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游泳是鱼类运动的主要表现形式,是生命活动中的最重要组成部分之一。鱼类的游泳状态和运动强度随自身生理状态和外部环境条件而变化,不同运动时间和强度状态下鱼体物质和能量代谢会产生相应的生理响应,同时食物营养水平也对鱼类代谢产生重要的影响。养殖条件下,饲料中蛋白质和糖类是重要营养物质和能量物质,两者含量及其比例不但影响鱼类的生长和饲料转化效率,而且很大程度上左右饲料和养殖成本。因此,研究运动训练状态下鱼类的能量代谢、营养代谢特征及其营养需求将有助于深入了解鱼类的运动生理与营养代谢的关系及其相关机制,实践上为研制适合流水运动养殖的高效营养饲料提供指导。本实验以我国重要养殖鱼类尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)为研究对象,首先探究运动状态下鱼体蛋白质和糖类代谢特征,明确运动训练能否提高鱼体对糖类的代谢和利用能力以及降低蛋白质的代谢消耗,确定最适运动强度和运动时间。在此基础上通过设计不同饲料蛋白质水平(蛋能比)与运动训练两个变量对罗非鱼生长和饲料营养转化效率的交互影响,考证运动状态下适宜蛋能比的低蛋白饲料维持或提高鱼类生长和营养利用效率的可能性。1.运动训练状态下尼罗罗非鱼蛋白质与糖类代谢特征本实验采用2×4双因素设计,设置2个运动时间(分别为2周和6周)和4个流速运动强度(0.0 bl/s静水对照组,1.0 bl/s、1.5 bl/s和2.0 bl/s 3个流速运动组。以下简称对照组和运动组)。运动组每天持续运动12h,所有实验鱼每天饱食投喂商业配合饲料3次,测定鱼体形态、生长、体成分、蛋白质与糖类代谢关键酶活性及相关基因表达等指标。主要研究结果如下:训练6周的1.0 bl/s和1.5 bl/s运动组肌肉和肝脏的组织蛋白酶D(CTSD)、腺苷脱氨酶(ADA)和谷氨酸脱氢酶(GDH)等蛋白质代谢关键酶的活性显著低于2周的实验组(P<0.05);同样训练2周的1.5bl/s运动组肌肉和肝脏的CTSD、丙氨酸氨基转氨酶(ALT)、天冬氨酸氨基转氨酶(AST)、ADA和GDH活性显著低于其余三个实验组(P<0.05),而同样训练6周的1.0 bl/s和1.5 bl/s运动组肌肉和肝脏蛋白质代谢酶活性显著低于其2.0 bl/s运动组和对照组(P>0.05)。而训练6周的1.0 bl/s和1.5 bl/s运动组红肌和肝脏的葡萄糖激酶(GK)和6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1)等糖代谢关键酶活性显著高于2周的各实验组(P<0.05);同样训练2周的1.5bl/s运动组的GK、己糖激酶(HK)、PFK和丙酮酸激酶(PK)活性显著高于其2.0 bl/s运动组和对照组(P<0.05);同样训练6周的1.0 bl/s和1.5bl/s运动组红肌和肝脏的糖代谢酶活性显著高于其余三个实验组(P<0.05)。谷氨酸脱氢酶基因(GDH)和葡萄糖激酶基因(GK)是在鱼体各组织广泛表达的基因,运动训练可以下调各组织的GDH mRNA表达水平,而上调GK mRNA表达水平。研究结果表明,适宜强度的长期运动训练能显著降低罗非鱼对蛋白质的代谢消耗,且明显提高鱼体对糖类的代谢和利用能力。适当的运动训练对鱼体生长有一定促进作用,而且明显改善鱼体营养组成。训练6周的1.0 bl/s和1.5 bl/s运动组肌肉和肝脏粗蛋白(CP)和游离氨基酸(FAA)含量显著高于2周的实验组(P<0.05);同样训练2周的1.5 bl/s运动组肌肉和肝脏的CP和FAA含量显著高于其他三个实验组(P<0.05);同样训练6周的1.0 bl/s和1.5 bl/s运动组肌肉和肝脏的CP和FAA含量显著高于其2.0 bl/s运动组和对照组(P>0.05)。而训练6周的1.0 bl/s和1.5 bl/s运动组红肌和肝脏糖原(Gly)和无氮浸出物(NFE)含量显著低于2周的实验组(P<0.05);同样训练2周的1.5 bl/s运动组肌肉和肝脏的Gly和NFE含量显著低于其他三个实验组(P<0.05);同样训练6周的1.0 bl/s和1.5 bl/s运动组红肌和肝脏的Gly和NFE含量显著低于其2.0 bl/s运动组和对照组(P>0.05)。2.饲料蛋白质水平(蛋能比)与运动训练对尼罗罗非鱼生长和饲料营养转化效率的影响根据第一部分实验结果,本实验采用2×6双因素设计,设置2个流速运动强度(分别为对照组0.0 bl/s和1.5 bl/s运动组)和6个饲料蛋白质水平(蛋能比)[D1:15%(10.58);D2:20%(14.26);D3:25%(17.02);D4:30%(19.89);D5:35%(22.62);D6:40%(25.37)]。运动组每天持续运动12h,所有实验鱼每天饱食投喂实验饲料3次,训练时间为6周,测定并分析实验鱼生长、氮收支和能量收支、体成分组成、饲料营养利用效率、肝脏组织形态、蛋白质与糖类代谢关键酶活性及相关基因表达等指标。主要结果如下:尼罗罗非鱼摄食率(FI)、蛋白质表观消化率(ADCP)和能量表观消化率(ADCE)等均随饲料蛋白水平(蛋能比)增加而表现先上升后下降的趋势,其中以D3饲料运动组合最高。同一蛋白质水平下,运动组的FI、ADCP和ADCE显著高于静水对照组(P<0.05)。饲料转化效率(FCR)、蛋白质效率(PER)、蛋白质生产价值(PPV)和蛋白质增长率(PGR)等指标均随饲料蛋白质含量增加而先上升再降低,其中以D3饲料运动组合最高。同一蛋白质水平下,运动组的FCR、PER、PPV和PGR显著高于静水对照组(P<0.05)。蛋白质代谢相关基因GDH在红肌和肝脏的表达量随饲料蛋白质含量升高而降低,而糖代谢相关基因GK表达量则显著升高。同一蛋白质水平下,运动组的GDH表达量显著低于对照组(P<0.05),而GK表达量则显著高于对照组(P<0.05)。随饲料蛋白质水平(蛋能比)上升,罗非鱼摄入氮或摄入能量中用于生长的比例下降,而排泄氮(能)所占比例升高;同一蛋白质水平下,运动训练可提高鱼体的生长氮和生长能比例,降低排泄氮(能)比例。鱼体的增重率(WG)和特定生长率(SGR)随饲料蛋白质水平增加呈先上升后下降的趋势,其中以D3饲料运动组合最高。同一蛋白质水平下,运动组的WG和SGR显著高于静水对照组(P<0.05)。肌肉和肝脏的CP和FAA的含量随饲料蛋白质含量提高而先上升再降低,同样以D3饲料运动组合最高。同一蛋白质水平下,各运动组的CP和FAA含量明显高于静水对照组(P<0.05);红肌和肝脏的Gly和NFE含量随饲料蛋白质含量增加而先降低再升高,其中以D3饲料运动组合最低。研究结果表明,运动状态下适宜蛋能比的相对低蛋白水平饲料[25%(17.02)]能提高罗非鱼的饲料转化和营养利用效率,促进生长,并提高鱼体CP和FAA含量,增加其营养和经济价值。