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养鱼氢水的合适浓度只需要10%(0.16ppm)

已有 357 次阅读 2024-6-5 08:43 |个人分类:氢气生物学|系统分类:科研笔记

博主点评:作为渔业的研究,分子机制并不是重点,更重要的是关于应用的问题。例如多少浓度是理想浓度,使用多少时间是理想时间,何时开始使用是最佳时机。产量特别是品质最为最重要的观察目标。当然为发表学术论文,需要有一定的所谓机制和分子方面的研究,但这些研究内容对于渔业本身来说,并没有意义。 

Fishes | Free Full-Text | The Effects of Different Concentrations of Hydrogen−Rich Water on the Growth Performance, Digestive Ability, Antioxidant Capacity, Glucose Metabolism Pathway, mTOR Signaling Pathway, and Gut Microbiota of Largemouth Bass (Micropterus salmoides) (longhoe.net)

富氢水(HRW)因其促进生长、抗氧化和抗炎特性而广受认可。然而,关于HRW在水产养殖中的作用却鲜为人知。本研究旨在探讨不同浓度的HRW如何影响幼年大口黑鲈的生长表现、消化能力、抗氧化能力、mTOR信号通路以及肠道微生物群。我们将360条鱼(13.73 ± 0.1 g)随机分配到三个处理组。对照组维持在常规水中,而处理组则用不同浓度的H2溶解在水中进行处理,分别是H1(179.65 ± 31.95 ppb)和H2(280.65 ± 64.43 ppb)。通过分析这三个处理组,发现H1显著增加了最终体重、增重率、特定生长率和存活率,并降低了饲料转化率(p < 0.05)。此外,肠道中的胰蛋白酶活性显著增加(p < 0.05),肝脏中与葡萄糖代谢(pk和pepck)和mTOR(tor、akt、s6k1、4ebp1和ampka)信号通路相关的基因表达显著增加(p < 0.05)。肠道微生物群中的Blautia相对丰度(p < 0.05)在H1中显著增加。因此,这些结果表明,H1可以显著改善生长表现,促进肠道消化,激活葡萄糖代谢途径和mTOR信号通路,并增加大口黑鲈肠道中有益细菌的丰度。这些发现为应用HRW支持大口黑鲈的健康水产养殖提供了宝贵的支持。

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随着全球水产养殖业的快速发展,全球食品消费模式发生了深刻变化,为渔民带来了巨大的经济效益[1]。大口黑鲈(Micropterus salmoides)是中国最广泛养殖的淡水水生动物之一,因其繁殖周期短、生长迅速、味道鲜美、易于养殖且肉质细嫩,具有很高的经济效益[2]。近年来,种质资源退化、高密度养殖和水质恶化严重制约了大口黑鲈养殖业的可持续发展。氢是最广泛分布且最轻的化学元素[3]。氢是未来能源的代表,具有清洁、高效和易于规模化储能的作用[4]。氢农业属于低碳经济[5]。2007年,一项研究发现氢通过清除过量的活性氧物种来缓解脑缺血引起的氧化损伤[6]。从那时起,人们对氢的研究给予了密切关注。氢在农业中的应用主要集中在种植业。研究发现,氢可以提高作物生产力,促进生长发育[7,8]。大多数研究都是在啮齿类和人类身上进行的,只有少数是在猪和兔子身上进行的[9]。研究发现,富氢水(HRW)可以保护雌性小猪免受镰刀菌毒素引起的肠道损伤[10]。并且可以通过抑制氧化应激来缓解兔子的类固醇相关骨坏死[11]。此外,HRW还可以改善母鸡的肠道结构和抗氧化性能,并显著改变蛋品质[12]。然而,关于在水生动物中使用富氢水的知识却很少。2017年,HRW在斑马鱼中的应用首次被报道[13]。最近,一项研究表明,HRW可以通过增加摄食量、降低血清脂质、激活mTOR和Nrf2信号通路以及改变其肠道微生物群来改善幼年大口黑鲈的生长表现[14]。然而,缺乏适用于大口黑鲈养殖的HRW适宜浓度。众所周知,哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)有助于细胞生长、代谢调节、细胞骨架重塑和细胞存活[15,16]。它还可以促进动物在不同类型环境紧急情况下的生存[17]。此外,肠道微生物群在发育、代谢和免疫中起着重要作用[18]。研究表明,HRW可以激活mTOR信号通路并改善肠道微生物群[19,20],但其在水生动物中的应用却鲜为人知。本研究在大口黑鲈的水产养殖水中注入不同浓度的氢气,并分析了其对生长表现、组织学变化、生化指标、氧化应激系统、碳水化合物代谢、TOR信号通路和肠道微生物群的影响。我们旨在为HRW在大口黑鲈健康养殖中的应用提供理论依据。

本研究表明,富氢水(HRW)显著促进了大口黑鲈的生长表现,这意味着HRW可以作为安全的水产养殖用水。与对照组相比,处理组的增重率和特定生长率显著更高。这与在小猪中观察到的结果相似[10]。相反,长期(180天)HRW(1200 ppb)干预可以降低大鼠的体重[22]。因此,氢气对动物生长存在剂量-反应效应[23]。为了探索大口黑鲈中氢气的适宜浓度,我们设置了两种处理。我们的研究还发现,HRW可以提高大口黑鲈的存活率,且H1浓度的效果比H2更好(低浓度比高浓度好!?)。同样,研究显示,1%(60 ppb)和4%(240 ppb)的HRW增加了感染嗜水气单胞菌的斑马鱼的存活率,其中1%的保护效率优于4%[13]。然而,100%的富氢水对正常(未感染)的斑马鱼没有抑制作用[24]。我们的研究与其他研究之间的物种(Micropterus salmoides vs. Danio rerio)和气体类型(H2 vs. H2/O2)差异可能解释了结果上的这种不同。值得注意的是,之前的研究发现,HRW显著增加了幼年大口黑鲈(3.55 ± 0.01 g)的食物摄入量,但在培养42天后对饲料效率没有影响[14]。然而,我们发现,HRW显著降低了幼年大口黑鲈(13.73 ± 0.10 g)的饲料效率,但在培养56天后对摄食量没有影响。这可能是由于培养时间和鱼类规格的差异所致。

我们的研究表明,浓度为179.65 ± 31.95 ppb的HRW对幼年大口黑鲈的生长表现有良好的效果。这种效果可能归因于消化酶活性的增加以及与葡萄糖代谢和mTOR途径相关的基因表达增加,以及有益肠道微生物群落的丰富度增加。浓度为179.65 ± 31.95 ppbHRW可以用作幼年大口黑鲈生长的有益补充。

本研究结果提示,10%的饱和氢水是比较理想的养鱼浓度。



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