饲料中硒含量对方格星虫稚虫生长、体成分、组织硒含量及相关酶活性的影响

许明珠 张 琴 童 潼 董兰芳 杨家林 蒋 艳 黄国强

(广西壮族自治区海洋研究所，广西海洋生物技术重点实验室，北海 536000)

硒(selenium)是维持水产动物正常生长及生理功能的必需微量元素之一［1］，是生物体多种酶和蛋白质的重要组成成分。硒具很强的生物活性，参与多种生理生化作用［2］。动物饲料中补充硒的形式主要有2类:无机硒和有机硒。无机硒主要有单质硒、亚硒酸钠和硒酸钠等，有机硒主要有蛋氨酸硒、酵母硒和硒多糖等。近年来有机硒在动物营养中逐渐被人们所认识，在畜牧业和渔业生产中的应用日益广泛［3］。

方格星虫是一种无脊椎动物，以吞食沙子消化其表面的有机物质及藻类来提供自身的能量，它对生长环境要求较高，一旦污染则不能成活［4］。同时方格星虫具有较高的食用价值，其粗蛋白质含量高达73.77%(干物质基础)，而粗脂肪含量才0.67%(干物质基础)，还含有钠、钾、磷、铁、镁、钙、锰、锌、铜等矿物质元素和水溶性、脂溶性维生素［5］。近些年，许多学者对方格星虫的动物形态解剖、繁殖及胚胎发育、动物生理生化以及营养学方面都有比较全面的研究［4－17］。

硒元素在水产动物营养中具有重要的作用，我国水产养殖中对硒的营养性研究才刚刚起步，对饲料中的有关微量元素，尤其是微量元素硒对方格星虫的生长与体组成的报道还比较少，为了探究有关这方面的内容，本试验研究了硒元素对方格星虫的生长，体成分、组织硒含量和相关酶活性的影响，以期进一步完善方格星虫的人工配合饲料配方，从而促进水产养殖业健康、高效发展。

1 材料与方法

1.1 试验饲料制作

以原料水分、粗蛋白质、粗脂肪含量以及能值的测定作为制订和调整饲料配方的依据。首先以酪蛋白、明胶为蛋白质源，鱼油为脂肪源，糊精为糖源配制基础饲料(表1)，然后以亚硒酸钠为硒源，将饲料中的硒设计为6个浓度梯度，分别为0、0.2、0.4、0.6、0.8 和 1.0 mg/kg(干物质基础)。添加的亚硒酸钠中实际硒的含量为45.66%，因此每千克饲料中亚硒酸钠的实际添加量分别为0、0.45、0.90、1.30、1.75 和 2.20 mg，实测试验饲料中硒含量分别为 0.19、0.37、0.63、0.82、1.06 和1.29 mg/kg(干物质基础)，亚硒酸钠采用溶液方式添加进饲料中以保证能充分与饲料混合。所有原料粉碎后过筛网，根据配方中各原料的添加量逐级加入并混合均匀，再与鱼油和卵磷脂充分混匀，最后将饲料制成过150目筛的颗粒，分别装入标号为 Se1、Se2、Se3、Se4、Se5、Se6 的样品袋中备用。本饲料制作加工过程参照Blair等［18］介绍的方法。

1.2 养殖试验

本试验选用广西海洋研究所海水增养殖基地繁育的同批方格星虫稚虫，自然状态下体长在1.5 ～1.8 cm 之间，平均体重为(16.12±0.26)mg。养殖试验阶段，选用体重相近、健康无病的同一批方格星虫稚虫苗种7 200条，随机选取400条为1个重复，3个重复为1组，共设6组，以重复为单位放入规格相同的18个水槽(65 cm×55 cm×45 cm)中养殖，水槽的底部均匀地铺设3～4 cm厚的细沙，加水深约20 cm，养殖时间为2013年8—10月份，养殖周期为8周。6组稚星虫分别按顺序投喂6种硒含量不同的人工微颗粒饲料。投喂方法为过量投喂，即保证沙子表面有少量未食用完全的饲料。养殖过程中的养殖条件为:自然光照周期，24 h连续微充氧，水温维持在26～30℃，盐度维持在 18～22，溶解氧浓度大于5.0 mg/L。

1.3 生长、体成分和酶活性测定

饲养阶段结束后，记录稚星虫的成活条数，将稚星虫转移至海水深为10 cm左右的无沙水槽中停食吐沙2 d，之后收集各水槽内的稚星虫并称重，称重后于液氮中快速冷冻，转移至－80℃超低温冰箱中保存。生长指标计算公式如下:

成活率(survival rate，SR，%)=100×Nt/N0;

增重率(weight gain rate，WGR，%)=100×(Wt－W0)/W0;

特定生长率(specific gain rate，SGR，%/d)=100 ×(ln Wt－ln W0)/t。

式中:N0为初始稚星虫条数;Nt为终末稚星虫条数;W0为初始稚星虫体重;Wt为终末稚星虫体重;t为试验天数。

表1 基础饲料组成及营养水平(干物质基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet(DM basis) %

采用AOAC(1995)的方法分析试验稚星虫的体成分和饲料常规成分。分别采用105℃烘干至恒重法测定水分含量，凯氏定氮法(Kjeltec 8400，Sweden)测定粗蛋白质含量，索氏抽提法(Soxtec 2050，Switzerland)测定粗脂肪含量，550℃马福炉中灼烧12 h法测定粗灰分含量。

稚星虫谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)和谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase，GR)活性均采用南京建成生物工程研究所研制的试剂盒测定。酶活性采用比活力(U/mg prot)表示。

采用GB 13885—2003方法进行体壁(解剖剪剪开后去除内脏和体腔液所得)和虫体硒含量的测定。具体方法为:将样品在550℃马福炉中灰化，用浓盐酸溶解残渣并稀释定容，然后导入原子吸收分光光度计的空气－乙炔火焰中，测定硒的吸光度，并与硒校正溶液的吸光度比较定量。

1.4 数据分析

采用SPSS 13.0对所得数据进行方差分析，若差异达到显著，则进行Tukey’s多重比较，显著性水平为 P＜0.05。试验数据以平均值±标准误表示。

2 结果与分析

2.1 饲料中硒含量对方格星虫稚虫生长的影响

从表2可知，饲料中硒含量从0.19 mg/kg上升至1.06 mg/kg时，各组方格星虫稚虫的增重率、特定生长率以及成活率并无显著变化(P＞0.05)。而当饲料中硒含量高达1.29 mg/kg时，方格星虫稚虫的增重率与饲料中硒含量为0.19、0.37、0.63 和 1.06 mg/kg 时有显著差异(P＜0.05)，特定生长率和成活率与饲料中硒含量为0.19、0.37、0.63 mg/kg时有显著差异(P＜0.05)。增重率和特定生长率随着饲料中硒含量的增加而增加，成活率是先升高后降低。

表2 饲料中硒含量对方格星虫稚虫生长的影响Table 2 Effects of dietary selenium content on growth of juvenile peanut worm

2.2 饲料中硒含量对方格星虫稚虫体成分的影响

从表3可知，饲料中硒含量的变化对方格星虫稚虫的水分、粗蛋白质和粗灰分的含量均没有显著影响(P＞0.05)，仅对粗脂肪含量有极显著的影响(P＜0.01)。随着饲料中硒含量的增加，粗脂肪含量呈增加的趋势，当饲料中硒含量为1.29 mg/kg时达到最大值3.77%。

2.3 饲料中硒含量对方格星虫稚虫体壁和虫体硒含量的影响

从表4可知，饲料中硒含量的变化对方格星虫稚虫体壁和虫体硒含量均有显著影响(P＜0.05)，但当饲料中硒含量超过0.19 mg/kg时，各组体壁和虫体硒含量都无显著变化(P＞0.05)。

2.4 饲料中硒含量对方格星虫稚虫 GSH-Px和GR活性的影响

从表5可知，饲料中硒含量对方格星虫稚虫的GSH-Px和GR活性都有显著影响(P＜0.05)。随着饲料中硒含量的增加，方格星虫稚虫的GSH-Px活性逐渐增强，当饲料中硒含量达到1.29 mg/kg时，GSH-Px的活性达到29.98 U/mg prot。当饲料中硒含量为0.19 mg/kg时，方格星虫稚虫的GR活性为22.66 U/mg prot，显著高于饲料中硒含量为 0.82、1.06 和1.29 mg/kg时(P＜0.05)。

表3 饲料中硒含量对方格星虫稚虫体成分的影响(干物质基础)Table 3 Effects of dietary selenium content on body composition of juvenile peanut worm(DM basis) %

表4 饲料硒水平对方格星虫稚虫体壁和虫体硒含量的影响Table 4 Effects of dietary selenium content on the content of selenium in body wall and body of juvenile peanut worm μg/g

表5 饲料中硒含量对方格星虫稚虫GSH-Px和GR活性的影响Table 5 Effects of dietary selenium content on the activities of GSH-Px and GR of juvenile peanut worm U/mg prot

3 讨论

3.1 饲料中硒含量对方格星虫稚虫生长的影响

硒对动物具有营养作用，但这种营养作用只在饲料硒含量处于某个适宜范围内才有效，达不到或者超过这个范围会引起硒缺乏症或慢、急性中毒，这种关系是硒的Weinberg原理，即硒的剂量－效应关系曲线［19］。本试验通过给方格星虫稚虫投喂8周不同硒含量的饲料，结果表明，方格星虫稚虫的生长明显受到饲料中硒含量的影响，随着饲料中硒含量的增加，方格星虫稚虫的增重率和特定生长率升高。这个试验结果与苏传福等［20］研究硒对草鱼(Ctenopharynodon idellus)生长的影响，梁萌青等［21］对饲料中硒添加水平对鲈鱼(Lateolabrax japonicus)生长性能的研究所得结果类似。在本试验设定的范围内，各硒含量(0.19～1.29 mg/kg)对方格星虫稚虫都有促进生长的作用，说明这个范围在动物对硒的营养需要的适宜剂量范围之内。饲料中的硒能提高水产动物生长性能的原因可能为:1)硒通过提高水产动物的免疫力来提高生长性能，它能促进T淋巴细胞的增殖与分化，增强T淋巴细胞的细胞毒作用，同时还能促进T、B淋巴细胞分泌细胞因子［22］。2)硒通过提高GSH-Px的活性间接提高生长性能。添加外源硒能提高GSH-Px活性，清除产生的自由基，并且GSH-Px的活性与缺硒病症程度呈正相关，可通过测定GSH-Px的活性来判断缺硒性疾病［23］。3)硒作为5'－脱碘酶的组成部分能介导甲状腺激素的形成和降解，并催化四碘甲状腺原氨酸(T4)转变为三碘甲状腺原氨酸(T3)，而生长激素水平和胰岛素水平都受T3的影响［1］。4)硒能提高消化酶如肠道淀粉酶、胰蛋白酶等酶的活性，增加消化吸收率，促进水产动物生长［24］。5)硒是动物体内有效的解毒剂，它能与有毒金属离子结合成金属硒蛋白复合物排出体外［25］。6)硒还能改善水产动物在拥挤等恶劣环境中的氧化应激反应［26］。由于目前对于方格星虫的生理机能研究比较少，对方格星虫的认识还比较有限，因此本试验在设置饲料硒浓度梯度时不够理想，无法确定方格星虫对硒的适宜剂量范围，不能确定当硒含量达到1.29 mg/kg时硒对方格星虫稚虫的营养作用是否达到最大，但可以肯定在饲料中添加一定量的硒可以促进方格星虫稚虫的生长。

已有研究显示，虹鳟(Salmo gairdneri)的硒需求量为 0.15 ～0.38 mg/kg(干物质基础)［27］，鲶鱼(Parasilirus asotus)为 0.25 mg/kg(干物质基础)［28］，这2种鱼需求量很相近，而方格星虫的硒需求量明显比这2种鱼要大，原因可能是方格星虫与这2种鱼的亲缘关系较远。

3.2 饲料中硒含量对方格星虫稚虫体成分的影响

目前，关于硒对动物体成分影响的研究比较少。通过本试验可知，硒对方格星虫稚虫体成分的影响主要体现在对粗脂肪含量的影响上，对水分、粗蛋白质和粗灰分含量的影响都不显著。由于硒是GSHPx的必需成分，GSH-Px能够减少动物体内过氧化氢、脂肪酰氢过氧化物和脂肪酰乙醇的含量，从而减少脂肪的氧化［29］。在本试验中，饲料中硒含量由0.19 mg/kg增加到1.29 mg/kg时，方格星虫稚虫体内粗脂肪含量也由2.39%增加到3.77%。由此判断，随着硒含量的增加，方格星虫稚虫体内脂肪的氧化速度减小，可能会导致体内脂肪的积累量增多。此外，随着饲料中硒含量的增加，各组增重率持续增加，这也可能是方格星虫稚虫体内粗脂肪含量持续增加的原因之一。

3.3 饲料中硒含量对方格星虫稚虫的体壁和虫体硒含量及相关酶活性的影响

随着饲料硒含量的增加，方格星虫稚虫体壁和虫体的硒含量也随之增多，这可能与微量元素硒参与动物体内代谢机理有关。从本次试验可知，增加饲料中硒含量可以提高方格星虫稚虫虫体中硒的含量，而且烹饪对食物中的硒含量也不会损失，因此饲料中添加硒养殖出来的方格星虫可以作为一种重要的补硒水产品。有研究发现，动物体内约有30个以硒为活性位点的物质，这些含硒物质能增强GSHPx的活性，并与维生素E协同作用来促进机体的免疫能力和繁殖能力［30－31］。关于本试验中饲料中硒含量对方格星虫稚虫GSH-Px和GR活性的影响在前人的研究中也得到相似的结果，比如Poston等［29］在1976年首次报道采食硒不足的大西洋鲑(Salmo salar)，其死亡率相对较高，血浆中GSH-Px活性降低，肌肉萎缩，品质下降。Zhu等［32］用不同硒含量的饲料饲喂大口黑鲈(Micropterus salmoides)，一定范围内随着硒含量的增加，鲈鱼肝脏GSH-Px活性显著升高，而肝脏GR活性显著下降。

4 结论

改变饲料中的硒含量对方格星虫稚中的增重率、特定生长率、成活率、粗脂肪含量、体壁硒含量、虫体硒含量、GSH-Px和GR活性有显著影响。在饲料中适量添加硒可以促进方格星虫的生长，从而增加方格星虫的养殖产量。

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