黃仁善 鐘純怡 張 帝 強(qiáng) 俊,* 陶易凡 李 巖 董亞倫 路思琪 徐 跑,*
(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)無(wú)錫漁業(yè)學(xué)院,無(wú)錫 214128;2.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部淡水漁業(yè)和種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,無(wú)錫 214081)
大口黑鱸(Micropterussalmoides),又名加州鱸,隸屬于鱸形目(Perciformes)、鱸亞目(Porcoidei)、太陽(yáng)魚科(Cehtrachidae)、黑鱸屬(Micropterus)[1]。大口黑鱸由于具有養(yǎng)殖周期短、生長(zhǎng)速度快、抗病能力強(qiáng)、肉質(zhì)鮮嫩、無(wú)肌間刺以及營(yíng)養(yǎng)豐富等優(yōu)點(diǎn),我國(guó)于1983年將大口黑鱸引入大陸[2],并且得到了非常成功的養(yǎng)殖推廣,使其備受消費(fèi)者和養(yǎng)殖人員歡迎。據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年我國(guó)大口黑鱸養(yǎng)殖產(chǎn)量突破80萬(wàn)t[3],大口黑鱸也成為我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)性淡水養(yǎng)殖魚品種之一,被稱為中國(guó)的“第五大家魚”。我國(guó)大口黑鱸的主要養(yǎng)殖區(qū)域有廣東、江蘇、湖南、湖北和河南等地,所養(yǎng)殖的品種主要包括“優(yōu)鱸3號(hào)”、“優(yōu)鱸1號(hào)”和臺(tái)灣群體。經(jīng)過(guò)多年的養(yǎng)殖,目前國(guó)內(nèi)養(yǎng)殖的大口黑鱸群體的遺傳多樣性已顯著下降,種質(zhì)退化嚴(yán)重[4]。
隨著營(yíng)養(yǎng)消費(fèi)的升級(jí),人們更加偏向于購(gòu)買營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、味道鮮美的魚肉,而魚類肌肉中的脂肪酸如亞油酸、二十二碳六烯酸等,在改善魚肉口感、滿足人類營(yíng)養(yǎng)需求以及預(yù)防疾病等方面發(fā)揮著不可或缺的作用[5]。研究表明,魚類肌肉營(yíng)養(yǎng)成分組成與品系、遺傳、生長(zhǎng)速度以及生活環(huán)境等因素有關(guān)[6]。目前對(duì)于魚類肌肉營(yíng)養(yǎng)方面的研究多集中于改良飼料成分來(lái)提升肌肉品質(zhì)[7-8]或?qū)Ρ炔煌B(yǎng)殖模式下魚類肌肉的營(yíng)養(yǎng)差異[9-10],但對(duì)魚類不同群體的肌肉營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)比的研究較少。腸道作為魚類消化吸收的主要場(chǎng)所[11],其形態(tài)結(jié)構(gòu)的完整性是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收的前提條件和維持黏膜正常生理功能的重要保障[12]。魚類腸道內(nèi)存在大量微生物,這些微生物與宿主之間存在復(fù)雜的相互作用,在魚體消化吸收、預(yù)防免疫等方面起到重要作用[13]。近年來(lái),集約化養(yǎng)殖模式逐漸擴(kuò)大,高密度養(yǎng)殖再加上使用大量植物性蛋白質(zhì)原料等,使得養(yǎng)殖環(huán)境逐漸惡化,導(dǎo)致魚類腸道健康受到很大影響,這成為限制我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的短板之一,因此越來(lái)越多的研究開(kāi)始關(guān)注腸道結(jié)構(gòu)、腸道微生物等與魚類生長(zhǎng)性能的關(guān)聯(lián)[14-17]。
本課題組于2020年從美國(guó)引進(jìn)大口黑鱸北方亞種群體,并進(jìn)行了群體遺傳多樣性分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)引進(jìn)群體與目前國(guó)內(nèi)主要養(yǎng)殖品種存在極顯著遺傳分化[4]。因此,本試驗(yàn)以引進(jìn)大口黑鱸北方亞種為父本與當(dāng)?shù)剡x育種群進(jìn)行雜交,通過(guò)對(duì)“優(yōu)鱸3號(hào)”、“優(yōu)鱸1號(hào)”、臺(tái)灣群體以及雜交群體4個(gè)養(yǎng)殖群體在生長(zhǎng)性能、肌肉營(yíng)養(yǎng)成分、腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)以及菌群組成方面進(jìn)行對(duì)比分析,以期為大口黑鱸良種選育和品種改良提供基礎(chǔ)資料和參考依據(jù)。
試驗(yàn)所用飼料購(gòu)自浙江某水產(chǎn)飼料股份有限公司。飼料顆粒大小隨飼養(yǎng)苗種規(guī)格變化而變化,飼料營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。
表1 飼料營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))
養(yǎng)殖試驗(yàn)結(jié)束后,禁食24 h后開(kāi)始采樣。使用丁香酚(1∶1 000)對(duì)大口黑鱸進(jìn)行深度麻醉后,記錄每個(gè)網(wǎng)箱內(nèi)試驗(yàn)魚的數(shù)量、體質(zhì)量和體長(zhǎng);然后在每個(gè)群體隨機(jī)抽取15尾大口黑鱸,用消過(guò)毒的解剖刀剖離其背部肌肉,分別測(cè)量其肌肉重、內(nèi)臟重和肝臟重,肌肉稱重后立即使用液氮冷凍,后轉(zhuǎn)入-80 ℃冰箱暫存,用于營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定;另外在每個(gè)群體中隨機(jī)抽取10尾大口黑鱸,分別取其前腸(胃后3 cm)和后腸(肛門前5 cm),用10%福爾馬林固定,用于觀察腸道結(jié)構(gòu)形態(tài);最后在每個(gè)群體中隨機(jī)抽取6尾大口黑鱸,取其腸道內(nèi)容物裝入2 mL凍存管中,用液氮速凍4 h后,放入-80 ℃暫存,用于檢測(cè)腸道微生物群落。
1.4.1 生長(zhǎng)性能指標(biāo)測(cè)定
增重率(weight gain rate,WGR,%)=100×(Wt-W0)/W0;特定生長(zhǎng)率(specific growth rate,SGR,%/d)=100×(lnWt-lnW0)/t;臟體比(viscerosomatic index,VSI,%)=100×Wv/Wf;肝體比(hepatosomatic index,HSI,%)=100×Wh/Wf;飼料系數(shù)(feed conversion rate,FCR)=F/(Wt-W0);肥滿度(condition factor,CF,g/cm3)=100×Wt/L3。
式中:W0為魚的平均初始體質(zhì)量(g);Wt為魚的平均終末體質(zhì)量(g);t為試驗(yàn)的飼養(yǎng)天數(shù)(d);F為每尾魚的平均總攝食量(濕重,g);Wv為每尾魚的終末內(nèi)臟重(g);Wh為每尾魚的終末肝臟重(g);Wf為魚的終末體質(zhì)量(g);L為魚的終末體長(zhǎng)(cm)。
1.4.2 肌肉營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定
肌肉水分含量測(cè)定參考GB 5009.3—2016,粗灰分含量測(cè)定參考GB 5009.4—2016,粗蛋白質(zhì)含量測(cè)定參考GB 5009.5—2016,粗脂肪含量測(cè)定參考GB 5009.6—2019,脂肪酸含量測(cè)定參考GB 5009.168—2016。
1.4.3 腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)指標(biāo)測(cè)定
腸道組織在10%福爾馬林中固定1~2 d后,在各級(jí)乙醇脫水后再進(jìn)行包埋和切片,晾干烘烤之后利用二甲苯和各級(jí)乙醇溶液脫蠟,最后進(jìn)行染色和封片。切片制作完成后,通過(guò)Eclipse Ci-L拍照顯微鏡40×成像進(jìn)行觀察和拍照,最后利用Image-Pro Plus 6.0分析軟件測(cè)量絨毛高度、絨毛寬度和肌層厚度,根據(jù)絨毛數(shù)量和對(duì)應(yīng)黏膜層面積,計(jì)算絨毛密度:
絨毛密度=絨毛數(shù)量/黏膜層面積。
1.4.4 腸道菌群測(cè)序和分析
取腸道內(nèi)容物于冰上解凍,利用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)法對(duì)腸道菌群的總DNA進(jìn)行提取,經(jīng)過(guò)電泳檢測(cè)和定量后進(jìn)行PCR擴(kuò)增,引物為341F(5′-CCTACGGGNGGCWGCAG-3′)和805R(5′-GACTACHVGGGTATCTAATCC-3′)。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)過(guò)AMPure XT beads純化和Qubit定量。純化后的擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)Agilent 2100生物分析儀(Agilent,美國(guó))和Illumina (Kapa Biosciences,美國(guó))的文庫(kù)定量試劑盒進(jìn)行評(píng)估后,利用NovaSeq 6000測(cè)序儀進(jìn)行雙端測(cè)序,相應(yīng)試劑為NovaSeq 6000 SP Reagent Kit (500 cycles)。測(cè)序獲得的雙端數(shù)據(jù)經(jīng)拆分、拼接和過(guò)濾之后,再通過(guò)qiime dada2 denoise-paired調(diào)用DADA2去噪,從而獲得最終的擴(kuò)增子序列變異(ASV)特征序列和ASV豐度表格?;讷@得的ASV特征序列和豐度表格進(jìn)行alpha多樣性分析、物種差異分析和功能預(yù)測(cè)。alpha多樣性顯著性檢驗(yàn)采用Kruskal-Wallis檢驗(yàn);腸道差異菌群的篩選采用線性判別分析效應(yīng)大小(LEfSe)分析,設(shè)定差異判斷標(biāo)準(zhǔn)為P<0.05、線性判別分析(LDA)值>4;利用PICRUSt2軟件對(duì)腸道菌群功能進(jìn)行預(yù)測(cè)。
試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用Excel 2021進(jìn)行處理后,再用SPSS 26.0對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)(Shapiro-Wilk)和方差齊性檢驗(yàn)(Levene tests),然后再進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan氏法多重比較檢驗(yàn),結(jié)果數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示,P<0.05表示差異顯著,P<0.01表示差異極顯著。
由表2可知,雜交群體和臺(tái)灣群體大口黑鱸終末體質(zhì)量、增重率和特定生長(zhǎng)率顯著高于優(yōu)鱸1號(hào)和優(yōu)鱸3號(hào)(P<0.05),優(yōu)鱸3號(hào)終末體質(zhì)量、增重率和特定生長(zhǎng)率顯著高于優(yōu)鱸1號(hào)(P<0.05);臺(tái)灣群體終末體長(zhǎng)顯著高于優(yōu)鱸1號(hào)(P<0.05);雜交群體臟體比顯著低于優(yōu)鱸1號(hào)和臺(tái)灣群體(P<0.05);雜交群體肝體比顯著低于優(yōu)鱸3號(hào)(P<0.05);雜交群體肥滿度顯著高于其他3個(gè)群體,臺(tái)灣群體肥滿度顯著高于優(yōu)鱸1號(hào)和優(yōu)鱸3號(hào)(P<0.05);雜交群體飼料系數(shù)率顯著低于其他3個(gè)群體(P<0.05)。
表2 4個(gè)大口黑鱸群體生長(zhǎng)性能指標(biāo)差異
由表3可知,臺(tái)灣群體大口黑鱸肌肉水分含量顯著高于雜交群體和優(yōu)鱸1號(hào)(P<0.05),雜交群體肌肉水分含量顯著低于其他3個(gè)群體(P<0.05);4個(gè)群體間肌肉粗灰分含量無(wú)顯著差異(P>0.05);雜交群體和優(yōu)鱸1號(hào)肌肉粗脂肪含量顯著高于臺(tái)灣群體(P>0.05);臺(tái)灣群體肌肉粗蛋白質(zhì)含量顯著高于優(yōu)鱸3號(hào)(P<0.05)。
表3 4個(gè)大口黑鱸群體肌肉常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分差異
由表4可知,大口黑鱸肌肉中共測(cè)出20種脂肪酸,包括7種飽和脂肪酸(SFA),5種單不飽和脂肪酸(MUFA),以及8種多不飽和脂肪酸(PUFA)。其中,雜交群體和優(yōu)鱸1號(hào)肌肉各類脂肪酸含量均顯著高于優(yōu)鱸1號(hào)和臺(tái)灣群體(P<0.05),且雜交群體肌肉SFA、MUFA和PUFA含量顯著高于其他3個(gè)群體(P<0.05)。4個(gè)群體中肌肉脂肪酸含量較多的均為PUFA,其次是MUFA和SFA。
表4 4個(gè)大口黑鱸群體肌肉脂肪酸組成差異
4個(gè)大口黑鱸群體腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)如圖1和表5所示,雜交群體大口黑鱸前腸絨毛寬度和后腸絨毛高度、絨毛寬度以及肌層厚度均顯著高于優(yōu)鱸1號(hào)(P<0.05);雜交群體前腸絨毛密度和后腸絨毛寬度顯著高于優(yōu)鱸3號(hào)和臺(tái)灣群體(P<0.05),并且雜交群體后腸肌層厚度也顯著高于優(yōu)鱸3號(hào)(P<0.05)。臺(tái)灣群體前腸絨毛高度和后腸肌層厚度均顯著高于優(yōu)鱸3號(hào)(P<0.05);臺(tái)灣群體后腸絨毛高度、絨毛寬度和肌層厚度顯著高于優(yōu)鱸1號(hào)(P<0.05);臺(tái)灣群體前腸肌層厚度顯著高于其他3個(gè)群體(P<0.05)。優(yōu)鱸3號(hào)后腸絨毛高度、絨毛寬度和肌層厚度均顯著高于優(yōu)鱸1號(hào)(P<0.05),但前腸絨毛高度顯著低于優(yōu)鱸1號(hào)(P<0.05)。
紅色箭頭:絨毛高度;黃色箭頭:絨毛寬度;綠色箭頭:肌層厚度;黑色箭頭:完整絨毛。
表5 4個(gè)大口黑鱸群體腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)差異
2.5.1 4個(gè)大口黑鱸群體腸道菌群alpha多樣性分析
如圖2所示,雜交群體大口黑鱸腸道菌群Chao1指數(shù)和操作分類單元(OTU)數(shù)量顯著高于優(yōu)鱸3號(hào)和臺(tái)灣群體(P<0.05),極顯著高于優(yōu)鱸1號(hào)(P<0.01);雜交群體腸道菌群Shannon指數(shù)極顯著高于其他3個(gè)群體(P<0.01),且優(yōu)鱸1號(hào)腸道菌群Shannon指數(shù)顯著高于臺(tái)灣群體(P<0.05);優(yōu)鱸3號(hào)腸道菌群alpha多樣性各指標(biāo)與優(yōu)鱸1號(hào)和臺(tái)灣群體相比均無(wú)顯著差異(P>0.05)。
*表示差異顯著(P<0.05),**表示差異極顯著(P<0.01)。圖3同。
2.5.2 4個(gè)大口黑鱸群體腸道菌群組成分析
本試驗(yàn)中,選取門水平相對(duì)豐度前30的菌門進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)(圖3-A),4個(gè)大口黑鱸群體腸道菌群的優(yōu)勢(shì)菌門為厚壁菌門(Firmicutes)、變形菌門(Proteobacteria)、梭桿菌門(Fusobacteriota)以及放線菌門(Actinobacteriota)。另外,通過(guò)布雷-柯蒂斯(Bray-Curtis)距離聚類發(fā)現(xiàn),臺(tái)灣群體、優(yōu)鱸3號(hào)和優(yōu)鱸1號(hào)聚類較近,雜交群體聚類較遠(yuǎn),表明雜交群體的微生物組成與其他3個(gè)群體差異較大。差異分析表明(圖3-B),優(yōu)鱸3號(hào)和臺(tái)灣群體大口黑鱸腸道厚壁菌門相對(duì)豐度極顯著高于雜交群體(P<0.01)。雜交群體腸道變形菌門相對(duì)豐度顯著高于優(yōu)鱸3號(hào)(P<0.05),極顯著高于臺(tái)灣群體(P<0.01);優(yōu)鱸1號(hào)腸道變形菌門相對(duì)豐度顯著高于臺(tái)灣群體(P<0.05)。雜交群體腸道梭桿菌門相對(duì)豐度顯著高于優(yōu)鱸1號(hào)(P<0.05),腸道放線菌門相對(duì)豐度顯著高于臺(tái)灣群體(P<0.05)。
A:布雷-柯蒂斯距離聚類樹(shù)及相對(duì)豐度前30的菌門分布圖;B: 腸道核心菌門的差異分析。
為進(jìn)一步確定不同群體大口黑鱸腸道內(nèi)的核心菌群,本試驗(yàn)通過(guò)LEfSe分析比較了雜交群體分別與優(yōu)鱸1號(hào)、優(yōu)鱸3號(hào)以及臺(tái)灣群體間所有檢測(cè)到的細(xì)菌類群的豐度(圖4),設(shè)定P<0.05、LDA值>4為差異顯著判斷標(biāo)準(zhǔn),篩選出的核心差異菌屬是顯著富集于雜交群體的鯨桿菌屬(Cetobacterium)和鄰單胞菌屬(Plesiomonas),顯著富集于優(yōu)鱸1號(hào)、優(yōu)鱸3號(hào)和臺(tái)灣群體的支原體屬(Mycoplasma)以及顯著富集于優(yōu)鱸1號(hào)的不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter)。
圖4 4個(gè)大口黑鱸群體腸道菌群組成LEfSe分析
2.5.3 4個(gè)大口黑鱸群體腸道菌群功能預(yù)測(cè)及相關(guān)性分析
基于獲得的ASV采用PICRUSt2軟件進(jìn)行菌群功能分析(圖5-a),利用京都基因與基因組百科全書(KEGG)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),4個(gè)大口黑鱸群體中最豐富的腸道菌群功能類別是膜轉(zhuǎn)運(yùn)、碳水化合物代謝、氨基酸代謝、復(fù)制和修復(fù)、翻譯以及能量代謝,并且各功能分類在4個(gè)大口黑鱸中的平均比例變化趨勢(shì)均為:雜交群體>優(yōu)鱸3號(hào)>臺(tái)灣群體>優(yōu)鱸1號(hào)。此外,通過(guò)斯皮爾曼相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)(圖5-b),各腸道菌群功能與后腸絨毛高度呈極顯著正相關(guān)(P<0.01);脂質(zhì)代謝與后腸絨毛寬度呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),其他功能與后腸絨毛寬度顯著正相關(guān)(P<0.05);大口黑鱸肥滿度與能量代謝、氨基酸代謝以及折疊、分類和降解呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。
a:腸道菌群功能預(yù)測(cè);b: 相關(guān)性分析。a: function prediction of intestinal microflora; b: correlation analysis.
生長(zhǎng)性能和形態(tài)指標(biāo)是魚類良種選育和品種改良過(guò)程中重要的選種參數(shù)[18]。不同大口黑鱸群體的生長(zhǎng)性能存在差異,李江濤等[19]以大口黑鱸臺(tái)灣群體和佛山群體為親本進(jìn)行自交和正反交,發(fā)現(xiàn)正反交群體的生長(zhǎng)性能和形態(tài)指標(biāo)顯著優(yōu)于2個(gè)自交群體。周家輝等[20]通過(guò)對(duì)大口黑鱸北方亞種、“優(yōu)鱸1號(hào)”及其正反交后代群體的生長(zhǎng)性能進(jìn)行綜合分析,發(fā)現(xiàn)雜交群體的生長(zhǎng)性能要優(yōu)于自交群體,并且北方亞種的生長(zhǎng)性能優(yōu)于“優(yōu)鱸1號(hào)”。在形態(tài)指標(biāo)方面,臟體比、肝體比和肥滿度是衡量魚體能量狀態(tài)的重要指標(biāo),在一定程度上可以反映魚體的健康狀況[7]。本試驗(yàn)通過(guò)美國(guó)北方亞種和地方選育種進(jìn)行正交,得到的雜交群體生長(zhǎng)性能和形態(tài)指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)內(nèi)養(yǎng)殖群體,依次為:雜交群體、臺(tái)灣群體、“優(yōu)鱸3號(hào)”和“優(yōu)鱸1號(hào)”,這是因?yàn)楸狙芯恐须s交群體的父本為新引進(jìn)的美國(guó)北方亞種,遺傳結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立,具有較高的遺傳多樣性,而“優(yōu)鱸3號(hào)”和“優(yōu)鱸1號(hào)”是在臺(tái)灣群體的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)多代選育而來(lái),其在選育的過(guò)程中可能存在遺傳混雜現(xiàn)象,也可能會(huì)出現(xiàn)一些基因所決定的生長(zhǎng)性狀存在連鎖現(xiàn)象,導(dǎo)致遺傳多樣性降低和種質(zhì)退化,因此基于北方亞種群體開(kāi)展群體選育或與其他群體開(kāi)展種內(nèi)雜交育種可能具有較好的應(yīng)用前景[4]。
本試驗(yàn)中,4種養(yǎng)殖大口黑鱸群體的肌肉常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分中的水分、粗蛋白質(zhì)和粗灰分含量與宋立民等[21]及樊佳佳等檢測(cè)結(jié)果一致,但宋立民等[21]所測(cè)“優(yōu)鱸3號(hào)”和臺(tái)灣群體肌肉粗脂肪含量(分別為2.60%和1.83%)明顯低于本試驗(yàn)所測(cè)“優(yōu)鱸3號(hào)”和臺(tái)灣群體肌肉粗脂肪含量(分別為6.00%和3.01%);樊佳佳等[22]所測(cè)“優(yōu)鱸1號(hào)”肌肉粗脂肪含量為4.45%,明顯低于本試驗(yàn)所測(cè)“優(yōu)鱸1號(hào)”肌肉粗脂肪含量(6.94%)。本試驗(yàn)所測(cè)雜交群體肌肉粗脂肪含量為6.40%,與王廣軍等[23]的檢測(cè)冰鮮魚組肌肉粗脂肪含量(6.41%)一致,高于其飼料組所測(cè)結(jié)果(2.12%)。推測(cè)這一結(jié)果與養(yǎng)殖過(guò)程中飼料營(yíng)養(yǎng)成分、養(yǎng)殖模式、養(yǎng)殖周期和養(yǎng)殖溫度等因素有關(guān)。根據(jù)世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織提出的脂肪酸平衡要求,SFA、MUFA和PUFA比例(S∶M∶P)越接近1∶1∶1,越有助于人體營(yíng)養(yǎng)均衡[24]。本試驗(yàn)4種大口黑鱸群體肌肉的S∶M∶P接近1.0∶1.1∶1.4,相比于鳙魚(Aristichthysnobilis)[25]、鯉魚(Cyprinuscarpio)[8]等其他魚類更接近于理想比值,因此食用大口黑鱸更有助于人體攝入均衡的營(yíng)養(yǎng)。另外,4個(gè)大口黑鱸群體肌肉脂肪酸中均以PUFA含量最高,其次為MUFA和SFA。大口黑鱸作為肉食性魚類,其激烈的搶食行為使得大量SFA和MUFA優(yōu)先分解供能,同時(shí)降低了大口黑鱸體內(nèi)脂肪沉積,提高生長(zhǎng)性能[26];并且,穆小平[27]研究發(fā)現(xiàn),魚類在適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下能增加肌肉PUFA含量,而PUFA含量與魚肉口感鮮嫩程度成正比[5]。有報(bào)道指出,魚類肌肉脂肪酸含量和組成差異是評(píng)價(jià)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo),同時(shí)提高肌肉營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也是選育優(yōu)良品種的主要目標(biāo)之一,其組成及含量主要與養(yǎng)殖模式、飼料類型和生活環(huán)境等因素有關(guān)[28]。本試驗(yàn)在相同的養(yǎng)殖條件下,發(fā)現(xiàn)雜交群體的肌肉脂肪酸含量顯著高于目前國(guó)內(nèi)主要養(yǎng)殖群體,表明雜交可以促進(jìn)大口黑鱸肌肉中脂肪酸的積累,優(yōu)化肌肉品質(zhì)。
腸道是魚類消化吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要部位,絨毛高度、絨毛寬度以及肌層厚度與魚類腸道的生長(zhǎng)發(fā)育和吸收能力密切相關(guān)[11]。絨毛高度和寬度的增加會(huì)增大與食物的接觸面積,從而促進(jìn)對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收;肌層厚度則可反映腸道的收縮能力,通過(guò)腸道收縮推動(dòng)食物,形成腸道蠕動(dòng),使食物與消化液在腸道內(nèi)充分混勻,提高消化吸收效率[16]。4種大口黑鱸群體的前腸絨毛高度和寬度均高于后腸,前腸可能是其主要的消化場(chǎng)所[29]。本試驗(yàn)中,雜交群體腸道結(jié)構(gòu)最優(yōu),其次為臺(tái)灣群體、“優(yōu)鱸3號(hào)”和“優(yōu)鱸1號(hào)”,與生長(zhǎng)變化趨勢(shì)一致。因此,大口黑鱸腸道絨毛發(fā)育越完善,形態(tài)結(jié)構(gòu)越完整,在維持腸道內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮的作用越大,有利于腸道微生物的定植和增殖,從而有助于對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收,降低飼料系數(shù),提高生長(zhǎng)性能。
不同魚類腸道優(yōu)勢(shì)菌群存在差異,但是厚壁菌門、變形菌門和梭桿菌門更多的以優(yōu)勢(shì)菌門的身份出現(xiàn)[13]。這與本試驗(yàn)在門水平上的分析結(jié)果一致,大口黑鱸腸道內(nèi)的優(yōu)勢(shì)菌群為厚壁菌門、變形菌門、梭桿菌門以及放線菌門。厚壁菌門可以參與機(jī)體內(nèi)蛋白質(zhì)、脂肪等復(fù)雜大分子有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,被認(rèn)為是評(píng)價(jià)動(dòng)物機(jī)體肥胖程度的重要指標(biāo),哺乳動(dòng)物的肥胖、糖尿病等常常與其豐度上升密切相關(guān)[30]。本試驗(yàn)中,厚壁菌門在雜交群體中比例顯著低于其他3個(gè)群體,可能是因?yàn)殡s交群體在養(yǎng)殖過(guò)程中對(duì)于脂類和碳水化合物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝更加旺盛,這有利于大口黑鱸的健康生長(zhǎng)。目前研究表明,變形菌門中包含大量潛在致病菌,對(duì)于哺乳動(dòng)物來(lái)說(shuō),其豐度提高是宿主腸道菌群失調(diào)的重要標(biāo)志之一[31],但是Sun等[32]研究發(fā)現(xiàn),變形菌門始終參與蛋白質(zhì)的消化過(guò)程,與宿主的具有復(fù)雜的相互作用,并且變形菌門對(duì)于魚類作用機(jī)制研究較少,還需要進(jìn)一步明確。另外,本試驗(yàn)中梭桿菌門和放線菌門在雜交群體的相對(duì)豐度較高,梭桿菌門和放線菌門具有降解多糖和蛋白質(zhì)、緩解腸道炎癥以及增強(qiáng)對(duì)致病菌的抵抗力等作用,有助于維持腸道內(nèi)穩(wěn)態(tài)[33]。通過(guò)進(jìn)一步分析大口黑鱸腸道內(nèi)的核心菌群發(fā)現(xiàn),所占比例較大的屬是厚壁菌門的支原體屬、梭桿菌門的鯨桿菌屬以及變形菌門的不動(dòng)桿菌屬和鄰單胞菌屬。鯨桿菌屬作為一種益生菌,能改善魚類腸道健康,可以一定程度上抑制潛在致病菌的活性[34-35];不動(dòng)桿菌屬是多數(shù)淡水魚類的優(yōu)勢(shì)菌屬,具有抵抗病原菌感染、產(chǎn)生胞外酶等作用,可以增強(qiáng)魚體對(duì)蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收[36];而支原體屬和鄰單胞菌屬中大多都是致病菌和機(jī)會(huì)致病菌,這些潛在致病菌會(huì)在魚類內(nèi)外環(huán)境發(fā)生改變時(shí)導(dǎo)致魚類發(fā)病,影響魚類生長(zhǎng)[37]。腸道微生物多樣性與宿主的健康情況和代謝能力密切相關(guān),腸道微生物多樣性高說(shuō)明腸道功能的穩(wěn)定性高,宿主的抗病能力強(qiáng)[38]。本試驗(yàn)中,雜交群體的物種組成與其他3個(gè)群體相差較大,物種數(shù)量更豐富且含量更高,目前研究表明腸道微生物之間復(fù)雜的相互作用能夠加速脂肪代謝及脂肪酸的積累[39],并且在維持腸道穩(wěn)態(tài)從而促進(jìn)腸道健康等方面發(fā)揮重要作用[40]。雜交育種可能不僅僅改善大口黑鱸的生長(zhǎng)性能和肌肉品質(zhì),而且在提高腸道微生物的多樣性上發(fā)揮一定的雜交優(yōu)勢(shì)。
本試驗(yàn)采用PICRUSt2軟件預(yù)測(cè)分析了4個(gè)大口黑鱸群體的腸道微生物功能,表明不同群體之間存在相似的功能通路分布特征,主要集中在新陳代謝、遺傳信息處理以及環(huán)境信息處理等方面,這與大口黑鱸具有相同的優(yōu)勢(shì)菌群有關(guān),然而雜交群體在各通路的豐度均顯著高于其他群體,筆者認(rèn)為這與雜交群體腸道微生物多樣性高于其他群體有關(guān),而魚類腸道菌群結(jié)構(gòu)差異與不同群體腸道內(nèi)的選擇壓力密切相關(guān),且宿主與腸道菌群之間相互作用,共同選擇進(jìn)化[41],這也進(jìn)一步說(shuō)明雜交育種在提高腸道微生物多樣性上發(fā)揮了雜交優(yōu)勢(shì),并且使腸道為微生物的生理活動(dòng)更加活躍,從而對(duì)宿主營(yíng)養(yǎng)代謝產(chǎn)生一定的影響。通過(guò)斯皮爾曼相關(guān)性分析進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),這些腸道微生物功能有利于后腸絨毛的發(fā)育,從而促進(jìn)大口黑鱸對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,降低飼料系數(shù),提高肥滿度,這一結(jié)果也與上文的生長(zhǎng)性能和腸道菌群組成結(jié)果一致,更加證實(shí)了腸道菌群的多樣性與魚體生長(zhǎng)代謝緊密相連。
相較于其他群體,雜交群體大口黑鱸增重率、特定生長(zhǎng)率以及肥滿度提高,并且肌肉中各類脂肪酸的積累增多,肌肉口感和品質(zhì)得到提升。此外,雜交群體的腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)也得到顯著改善,腸道菌群的多樣性提高,腸道鯨桿菌屬相對(duì)豐度提高,從而促進(jìn)了大口黑鱸對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,降低了飼料系數(shù),提高了生長(zhǎng)性能,提升了選育的綜合效果。