0.03c1.75±0.013.58±0.25bc33.36±0.646.01±0.05HMn-856.69±2.35g5.35±0.23a11.25±0.15c1.71±0.003.27±0.03ab34.24±0.256.39±0.37HMn-1650.85±2.19def5.75±0.25abc10.73±0.10c1.84±0.053.96±0.06cd34.45±0.596.15±0.01HMn-3241.85±1.66b6.11±0.06bc10.75±0.21c1.83±0.034.18±0.01d34.13±0.916.01±0.13

圖2　飼料中錳添加量與石斑魚肝臟Mn-SOD活性的關(guān)系Fig.2　Relationship between dietary Mn level and hepatic Mn-SOD activities in the grouper Epinephelus coioides

3討論

3.1錳對斜帶石斑魚生長性能的影響

本研究結(jié)果表明，飼料中錳含量對石斑魚幼魚的成活率無顯著影響，增重率卻隨著飼料中錳含量的增加逐漸增加后趨于平穩(wěn)，超出生長需要量劑量的錳對石斑魚幼魚生長無顯著影響。這與黃顙魚Pelteobagrusfulvidraco[4]、異育銀鯽Carassiusauratusgibelio[5]和軍曹魚Rachycentroncanadum[6]的生長相似。Ye等[7]報道飼料中錳添加量為1000 mg/kg時，斜帶石斑魚仍能正常生長。本研究中，錳最高添加量組的增重率與適宜需要量組無顯著性差異，表明32 mg/kg的錳添加水平尚未引起石斑魚幼魚的不良反應(yīng)；而攝食對照組飼料的石斑魚幼魚生長緩慢，飼料系數(shù)偏高，這表明基礎(chǔ)飼料中的錳含量不能滿足石斑魚幼魚生長的需要，錳是石斑魚生長發(fā)育必需的微量元素。這與飼料缺錳導(dǎo)致虹鱒Oncorhynchusmykiss[8]、鯉Cyrinuscarpio[9]、異育銀鯽[5]和黃顙魚[4]生長緩慢、飼料利用率降低的研究結(jié)果類似。影響魚體骨骼系統(tǒng)正常發(fā)育除了環(huán)境條件及遺傳因子以外，還有飼料營養(yǎng)均衡的問題[10]。骨骼基質(zhì)的硫酸軟骨素是黏多糖的組成成分，黏多糖的合成必須有多糖聚合酶和半乳糖轉(zhuǎn)移酶[2]。動物機體缺錳時，軟骨組織受傷害，骨骼畸形。本研究中，體長特定生長率隨飼料中錳含量的增加而逐漸升高，GMn-16組和HMn-16組的特定生長率達最大值，這表明飼料中添加一定量的錳能夠促進石斑魚骨骼的生長發(fā)育，而GMn組的肥滿度呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，HMn組的肥滿度呈現(xiàn)先降低后趨于平穩(wěn)的趨勢，這表明飼料中添加適量錳能降低肥滿度，有助于增加魚的體長。

表3飼料中錳含量對斜帶石斑魚脊椎骨和全魚礦物元素含量的影響

Tab.3Effects of dietary Mn level on mineral accumulation in vertebrae and whole fish in the grouperE.coioides

mg/kg

以增重率和脊椎骨的錳含量為判據(jù)，斜帶石斑魚對甘氨酸錳的生物利用率相當(dāng)于羥基蛋氨酸錳的1.78和1.07倍。試驗動物種類、規(guī)格、飼料配方和生理功能等差異，以及有機錳溶解度和絡(luò)合強度不同均可引起試驗動物對有機錳的生物利用率不同。本研究中所用甘氨酸錳和羥基蛋氨酸錳的螯合強度適中，但甘氨酸錳水溶性較高，羥基蛋氨酸錳微溶于水。Leach等[10]認(rèn)為，單獨應(yīng)用礦物質(zhì)溶解度不能顯示有機微量元素產(chǎn)品潛在的生物可利用性。從石斑魚攝入有機錳到吸收需要經(jīng)過兩個pH變化較大的消化器官，即偏酸性的胃和偏堿性的腸，在此過程中，有機微量元素可能與飼料的其他成分發(fā)生很多反應(yīng)，以減少到達小腸吸收位點的數(shù)量。目前，關(guān)于提高有機微量元素生物學(xué)利用率和其在低pH消化道中的結(jié)構(gòu)完整性還存在爭議[11]。

魚類對錳需要量的判據(jù)主要有生長性能、飼料利用率、組織中錳含量和肝臟Mn-SOD活性等。以增重率和飼料利用率為判據(jù)得出的錳需要量低于以骨骼礦化為判據(jù)的需要量。本研究中，以增重率為判據(jù)時，石斑魚對飼料中甘氨酸錳和羥基蛋氨酸錳的需要量分別為9.04、12.87 mg/kg；而以肝臟Mn-SOD活性為判據(jù)時，對甘氨酸錳和羥基蛋氨酸錳的需要量分別為21.15、20.61 mg/kg。以增重率為判據(jù)得出的錳需要量低于以肝臟Mn-SOD活性為判據(jù)的需要量。這表明以增重率為判據(jù)得出的錳需要量未能夠滿足石斑魚在抗氧化方面的需求。Tan等[4]對黃顙魚的研究也發(fā)現(xiàn)，以增重率為判據(jù)時，對錳的需要量(5.5 mg/kg)低于以肝臟Mn-SOD活性為判據(jù)時的需要量(6.4 mg/kg)。本研究中的石斑魚全魚和脊椎骨的錳含量隨著飼料中錳水平的增加而逐漸升高，但尚未達到最大值，當(dāng)石斑魚生長最快時并不一定是錳蓄積量達到最大值時，因此，全魚和脊椎骨的錳含量不適宜作為石斑魚對錳需要量的判據(jù)，這與Tan等[4]研究黃顙魚對錳需要量的判據(jù)相似。但Pan等[5]研究異育銀鯽對錳需要量時卻指出，脊椎骨和殘骸的錳含量隨著飼料中錳水平的增加而升高，出現(xiàn)最適需要量值，適宜作為判據(jù)，而肝臟SOD活性是一個不顯著的指標(biāo)，不適合作為判據(jù)。Lin等[12]研究奧尼羅非魚Oreochromisniloticus×O.aureus對錳需要量時認(rèn)為，肝臟Mn-SOD活性和全魚的錳含量均適合作為判據(jù)。魚類對錳需要量的判據(jù)有多種，魚種、試驗配方、錳源、養(yǎng)殖環(huán)境等因素均可影響到判據(jù)的選擇。

3.2錳對斜帶石斑魚抗氧化指標(biāo)、堿性磷酸酶和總脂酶活性的影響

氨基酸螯合錳結(jié)構(gòu)與動物體內(nèi)酶的結(jié)構(gòu)相似，能有效地提高魚體細胞免疫、體液免疫和抗氧化能力。本研究中，對照組魚肝臟Mn-SOD活性顯著低于錳添加組，錳添加組Mn-SOD活性隨錳含量的增加先升高后降低， GMn-8和HMn-8組活性達最大值，這表明飼料中補充一定量的錳可以提高石斑魚幼魚Mn-SOD活性，飼料缺錳則會降低Mn-SOD活性。目前已有報道：飼料中含錳低會導(dǎo)致大西洋鮭Salmosalar[13]、奧尼羅非魚[12]、異育銀鯽[5]、黃顙魚[4]等肝臟Mn-SOD活性下降，但當(dāng)大西洋鮭[13]飼料中錳補充到24 mg/kg時，會降低Mn-SOD活性，這與本研究結(jié)果相似，飼料中較高含量的錳對魚類Mn-SOD活性的影響尚需深入研究。

SOD活力的高低間接反映出機體清除自由基的能力，而MDA含量的高低間接反映機體細胞受自由基攻擊的嚴(yán)重程度[14]。本研究中，GMn-8組和HMn-8組肝臟的Mn-SOD活性最大時，肝臟MDA含量顯著低于對照組，這表明飼料中添加錳使石斑魚幼魚肝臟Mn-SOD活性增強，使MDA含量顯著降低。目前，國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于飼料中錳含量對水產(chǎn)動物機體MDA含量應(yīng)用效果的報道相對較少。呂林等[15]發(fā)現(xiàn)，增加肉雞飼料的錳含量可以提高其肌肉Mn-SOD mRNA水平，提高肌肉Mn-SOD活性，降低MDA含量。Lu等[16]報道，當(dāng)肉雞飼料中錳添加到100 mg/kg時，可以增加雞腿部肌肉的Mn-SOD活性，減少MDA含量。

AKP直接參與磷酸基團的轉(zhuǎn)移和代謝，在水生動物的骨骼礦化過程中起著重要作用[17]。本研究中，飼料中的錳含量顯著影響肝臟AKP活性，隨著飼料中錳含量的增加，AKP活性先升高后降低，這與飼料中錳含量對全魚的鋅含量的影響規(guī)律相似。這間接顯示了飼料中的錳通過影響全魚的鋅含量來影響AKP的活性。

LPL水解極低密度脂蛋白和乳糜微粒中的甘油三酯，使之轉(zhuǎn)變成小分子量的脂肪酸，供各種組織貯存和利用[18]。 HL主要在肝臟中合成，主要參與乳糜微粒殘粒以及高密度脂蛋白的代謝[19]。本研究中，飼料中錳含量對LPL活性影響不顯著，而對HL活性有顯著影響，其中GMn-16組和HMn-32組的HL活性最高。Tan等[4]對黃顙魚研究時也發(fā)現(xiàn)，飼料中錳含量對LPL活性影響不顯著，而對HL活性有顯著影響，當(dāng)飼料中錳添加量為12 mg/kg時HL獲得最大活性。錳對魚類脂肪代謝影響的研究報道較少，但對肉雞的研究發(fā)現(xiàn)，錳對腹脂中LPL的mRNA水平無顯著影響，并認(rèn)為錳對LPL基因表達的調(diào)節(jié)可能主要在轉(zhuǎn)錄水平上[20]。

3.3飼料中不同錳源和錳添加量對石斑魚礦物元素沉積的影響

在飼料中添加錳可提高魚體內(nèi)錳的含量。本研究中,增加飼料中錳含量均顯著提高了脊椎骨和全魚的錳元素沉積，錳元素含量隨飼料中錳含量的增加而升高。有研究報道：異育銀鯽脊椎骨和殘骸中的錳元素含量隨飼料中錳添加量(7.21~12.62 mg/kg)的增加而增加[5]；軍曹魚脊椎骨和全魚中錳元素含量也隨著飼料中錳添加量(5.98~22.38 mg/kg)的增加而增加[6]。在對虹鱒[8]、鯉[9]、大西洋鮭[14]、黃顙魚[4]等的研究中均發(fā)現(xiàn)，增加飼料的錳含量可以提高全魚的錳元素沉積。Ye等[7]對斜帶石斑魚的研究也發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果，即隨著飼料中錳添加量(0~50 mg/kg)的增加，全魚和脊椎骨的錳含量相應(yīng)增加。

本研究中，GMn組和HMn組魚脊椎骨和全魚的鐵含量隨錳添加量的增加而逐漸降低，這表明飼料中增加錳的含量減少了魚體對鐵的吸收貯存。這與Tan等[4]對黃顙魚的研究結(jié)果相似，即脊椎骨的鐵含量隨飼料中錳含量的增加而減少。Ye等[7]對斜帶石斑魚的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)飼料中錳添加到1000 mg/kg時，全魚的鐵含量顯著低于其他組。Andersen等[21]在研究大西洋鮭對鐵需要量時發(fā)現(xiàn)，隨著飼料中鐵含量的增加全魚的錳含量逐漸減少，并認(rèn)為鐵和錳競爭相同的結(jié)合位點。McDowell[22]認(rèn)為，動物體內(nèi)過多的錳會對機體代謝產(chǎn)生毒性作用，使鐵代謝紊亂，形成拮抗作用。本研究中，飼料中錳含量對脊椎骨的銅、鋅和全魚的銅元素沉積無顯著影響，對全魚的鋅元素沉積有顯著影響。Ye等[7]指出，飼料中錳含量對斜帶石斑魚全魚和脊椎骨的銅含量均無顯著影響，對脊椎骨鋅含量有顯著影響，但對全魚鋅含量無顯著影響。Tan等[4]在研究錳對黃顙魚體內(nèi)礦物元素沉積的影響時發(fā)現(xiàn)，飼料中錳含量對全魚的鋅和銅元素沉積均無顯著影響。這表明魚體內(nèi)錳元素沉積與銅元素沉積無競爭干擾作用[23]，飼料中錳含量對不同魚類的不同組織中鋅元素沉積的影響不同。微量元素錳對魚類鋅元素沉積的影響需要更進一步的研究。

參考文獻：

[1]O’Dell B L,Sunde R A.Handbook of nutritionally essential mineral elements[M].State of Florida:CRC Press,1997.

[2]Leach Jr R M,Muenster A,Wien E M.Studies on the role of manganese in bone formation:II.effect upon chondroitin sulfate synthesis in chick epiphyseal cartilage[J].Archives of Biochemistry and Biophysics,1969,133(1):22-28.

[3]National Research Council.Nutrient requirements of fish and shrimp[M].Washington D C:National Academy Press,2011.

[4]Tan X Y,Xie P,Luo Z,et al.Dietary manganese requirement of juvenile yellow catfishPelteobagrusfulvidraco,and effects on whole body mineral composition and hepatic intermediary metabolism[J].Aquaculture,2012,326/329(1):68-73.

[5]Pan L,Zhu X,Xie S,et al.Effects of dietary manganese on growth and tissue manganese concentrations of juvenile gibel carp,Carassiusauratusgibelio[J].Aquaculture Nutrition,2008,14(5):459-463.

[6]Liu K,Ai Q H,Mai K S,et al.Dietary manganese requirement for juvenile cobia,RachycentroncanadumL.[J].Aquaculture Nutrition,2013,19(4):461-467.

[7]Ye C X,Tian L X,Yang H J,et al.Growth performance and tissue mineral content of juvenile grouper(Epinepheluscoioides) fed diets supplemented with various levels of manganese[J].Aquaculture Nutrition,2009,15(6):608-614.

[8]Ogino C,Yang G Y.Requirements of carp and rainbow trout for dietary manganese and copper[J].Bulletin of the Japanese Society of Scientific Fisheries,1980,46(4):455-458.

[9]Satoh S,Takeuchi T,Watanabe T.Availability to carp of manganese in white fish meal and of various manganese compounds[J].Nippon Suisan Gakkaishi,1987,53:825-832.

[10]Leach G A,Patton R S.Analysis techniques for chelated minerals evaluated[J].Feedstuffs,1997,69(21): 13215.

[11]Predieri G,Elviri L,Tegoni M,et al.Metal chelates of 2-hydroxy-4-methylthiobutanoic acid in animal feeding:part 2:further characterizations,in vitro and in vivo investigations[J].Journal of Inorganic Biochemistry,2005,99(2):627-636.

[12]Lin Y,Lin S,Shiau S.Dietary manganese requirements of juvenile tilapia,Oreochromisniloticus×O.aureus[J].Aquaculture,2008,284(1/4):207-210.

[13]Maage A,Lygren B,El-Mowafic A F A.Manganese requirement of Atlantic salmon(Salmosalar) fry[J].Fisheries Science,2000,66(1):1-8.

[14]Raharjo S,Sofos J N.Methodology for measuring malonaldehyde as a product of lipid peroxidation in muscle tissues:a review[J].Meat Science,1993,35(2):145-169.

[15]呂林,計成,羅緒剛,等.不同錳源對肉雞胴體性能和肌肉品質(zhì)的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,40(7):1504-1514.

[16]Lu L,Ji C,Luo X G,et al.The effect of supplemental manganese in broiler diets on abdominal fat deposition and meat quality[J].Animal Feed Science and Technology,2006,129(1):49-59.

[17]Blasco J,Puppo J,Sarasquete M C.Acid and alkaline phosphatase activities in the clamRuditapesphilippinarum[J].Marine Biology,1993,115(1):113-118.

[18]Nilsson-Ehle P,Garfinkel A S,Schotz M C.Lipolytic enzymes and plasma lipoprotein metabolism[J].Annual Review of Biochemistry,1980,49(1):667-693.

[19]Santamarina-Fojo S,Haudenschild C,Amar M.The role of hepatic lipase in lipoprotein metabolism and atherosclerosis[J].Current Opinion in Lipidology,1998,9(3):211-219.

[20]王美玲,陳仲建,呂林,等.不同形態(tài)錳對肉仔雞脂肪代謝關(guān)鍵酶活性及其基因表達的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,44(18):3850-3858.

[21]Andersen F,Maage A,Julshamn K.An estimation of dietary iron requirement of Atlantic salmon,SalmosalarL.,parr[J].Aquaculture Nutrition,1996,2(1):41-47.

[22]McDowell L R.Minerals in animal and human nutrition[M].Amsterdam:Elsevier Science B V,2003.

[23]Luo Z,Tan X,Zheng J,et al.Quantitative dietary zinc requirement of juvenile yellow catfishPelteobagrusfulvidraco,and effects on hepatic intermediary metabolism and antioxidant responses[J].Aquaculture,2011,319(1/2):150-155.

Effects of manganese sources and dietary manganese level on growth

performance, antioxidative function and tissue mineral

accumulation in grouperEpinepheluscoioides

NIE Jia-quan, DONG Xiao-hui, TAN Bei-ping, CHI Shu-yan, YANG Qi-hui, LIU Hong-yu, ZHANG Shuang

(College of Fisheries, Laboratory of Aquatic Animal Nutrition and Feed, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China)

Abstract：The effects of dietary organic manganese sources and level on growth performance, antioxidative function and tissue mineral accumulation were investigated in grouper Epinephelus coioides with initial body weight of 12.26 g. The grouper juveniles were fed eleven experimental diets supplemented with the graded levels of glycine manganese and manganese 2-Hydroxy-4-(methylthio) butyrate at a dose of 0, 2, 4, 8, 16 and 32 mg Mn/kg diet to satiation at water temperature of (28±2)℃ for 8 weeks. There was significantly lower weight gain rate (WGR) in the control group than in the Mn supplemented groups (P<0.05), in which the WGR was shown to be increased at first with the increase in manganese level, then to stable level. The requirement of juveniles for dietary manganese was estimated to be 9.04 mg/kg in glycine manganese and 12.87 mg/kg in manganese 2-Hydroxy-4-(methylthio) butyrate using the broken-line model with WGR as the dependent variables, the biological utilization of glycine manganesas being as high as 1.78 times as manganese 2-Hydroxy-4-(methylthio) butyrate in terms of WGR. The activities of Mn-SOD in the liver were found to be increased with elevated supplementation of dietary Mn, and the MDA contents in the liver decreased with the increasing dietary Mn level. The nonlinear model based on quadratic polynomial regression equations, with Mn-SOD as the dependent variables, revealed that the requirement of juveniles for dietary manganese was estimated to be 21.15 mg/kg in glycine manganese and 20.61 mg/kg in manganese 2-Hydroxy-4-(methylthio) butyrate. The manganese contents of vertebrae and whole fish were found to be increased significantly with increase in supplementation of dietary Mn (P<0.05). However, the Fe contents of vertebrae and whole fish were significant decreased with increase in supplementation of dietary Mn (P<0.05) when supplementation of dietary Mn . In conclusion, further addition of Mn did not lead to elevated growth in the grouper fed the diet containing enough Mn. But on the growth performance of grouper, the bioavailability of glycine manganese was found to be higher than the manganese 2-Hydroxy-4-(methylthio) butyrate, both showing the similar level of antioxidation ability.

Key words：Epinephelus coioides; manganese; growth performance; antioxidative function; mineral accumulation

通信作者：董曉慧(1970—)， 女， 教授。E-mail:dongxiaohui2003@163.com15.0

作者簡介：聶家全(1986—)， 男， 碩士研究生。E-mail:daxuniejiaquan@163.com

基金項目：公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201003020)；廣東省珠江學(xué)者資助項目(2011)

收稿日期：2014-06-04

中圖分類號：S965.334

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：2095-1388(2015)02-0196-07

DOI：10.3969/J.ISSN.2095-1388.2015.02.016