甜菜碱促进淡水白鲳生长的机制

甜菜碱促进淡水白鲳生长的机制 甜菜碱促进淡水白鲳生长的机制 第27卷第6期 2003年l2月 水产 JOURNALOFFISHERIESOFCHINA Vo1.27.No.6 Dec.,2003 文章编号i1000—0615(2003)06—0564—06 甜菜碱促进淡水白鲳生长的机制 陆清儿,李行先,李忠全 (杭州市水产科学研究所.浙江杭州3t0o24) 研究并探讨了盐酸甜菜碱促进淡水白鲳生长的机制.摘要:以淡水白鲳为试验对象. 试验结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,盐酸甜菜 碱能促进淡水白鲳生长.降低饲料系数.提高饲料利用率;在生理上.能提高血清中T3,胰岛素及血清白蛋白的 含量.极显着降低血清中尿素氮的含量;组织切片图显示:甜菜碱可使小肠绒毛和微绒毛高度,密度及分布均匀 度明显提高.对肝细胞超微结构无不良影响.试验结果提示:甜菜碱使T3和胰岛素分泌增加,通过神经一内分 泌水平调控机体代谢活动.实现其促进生长等功能,还使消化道形态产生有益的变化. 关键词:淡水白鲳;生长;盐酸甜菜碱 中圈分类号:S963文献标识码:A Growth-promotingmechanismbybetainehydroddoride inColossomabrachypomum LUQing—er,LIXing—xian,LIZhong—quan (Hangz~uInstituteofAquaticScienceResearch,Ha,~chou310024,Ch/na) Abstract:Thisresearchwasconductedtoapproachgrowth— promotingmechanismbybetainehydrochloridein Colossomabrachypomumfingerlingswithaverageinitialweight83.14? 15.36gduringOctobertoDecember, 1997.Thefishwasfedfor60dundertheconditionsofcirculation,filtrationandcontroledteml:~ramre.The resultsofrearingindicatedthatbetainehydrochlorideobviouslyenhancedfishgrowth,decreasedfoodconversion rateandimprovedfeedefficiency;physiologically,betainehydrochlorideincreasedthelevelsofT3andinsulin, increasedthealbumincontent;betainehydrochloridedecreasedtheurinenitrogen(UN)concentration significantly.Thefigureoftissueslicesshowedthatbetainehydrochlorideimprovedvillasandmicrovillilength, densityandthedistributionuIlifo如 【lityofduodenum.Betainehydrochloridehadnobadeffectsonsupermicro— structureoflivecel1.Theresultsofthisresearchimplicatedthatbetainehydrochlorideincreasesthesecretingof thyroxine(T3)andinsulinandregulatesthemetabolismoforganismbythehormones.Thusitpromptsfish growth.Italsoimprovedintestinefiguration. Keywords:Colossomabrachypomum;growth;betainehydrochloride 20世纪40年代以来,人们开始尝试把甜菜碱用作饲料添加剂饲养家禽,发现它对 动物体内甲基代 收稿日期:2002-09—12 赉助项目:浙江省重点攻关项目(952023A) 作者?介:陆清儿(1962一).女.浙江慈溪人,高级工程师,硕士,从事水产饲料和营养 研究.Td:0571—8/647710.E-mail:luqinger@ mail.hz.zj.cn 6期陆清儿等I甜菜碱促进淡水白鲳生长的机制565 谢有显着的营养调控作用?.2;20世纪70年代芬兰科学家完成了由甜菜糖中提取甜菜碱的技术,发现 了甜菜碱及其盐酸盐在水产饲料上独特的诱食作用并使之作为诱食剂在水产上得以应用.近年来,欧 美一些国家相继在畜禽生产中进行了大量的研究,证实了甜菜碱是动物机体内重要的甲基供体,参与氨 基酸和脂肪代谢,具有促进生长,改善胴体组成,提高肉质等功效J.甜菜碱及其盐酸盐用作水产经 济动物的饲料添加剂研究,除了在其诱食效应方面有些较为详尽的基础研究,同时对其促生长效果有些 应用研究外【6J,对水生经济动物的抗脂肪肝,渗透调节及抗应激等方面有零星报道一t03,但迄今就其对 水生动物的促生长,改善肉质及作用机理等方面仍缺乏系统的,科学的研究. 本试验就盐酸甜菜碱对淡水白鲳促进生长的机制进行探讨,以期为盐酸甜菜碱在淡水白鲳及其他 鱼类和水生经济动物上的应用提供科学依据. l材料和方法 1.1试验材料 盐酸甜菜碱(纯度?97%)由浙江农业大学饲 料科学研究所提供,其结构式为: c}{3 CH3一N一CH2C00'HCI I c83 试验鱼为杭州市下沙养殖场培育的淡水 白鲳(学名短盖巨脂鲤)鱼种,平均初体重为 83.144-15.36go 试验饲料配方及其营养成分实测值见表1. 表1试验饲料配方及其蕾养成分 Tab.1Nutrientsandeompes/tionofexperimentaldiet 原料配比%营养成分实测值 ingredientsconteiltsnutrients 试验共设6组,各组在粗蛋白水平为41.03%(以白鱼粉为主要蛋白原料)的基础饲料中分别添加 0,0.1%,0.2%,0.4%,0.6%,0.8%的盐酸甜菜碱. 1.2试验方法 1.2.1养殖试验 养殖试验于1997年10月26日一12月2613在室内循环流水过滤水族箱(100cm×50cm×50cm)中 进行,每组设3个重复(即3个箱),每箱放养淡水白鲳鱼种11尾,计198尾.饲养管理方法如下:水源 为用硫代硫酸钠曝气除氯后的自来水,在控温,循环过滤,充氧条件下养殖,试验期问平均水温26.5-t- O.5?,溶解氧5.5—7.5mg?L一,pH7.0?0.1,COD9.37—13.72mg.L一,NTI3-N0.025—0.375mg'L一, 养殖期间,每周用NaSCO3和NaCI合剂进行1次水体消毒,每天早,晚两次吸污,换水,换水量每次每箱 1/3. 适应性驯养为期两周,放养前,试验鱼和水体用NaSCO3和NaCI合剂消毒.试验期间,每组3个重 复投喂相同饲料,按鱼体重的3%确定日投饲量(视水质,摄食情况而定,尽量以吃完为度),每 天上午9:00,下午4:00分两次投喂,投饲后1h吸除剩饵,烘干后称重,每10天调整一次投饲量,每天记 录投饲量,剩饵量,观察水质,鱼活动状况.实验期为60d. 1.2.2取样与 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 试验结束后,停饲24h,从添加0,0.1%,0.2%,0.4%,0.6%和0.8%盐酸甜菜碱6个水平 组的每个 重复中随机抽取9尾,每组27尾,共162尾鱼,进行称重,采血,解剖.其余的鱼称重后供整鱼分析用. 血清三碘甲腺原氨酸(1r3),四碘甲腺原氨酸(T4),胰岛素(INS)测定采用放射免疫法在 PACKARD8500型7一计数器上测定,试剂盒由中国同位素公司北方免疫技术研究所提供.血清常规生 水产27卷 化指标分析采用宁波慈城生化试剂厂的试剂盒在CHEM一5半自动生化分析仪上测定.组织切片的制 作普通石蜡切片采用H—E染色法;电镜切片制作是从活体中取肝脏和十二指肠,用戊二醛和锇酸双重 固定,磷酸缓冲液漂洗,系列丙酮脱水,树脂包埋,超薄切片,醋酸双氧铀和柠檬酸铅染色,然后JEL一 1200EX电镜观察. 1.3数据处理 数据统计与分析使用SAS6.03版(SASInstituteInc,1988). 2试验结果 2.1盐酸甜菜碱对生长性能和饲料利用率的影响 盐酸甜菜碱对淡水白鲳平均尾增重,日增重,摄食量和饲料系数的影响列于表2. 裹2盐酸甜菜碱梯度添加对淡水白鲳生长性能和饲料利用率的影响 Tab.2EffectsofbetainchydroddorUieOngrowthandfeedefficiencyinColossomabrachypo mum 注:同行右上角标有a表示差异不显着,b表示差异显着(P<0.05),c表示差异极显着(P<0.01),以下同 Notes:Ldterainthesalnclineshowinsignificantdifference(P>0.05),bshowsignificantdi fference(P.(0.05),cshowverysignificant difference(P<0.01),thefollowingisthesanlg 由表2可见,不同剂量的盐酸甜菜碱均不同程度地提高了淡水白鲳的平均尾增重和日增重.0.2% 添加量组,平均增重和日增重分别较对照组提高了 2J.89%(P<0.01)和22.1l%(P<0.01);0.1%添 加量组,分别提高了8.36%(P<0.05)和8.42%(P <0.05);其它剂量组与对照组差异不显着. 盐酸甜菜碱对日摄食量无明显影响.除0.8% 添加组与对照组差异不显着外,0.2%,0.1%,0.4% 和0.6%添加组分别较对照组下降了19.49%, 12.27%,9.03%和7.58%(P<0.01). 2.2盐酸甜菜碱对血清生化指标的影响 由图1可见,在0.2%,0.1%和0.4%盐酸甜菜 碱组,淡水白鲳血清中含量分别提高了1O.53% (P<0.01),9.65%(P<0.01)和8.77%(P<0.05); 胰岛素含量分别提高了74.39%(P<0.01),67.07% 昱 暑 舌 u 嘲 赶 — ?一T3(fM?瞳L-I)—-一T4(fl~.ml一) 盐酸甜菜碱/% betainehydrechloride 图1盐酸甜菜碱对淡水白鲳 血清,T4及INS含量的影响 Fig.1EffectsofbetainehydrochlorideOflthe,1"4and insuline~ontPlltsinSerumofColossomabraehypomum 6期陆清儿等:甜菜碱促进淡水白鲳生长的机制567 (P<0.01)及52.44%(P<0.05);添加甜菜碱虽使T4的含量有升高趋势,但与对照组无差异. 表3甜菜碱对淡水白鲳其他血清生化指标影响 Tab?3Effectsofbetainehydrochlorideonbio-chemicaiparametersofserumofColossomabr achypomum 由表3可见,在0.1%组,淡水白鲳血清白蛋白升高了36.22%(P<0.05),其余各组同对照组均无 显着差异;在0.1%,0.2%,0.4%,0.6%及0.8%组,血清尿素氮分别显着下降了38.97%(P<0.01), 27.95%(P<0.05),51.03%(P<0.01),58.97%(P<0.01)及55.13%(P<0.01);血清总蛋白,谷丙转 氨酶和谷草转氨酶指标无明显差异. 2.3盐酸甜菜碱对组织结构的影响 对照组和添加盐酸甜菜碱组鱼肝脏细胞超微结构正常,细胞核完整无损,细胞器分布均匀.甜菜碱 有使鱼肝细胞线粒体增大,增多的现象(图版一1,2). 添加0.2%盐酸甜菜碱使十二指肠绒毛高度,密度和分布均匀度均较对照组明显改善(图版一3, 4). 进一步对十二指肠微绒毛形态结构透射电镜观察,发现添加盐酸甜菜碱使小肠微绒毛增高,增多, 且均匀一致(图版一5,8). 3讨论和结论 3.1甜菜碱对血清生化指标的影响 试验组淡水白鲳血清白蛋白的升高和尿素氮的下降,表明甜菜碱具有增加体氮,减少氨基酸分解和 排泄.促进蛋白质沉积的功能. 血清T3,T4,INS测定结果表明:添加盐酸甜菜碱显着提高了血清T3和胰岛素水平 (P<0.05),而T4 虽有提高趋势,但与对照组无显着差异,说明甜菜碱也对鱼体神经一内分泌系统产生了影响.甲状腺可 促进细胞分化和组织器官的发育,在神经,肌肉和骨的正常发育中起作用,其效应可能是由于增强生长 激素(GH)和生长素介质(IGF.1)的作用所引起.它对蛋白质代谢的影响是在小剂量下可促进蛋白质的 合成.1r3和T4的许多生理效应通过合成特殊蛋白或增加酶活性和含量来实现,即通过基因表达完成. 其作用机制可概括为:甲状腺素一核受体一增加酶的合成,即血液中游离T3和T4进入细胞,在胞浆中 T4可生成1r3,而细胞核上存在其所必需的受体.它在细胞内发生的效应包括:使mRNA和RNA聚合酶 增加.蛋白质合成作用增强,合成新的核糖体,氨基酸的摄取量增加等,并使线粒体增大及新的线粒体的 形成,且在线粒体上出现了受体.这些效应与本研究中前述的RNA和RNA/DNA升高及蛋白质合 成代谢加强的结果相符.肝脏组织切片初步观察结果发现:甜菜碱有使肝细胞线粒体增多和增大的现 象,又从另一侧面证实了甜菜碱能促进机体,T4分泌增加.胰岛素能促进蛋白质合成,抑制蛋白质分 水产27卷 解.肌肉组织在胰岛素作用下释放氨基酸减少,细胞外液中的氨基酸加速进入细胞,并促进氨基酸活化 与tRNA结合,同时加强mRNA的生成和翻译,使肌蛋白和其他蛋白合成增加'.另外,生长激素对蛋白 质合成作用需胰岛素存在才能表现出来,表明胰岛素对它们起着允许作用.本试验同时还发现甜菜碱 使肝脏和肌肉RNA和RNA/DNA比率增加L1]及血清SUN下降,体氮贮留增加,蛋白质合成加强等,证 实了甜菜碱促进胰岛素分泌的事实.可见,甜菜碱也通过对神经一内分泌系统的作用,调控机体代谢, 从而实现其促进生长等功能. 3.2甜菜碱对消化道组织切片的影响 阎希柱等L1.j报道,饲料中添加适量甜菜碱使罗非鱼肝胰脏和肠道蛋白酶和淀粉酶升高,并认为甜 菜碱在鱼摄食时促进鱼类的嗅觉和味觉,刺激消化液分泌,提高各种消化酶活性,加快分解消化饲料,胃 肠道蠕动加强,摄食时间缩短,机械性消化加强.本研究十二指肠石蜡切片结果表明:甜菜碱使十二指 肠绒毛高度,密度和分布均匀度明显改善,进一步对十二指肠微绒毛形态结构透射电镜观察表明:甜菜 碱使小肠微绒毛明显增高,增多而且均匀一致.这些结果初步定性,定量地说明了甜菜碱对消化管形态 产生了积极的影响,由此促进鱼对饲料的消化吸收,提高饲料转换率,继而促进生长,这与饲养试验中鱼 采食时间缩短,饲料系数下降,解剖试验中胃重比,肠重比增高等结果一致L1. 3.3结论 (1)甜菜碱可提高淡水白鲳平均尾增重,日增重,降低饲料系数;(2)甜菜碱可使淡水白鲳血清T3和 胰岛素升高,白蛋白含量升高,血清尿素氮极显着降低;(3)甜菜碱可使淡水白鲳十二指肠绒毛高度,密 度和分布均匀度明显提高,对肝细胞超微结构无不良影响. 本文承上海水产大学李思发教授,蔡完其教授审阅,余霞奎同志帮助整理图片,谨致谢忱! 参考文献: [1]FinkelsteinJD,MuddSH.Trans-sulfurationinmammals:themethionine.sparingeffecto fcysteine[J].BiolChem,1965,242:873—88O. [2]SaundetsouLC,MackinlayJ.Changesinbodyweight,composition,andhepaticenzymeacdvifiesinresponsetoOietarymethmne.betaine.and cholinelevels,ingrowingchiks[JJ.BritishJNutr,1990,63:339—349. [3]LowryKR,RosebroughNJ,Fan"AL,eta1.Efficacyofbetainerelativetocholineasadietarymethyldonor[J].PoultrySci,1967,66:135— 140. [4]CeraKR,SchinckelAP.Carcassandperforanceresponsestofeedingbetaineinpigs[J].kuimSci,1995,73(Supp1.1):82(Abs). [5]SmithJW,NelsenJL,GoodbandRD,ela1.neffectofsupplementationgrowing-finishingswinedietswithbetaineand(or)cholineon growthandC~rCSSScharacteristics[J].JAnimSci,1995,73(Supp1.1):83(Abs). [6]YanXZ.StudiesonattractionandgrowthpromotingofbetaineoncommoncarpEJ].FeedResearch,1996,(11):8—9.[阄希柱.甜菜碱对鲤 鱼诱食促生长的研究[J].饲料研究,1996,(11):8—9.] [7]VirtanenE,JunnialM,SoivioA.Effectsoffoodcontainingbelaine/aIIIin0acidadditiveontheosmoticadaptationofyoungAtlanticsalmon, Sahno~g/orL[J].Aqt~c,1989,83(1—2):109一l22. [8]DustoaJ.Effectsofdietarybctail~andsodiumchlorideonseawateradaptationinAtlanticsalmonparr(SahnosrL)[J].Comparative BiochemimyandPhysiologyAComparativePhysiology,1993,105:4,673—677. [9]TatsuzawaH,TakizawaE.ChangesinlipidandfauyacidcompotionofPav/omluther/[J].Phytoclmmistry,1995,40:2,397—40O. [10]CongYY,ZhangJx.applicationof~ain~inaqtmculture[J].ChinaFeed,1996,(17):13— 15.[丛玉艳,张建训.甜菜碱在水产养殖 中的应用[J].中国饲料,1996,(17):13—15.] [11]LuQE,LizQ,LixX.EffectsofbetainonmethyltransferfunctionandproteinsynthesisofCo/ouomabrachypomum[J].JFisIlSciChina, 2OO3,lO(3):216—221.[陆清儿,李忠全,李行先.盐酸甜菜碱对淡水白鲳蛋白质代谢 的影响[J].中国水产科学,2OO3,10(3):216— 221.] [12]YanXZ,QiuLQ.Effectofdietarybetaineontheactivitiesofproteaseandamylasein蛳 n//at/ca[J].JFishSciChina,1997,4(1):88 — 92.[阄希柱,邱岭泉.饲料中添加甜菜碱对尼罗罗非鱼蛋白酶,淀粉酶活性的影响[J]. 中国水产科学,1997,4(1):嬲一92.] 6期陆清儿等:甜菜碱促进淡水白鲳生长的机制569 [13]LuQE,LiZQ,ZkJouXY.EffectsofbetainehydrochlorideOilgrowth,thedissectionprop ertyandmeatqualityofColossD,wbrachypomm [J].JOceanZhejiangUniv(NaturalScience),2001,20(supp1):130—136.[1t,ti~JL,李忠全, 周向阳.盐酸甜菜碱对淡水白鲳生长性能, 鱼体解剖特性和肉质的影响[J].浙江海洋学院(自然科学版),2001,20(增刊):130— 136.] 图版说明ExplanationofPlate 1+对照组淡水白鲳肝脏超微结构电镜切片;2.0.2%盐酸甜菜碱组淡水自鲳肝脏超 微结构电镜切片;3对照组淡水白鲳十二指肠普通石 腊切片;4.0.2%盐酸甜菜碱组淡水白鲳十二指肠普通石腊切片;5.对照组淡水白鲳 小肠微绒毛长度;6对照组淡水白鲳小肠微绒毛密 度;7.0.2%盐酸甜菜碱组淡水白鲳小肠微绒毛长度;80.2%盐酸甜菜碱组淡水白鲳 小肠微绒毛密度 1.transmissionelectronmicrographsofsupermicro— structureoflivercellofC.brachyponmmincontrolgroup;2+transmissionelecmmmicrogra phsof sulzrmicro-struct~eoflivercellofC.brachypomumin0.2%betainehydrochloridegroup:3. paraffinslicesofduodenumofC+brachypomumin controlgroup:4+paraffinslicesofduodenumofC.brachypomumin0.2%betainehydrochlof idegroup;5.transmissionelectronmicrographsofC+ brachypomumincontrolgroup,showingmicrovillilength;6.transmissionelectronmicrogr aphsofC.brachypomumincontrolgroup,showingmicrovilli density;7.transmissionelectronmicrographsofC.brachypomumin0.2%betainehydrochlofidegroup,showingmicroviililength;8.transmission electronmicrographsofC.brachypomumin0.2%betainehydrochloridegroup,showingmicrovillidensity