大豆低聚糖、水苏糖和棉子糖对仿幼参幼参生长、消化生理与糖代谢的影响

作     者：郭鹏 

作者单位：上海海洋大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王际英

授予年度：2022年

学科分类：090801[农学-水产养殖] 0908[农学-水产] 09[农学] 

主      题：仿刺参 大豆低聚糖 生长 消化生理 免疫 糖代谢 水苏糖 棉子糖 生理 主成分分析 

摘      要：本文以仿刺参(Apostichopus japoniccus)幼参为研究对象,并根据水苏糖和棉子糖在大豆低聚糖中所占含量约为30%和10%设计实验配方,在基础饲料中分别添加包膜大豆低聚糖、水苏糖和棉子糖,使各梯度水平大豆低聚糖组饲料中水苏糖或棉子糖含量与对应梯度水平水苏糖和棉子糖组饲料含量相等,以探究其对仿刺参幼参生长、消化生理与糖代谢的影响,并通过主成分分析,探究水苏糖和棉子糖作为大豆低聚糖的主要成分,在生理功能上的作用及与大豆低聚糖的关联。实验结果可为功能性低聚糖对水产动物生长生理及糖代谢的研究提供理论依据。具体研究结果如下:试验一:大豆低聚糖对仿刺参幼参生长性能、生化指标和肠道结构的影响为研究饲料中添加大豆低聚糖对仿刺参生长、消化、免疫与糖代谢的影响,以初始体质量为(11.46±0.06)g的仿刺参幼参为实验对象,在基础饲料中添加包膜大豆低聚糖,配成大豆低聚糖含量分别为0(C,对照组)、0.23%(D1)、0.49%(D2)、0.77%(D3)、0.98%(D4)和1.28%(D5)的6组实验饲料,在循环水养殖桶中进行为期67 d的生长实验。结果显示:(1)仿刺参的增重率及特定生长率随着饲料中大豆低聚糖含量增加,呈先上升后下降的趋势,D2、D3组显著高于对照组,体壁基本营养成分不受大豆低聚糖添加量的影响;(2)肠道蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和超氧化物歧化酶活性先上升后下降,蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶均在D2组达最大值,SOD活性在D3组达最大值,丙二醛含量先下降后上升,在D2组达最低值,对碱性磷酸酶活性和酸性磷酸酶活性无显著影响;D1、D2组肠道皱襞高度显著大于对照组,且细胞核相对整齐、紧密;(3)C-D4组葡萄糖激酶活性无显著性差异,果糖磷酸激酶和丙酮酸激酶活性先上升后下降,分别在D2、D1组达最大值;磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶活性呈上升趋势,D1-D5组显著高于对照组。研究表明,适量的大豆低聚糖能改善机体消化生理和抗氧化能力,并提高仿刺参的生长性能;以增重率为评价标准,初始质量为(11.46±0.03)g的仿刺参幼参饲料中大豆低聚糖的最适添加量为0.586%。试验二:水苏糖糖对仿刺参幼参生长性能、生化指标和肠道结构的影响为研究饲料中添加水苏糖对仿刺参生长、消化、免疫与糖代谢的影响,以初始体质量为(11.46±0.03)g的仿刺参幼参为实验对象,在基础饲料中添加包膜水苏糖,配成水苏糖含量分别为0(C,对照组)、0.04%(D1)、0.11%(D2)、0.15%(D3)、0.21%(D4)和0.27%(D5)的6组实验饲料,在循环水养殖桶中进行为期67 d的生长实验。结果显示:(1)仿刺参的增重率及特定生长率随着饲料中棉子糖含量增加,呈先上升后下降的趋势,D1-D4组显著高于对照组,体壁基本营养成分不受水苏糖添加量的影响;(2)肠道蛋白酶、脂肪酶、和超氧化物歧化酶活性先上升后下降,D2、D3组显著高于对照组,丙二醛含量先下降后上升,在D2组达最低值,对淀粉酶、碱性磷酸酶活性和酸性磷酸酶活性无显著影响;D2、D3组肠道皱襞高度显著大于对照组,D5组出现炎症细胞浸润;(3)葡萄糖激酶活性先上升后平稳,D4、D5组显著高于其他组,果糖磷酸激酶和丙酮酸激酶活性先上升后下降,分别在D3、D2组达最大值;磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶活性呈上升趋势,D5组显著高于其他各组。研究表明,水苏糖提高了仿刺参糖代谢效率,改善了机体消化生理和抗氧化能力,从而促进了仿刺参的生长;以增重率为评价标准,初始质量为(11.46±0.06)g的仿刺参幼参饲料中水苏糖的最适添加量为0.129%。试验三:棉子糖对仿刺参幼参生长性能、生化指标和肠道结构的影响以初始质量为(11.46±0.06)g的仿刺参幼参为实验对象,研究饲料中添加棉子糖对仿刺参生长、消化、免疫与糖代谢的影响。在基础饲料中添加包膜棉子糖,配成棉子糖含量分别为0(D3)、0.02%(D3)、0.03%(D3)、0.06%(D3)、0.08%(D4)和0.11%(D3)的6组实验饲料,在循环水养殖桶中进行为期67天的生长实验。结果显示:(1)仿刺参的增重率及特定生长率随着饲料中棉子糖含量增加,呈先上升后下降的趋势,D1-D4组显著高于对照组,在D3组达最大值,体壁基本营养成分不受棉子糖添加量的影响;(2)肠道蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和超氧化物歧化酶活性先上升后下降,D2、D3组显著高于对照组,丙二醛含量先下降后上升,在D3组达最低值,碱性磷酸酶活性和酸性磷酸酶活性呈显著下降的趋势;D2-D4组肠道皱襞高度显著长于对照组,M4、D5组出现炎症细胞浸润;(3)葡萄糖激酶、果糖磷酸激酶和丙酮酸激酶活性先上升后下降,GK、PFK活性在D3组达最大值,PK活性在D2组达最大值;磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶活性呈先上升后平稳的趋势,M3-M5组显著高于其他组。研究表明,棉子糖提高了仿刺参糖代谢效率,改善了机体消化生理和抗氧化能力,从而促进了仿刺参的生长;以增重率为评价标准,初始质量为(11.46±0.03)g的仿刺参幼参饲料中棉子糖的最适添加量为0.063%。试验四:生长与生理指标主成分分析选取上述三个实验的16组(C、D1-D5、S1-S5、M1-M5)消化、代谢和抗氧化等生理指标和生长指标,利用主成分分析和因子分析提取主成分,并分析各组仿刺参幼参生长于生理性能的联系。结果显示:大豆低聚糖组第一主成分中lipase、protease、h F和WG的贡献最大,第二主成分PEPCK贡献最大;水苏糖组第一主成分PK、WG、protease、MDA和h F贡献最大,第二主成分PEPCK;棉子糖组第一主成分protease、MDA和lipase贡献度最大,第二主成分PEPCK贡献最大。大豆低聚糖组WG与h F聚类,相较于大豆低聚糖组,水苏糖组protease、lipase、SOD于WG呈现出更强的相关性,棉子糖组PK于WG呈现出更强的相关性。研究表明,大豆低聚糖对仿刺参幼参消化性能有着重要影响,水苏糖和棉子糖作为其主要功能成分,分别在消化与抗氧化和糖代谢上发挥重要作用。