合成赖氨酸在鱼类饲料中的应用研究进展

　　赖氨酸是大多数水生动物的必需氨基酸，特别是以谷实类及其加工副产品为基础日粮时，赖氨酸是第一限制性氨基酸。研究表明：赖氨酸是鲤鱼（Bogut等， 2000；Murai等，1982）、斑点叉尾鮰（Li等，1998；Zarate等，1997）、黄尾回（Aoki等，2001）、似石首鱼（Webb 等，2003）、对虾（Fox等，1995）等水生动物的必需氨基酸，缺乏将严重影响这些水生动物的生产性能。在虹鳟小麦蛋白粉日粮中添加晶体氨基酸能替代鱼粉型日粮，而不影响其生长（Rodehutscord等，2000）；同样用55%的豆粕，加上0.5%的晶体赖氨酸也可以完全替代鱼粉饲喂尼罗罗非鱼鱼苗，而不影响生产性能。不添加合成赖氨酸时，鲶鱼（Tantikitti等，2001）、坚吻鲈（Murillo-Gurrea等，2001）、大西洋鲑（Anderson等，1993）、条纹石鮨（Small和Soares，2000）、对虾（Bogut等，2000）的食欲降低、生长受阻；条纹石鮨（Small和Soares，2000）、罗非鱼（Wu等，1998）、胡鲇（Fagbenro等，1998）、鲶鱼（Tantikitti和 Chimsung等，2001）饲料转化率和蛋白沉积率降低。近年来，个别研究还发现，在陆生动物上，赖氨酸具有促进肠道发育、增强肠道消化吸收能力以及提高动物免疫力等生理作用。本文就合成赖氨酸在水生动物的应用效果作一综述。

　　1 添加合成赖氨酸可提高幼建鲤的生产性能和疾病抵抗力

　　对大多数水生动物而言，其赖氨酸缺乏通常会使动物生长受阻。赵春蓉和周小秋（2005）的研究结果表明，添加合成赖氨酸能极显著地提高建鲤增重、采食量和饲料利用率；同时极显著提高营养物质的利用率，这说明建鲤能利用合成赖氨酸。此外，添加合成赖氨酸可有效促进生产性能的提高也与投料次数有关。每天投喂8 次添加合成赖氨酸的日粮，可显著提高鲤鱼的生产性能。Yamada等（1981）研究表明，鲤鱼饲喂添加合成氨基酸的饲料，当每天饲喂3次时，增重仅提高了39%；而饲喂18次后，增重提高了175%。这可能是由于增加投喂次数，可以降低吸收的不同步性，从而提高合成赖氨酸的利用效果

　　目前，关于添加合成赖氨酸对水生动物生长的影响有少量报道。对黄尾回（Ruchimat等，1997）、大麻哈鱼（Cheng等，2003）、条纹石鮨（Small和Soares，2000）、罗非鱼（Wu等，1998）、非洲鲶（Fagbenro等，1998）、坚吻鲈（Murillo-Gurrea 等，2001）等鱼类的研究发现，添加合成赖氨酸能提高增重或生长速度，但当赖氨酸添加水平超过一定量后对增重没有影响，当然也有不一致的报道。 Vilson等（1977）研究表明，添加过量赖氨酸可降低斑点叉尾鮰的生长；还可降低尼罗罗非鱼（Santiago和Lovell，1988）、团头鲂（陆茂英等，1992）、长吻鮠（解绶启等，1997）的生长。其原因可能是过量赖氨酸引起饲料利用率降低，从而导致鱼生长缓慢。

　　赵春蓉和周小秋（2005）研究表明，饲料中添加合成赖氨酸后对幼建鲤成活率均有显著的影响，说明在饲料中添加合成赖氨酸可以提高幼建鲤对疾病的抵抗力。 Gray（1963）研究表明，大鼠不添加合成赖氨酸时，感染炭疽热的死亡率增加；而通过向大鼠体内注射胶原颗粒，发现动物整个单核-巨噬细胞系统功能下降，表现为对感染、中毒、放射性损伤等致病因子的防卫和特异性免疫反应能力的减弱。

　　2 添加合成赖氨酸能提高生产性能和疾病抵抗力

　　2.1 添加合成赖氨酸能影响水生动物的生产性能

　　添加合成赖氨酸对增重的影响与摄食量有关。赵春蓉和周小秋（2005）研究结果表明，在饲料中添加合成赖氨酸对采食量有极显著影响，当饲料添加赖氨酸水平从0.0%提高到1.2%，摄食量极显著提高。Forster等（1998）研究表明，饲料中添加合成赖氨酸水平从2.2%提高到4.9%时，牙鲆日采食量提高了72%，SGR（特定生长率）增加了85%。同样真鲷饲料中赖氨酸添加水平从2.5%提高到5.9%，日采食量提高67%，这就表明添加合成赖氨酸可促进动物摄食增加。此外，在遮目鱼（Borlongan和Benitez，1990）、大麻哈鱼（Pfeffer等，1992）、大西洋鲑（Anderson等，1993）、条纹石鮨（Smal等，2000）、鲶鱼（Tantikitti和Chimsung，2001）、对虾（Millamena等，1998）上的研究也证明了添加合成赖氨酸对生产性能和采食量影响的一致性。

　　添加合成赖氨酸可提高增重与饲料利用率的提高有关。添加合成赖氨酸以后饲料利用率提高了76%（P＜0.01），说明添加合成赖氨酸可提高幼建鲤营养物质的利用率。饲料系数与合成赖氨酸的添加水平之间呈极显著的负相关关系（r=-0.938，P＜0.01）；增重与饲料系数之间呈极显著的负相关（r=- 0.967, P<0.01），且饲料利用率对增重有极显著的直接作用，通径系数为 0.183，这说明合成赖氨酸的添加水平对饲料利用率的提高也是影响幼建鲤生长的重要原因之一（赵春蓉和周小秋，2005）。Cheng等（2003）研究表明：在虹鳟饲料添加合成赖氨酸以后饲料系数显著降低了7%；对于幼龄的黄尾回，添加合成赖氨酸后，饲料系数显著降低了33%，增重提高了51%（P ＜0.05）。赖氨酸提高动物对饲料的利用率，一方面是因为提高营养物质的利用率，另一方面可能与消化力的改善有关。

　　蛋白质作为重要的营养物质，其利用程度与饲料利用率和动物生长密切相关。赵春蓉和周小秋（2005）研究发现：随着饲料中添加合成赖氨酸水平的提高，蛋白质沉积率、脂肪沉积率和灰分沉积率极显著提高。蛋白质沉积率与赖氨酸水平、饲料系数和增重呈极显著的线性关系（r1=+0.954, P<0.01；r2=-0.987, P<0.01；r3=+0.987, P<0.01），且赖氨酸水平对蛋白质沉积率有显著的直接作用，通径系数为 0.183。合成赖氨酸的添加水平可通过影响蛋白沉积来影响饲料利用率。

　　添加合成赖氨酸对水生动物的脂肪沉积也有显著影响。赵春蓉和周小秋（2005）研究表明，随着饲料中添加合成赖氨酸水平的提高，建鲤体脂肪含量极显著降低；脂肪沉积率极显著增加。DMello（1989）等研究表明，鲤鱼幼鱼体脂肪沉积率随合成赖氨酸添加水平的提高而提高。关于赖氨酸水平对脂肪沉积的影响，在其它水生动物上也有少量报道。Ruchimat等（1997）研究表明，对于幼龄的黄尾回，在饲料中添加合成赖氨酸以后，鱼体粗脂肪含量降低 17%；同样，当虹鳟饲料中添加合成赖氨酸0.8%时，鱼体脂肪含量降低了21%（ Rodehutscord等，2000）。在鲶鱼、虹鳟饲料中添加合成赖氨?岫杂闾宕种?竞?棵挥杏跋欤??灾?岣喏笥愕闹?境粱?浚 ═antikitti 等，2001）。随着赖氨酸添加水平的提高，体蛋白含量和蛋白沉积率逐渐升高，而体脂肪含量下降。表明蛋白用于供能的部分减少，有利于蛋白的合成，其原因可能是氨基酸平衡状况得到改善。添加合成赖氨酸可提高鲤鱼的脂肪沉积，这可能与采食量的提高有关。

　　除此以外，合成赖氨酸的添加还影响矿物质的利用率。赵春蓉和周小秋（2005）研究结果表明：在幼建鲤饲料中添加合成赖氨酸对粗灰分沉积率有极显著的影响，当饲料中添加1.2%的合成赖氨酸以后，灰分沉积率提高96%。Cheng等（2003）研究表明：当饲料中添加合成赖氨酸0.3%时，虹鳟鱼体灰分含量显著提高；但当添加赖氨酸水平进一步提高时对灰分含量没有影响。赖氨酸能提高矿物质的利用率可能与赖氨酸能促进钙吸收和转运有关（Applebaum 等，2004）。研究表明，赖氨酸缺乏时，钙外排的主动机制显著被削弱，因而赖氨酸是细胞液钙动态平衡的调节器（Civitelli等，1989）。进一步研究发现，饲料系数与灰分沉积率呈显著的负相关（r=-0.983，P<0.01）（赵春蓉和周小秋，2005），说明赖氨酸提高矿物质的利用率也是饲料利用率提高的原因。

　　综上所述，增重与合成赖氨酸的添加水平、摄食量和饲料系数间存在极显著的线性关系，且对增重有显著的直接作用，说明合成赖氨酸的添加水平、摄食量和饲料系数是影响增重的重要原因。同时饲料利用率的提高又与蛋白、脂肪、矿物质利用率提高有关。

　　2.2 添加合成赖氨酸对幼建鲤消化吸收能力的影响

　　鲤鱼等无胃鱼的肠道是其重要的消化吸收部位，肠道的功能状况与其生长状况密切相关。肠重和肠长可反映肠道的生长情况。赵春蓉和周小秋（2005）研究发现：在日粮中添加不同水平的合成赖氨酸对各段肠重和肠长均有极显著的影响，肠重和肠长与日粮中合成赖氨酸添加水平呈极显著正相关（r1=+0.986，P ＜0.01；r2=+0.962，P＜0.01），说明添加合成赖氨酸可促进幼建鲤肠道生长。当然，其它营养物质对肠道也有影响。总之，赖氨酸通过促进肠道生长而提高消化能力，进而提高物质利用率。

　　肠蛋白含量可反映肠道发育状况（Lopez-Pedrosa等，1999）。添加合成赖氨酸可以促进肠蛋白合成，从而促进肠道发育。随着饲料中合成赖氨酸添加水平的提高，肠蛋白含量极显著提高，且当添加水平为1.2%时，肠蛋白含量达到最大值。肠蛋白含量与赖氨酸水平呈正相关（r=+0.992，P ＜0.01）；饲料系数与肠蛋白含量呈极显著的正相关（r=+0.942，P＜0.01），说明赖氨酸可通过促进肠道发育而提高消化力（赵春蓉和周小秋， 2005）。顾宪红（2000）的研究表明，仔猪肠上皮和肠腺DNA、RNA的密集程度随日粮赖氨酸水平升高而升高，说明添加赖氨酸可促进细胞生长和分化。但过量的添加赖氨酸（1.4%）会促进仔猪肠上皮细胞过度生长和分化，致使体积较小、未成熟（功能不全）的新生细胞在肠上皮中所占比例增加，从而恶化小肠能量储备和供给状况。赖氨酸促进肠道生长发育首先可能与赖氨酸直接参与肠道代谢有关。在水生动物早期生长阶段，赖氨酸用于消化道黏膜蛋白质的合成量占机体总蛋白质合成的23%（Applebaum等，2004）；同样，哺乳仔猪约50%的日粮赖氨酸首先通过PDV（portal-drained viscera）时被滤出，而其中有18%用于肠粘膜蛋白质合成（Stoll等，1998）；其次可能与赖氨酸影响IGF-I的分泌有关。 Katsumata等（2002）研究表明：提高仔猪日粮赖氨酸含量可使血浆中IGF-I含量提高90%，同时促进IGFBP-3（IGF- binding protein-3）大量释放。IGF-I能促进细胞增殖、分化和成熟；介导生长激素的大部分作用，促进生长和合成代谢。

　　碱性磷酸酶也叫正磷酸单酯磷酸水解酶，能在碱性介质中分解磷酸酯键。很多组织都含有AKP。肠型AKP分布在肠上皮刷状缘细胞表面，与脂类、维生素D、钙、氨基酸、葡萄糖等多种物质的吸收有关，是肠黏膜上的标志酶，可反映肠道的发育情况及肠上皮细胞的吸收能力（Malagelada等，1977）。鱼类肠碱性磷酸酶主要集中在肠的前部分，尤其是前、中肠（Bundit等，2000）。赵春蓉和周小秋（2005）研究发现，在饲料中添加合成赖氨酸对幼建鲤前、中肠碱性磷酸酶活力有极显著影响，随着饲料赖氨酸添加水平的提高，前、中肠碱性磷酸酶活力极显著升高。说明饲料中添加合成赖氨酸可影响肠细胞分化和成熟。进一步分析表明，饲料系数与前、中肠碱性磷酸酶活性呈显著负相关（r=-0.866，P＜0.05）。通径分析发现，前、中肠碱性磷酸酶活性对饲料利用率有间接作用。同时增重与前、中肠碱性磷酸酶活性呈显著正相关（r1=+0.972，P＜0.01；r2=+0.926，P＜0.01）（赵春蓉和周小秋，2005）。这说明饲料中添加合成赖氨酸可以通过影响肠碱性磷酸酶活性，特别是前肠酶活，提高幼建鲤消化吸收能力，进而促进生长。Swatson等（2002）研究表明，在高蛋白水平且氨基酸不平衡的情况下，肉鸡肠黏膜碱性磷酸酶活性极显著降低。在鼠、鸡的日粮中添加合成赖氨酸，碱性磷酸酶活性显著增强。但顾宪红（2000）的研究表明，日粮添加合成赖氨酸对断奶仔猪小肠粘膜表面的碱性磷酸酶活性没有显著影响。导致差异的原因可能是动物种类不同，对赖氨酸敏感程度不同

　　消化酶是消化过程中具有独特功能的物质，动物的消化力与消化道中消化酶的活性密切相关。而日粮组成在很大程度上可以改变消化酶的活性（Galgani等， 1988）。赵春蓉和周小秋（2005）研究表明，赖氨酸水平在16%以下，随饲料中合成赖氨酸添加水平的提高，前、中、后肠蛋白酶、脂肪酶的活力极显著提高；进一步提高赖氨酸水平，酶活力差异不显著，且蛋白酶活性顺序为后肠＞中肠＞前肠；脂肪酶活性，除对照组外，酶活性顺序为后肠＞前肠＞中肠。对于陆生动物，如猪，合成赖氨酸的添加水平对胃液和肠液中蛋白酶活力均无影响。由此可见，不同动物，其肠道消化酶对赖氨酸的敏感度有差异。进一步分析发现，饲料系数与蛋白酶和脂肪酶活力呈极显著的负相关（r1=-0.992，P＜0.01；r2=-0.986，P＜0.01）；蛋白沉积率与肠道总蛋白酶活力呈极显著的正相关（r=+0.994，P＜0.01）（赵春蓉和周小秋，2005）。蛋白酶和脂肪酶对饲料利用率起极显著的直接作用（通径系数分别为 0.490、0.476）；蛋白酶对蛋白质沉积率有极显著的直接作用（通径系数为 0.272）。说明饲料中不同赖氨酸水平可以通过影响肠道消化酶活力而影响幼建鲤对营养物质的消化力。同时，增重与肠道总蛋白酶、脂肪酶活力呈极显著的正相关（r1=+0.987，P＜0.01；r2=+0.926，P＜0.01）（赵春蓉和周小秋，2005），说明赖氨酸可能通过提高建鲤的消化能力而促进生长。赖氨酸影响蛋白酶活性，首先可能与胰脏发育情况有关。胰腺主要分泌蛋白酶原，其发育状况可影响酶原的分泌。Hashimoto和Hara （2003）研究表明：当大鼠日粮氨基酸水平从20%提高到60%，胰脏蛋白提高了38%，胰凝乳蛋白酶活力提高约一倍。其次，可能与胰岛素的分泌有关。 Hara等（2000）研究表明，将大鼠由饲喂氨基酸水平为20%的日粮改为饲喂氨基酸水平为60%的日粮后，胰腺和肠道的胰岛素活性逐渐增强，在换料的第5d，达到最大值。因此，氨基酸可能通过促进胰腺胰岛素的分泌而调节胰腺蛋白酶活性。再次，氨基酸可直接影响蛋白酶合成。在大鼠上的研究表明，日粮中高水平氨基酸（氨基酸含量为60%）提高胰凝乳蛋白酶的活性和合成，但mRNA水平没有提高，说明氨基酸可促进胰凝乳蛋白酶的翻译阶段的合成。

　　硬骨鱼类的肝脏和胰脏呈弥散型分布。胰腺是分泌消化酶（如蛋白酶）的主要器官，多数鱼的胰腺主要分泌蛋白酶原，在肠激活酶的作用下使之激活，促进肠对营养物质的消化吸收。肝脏是营养物质重要的代谢和贮存器官（Glass等，1987），所以肝胰脏的生长发育在养分的消化中起着重要作用，而营养物质通常对肝胰脏的生长发育有影响。周小秋（2000）研究表明，随饲料赖氨酸水平的提高，中华鳖肝脏重量和蛋白含量显著提高；但赖氨酸水平对坚吻鲈肝体指数影响差异不显著，只是呈增加趋势。赵春蓉和周小秋（2005）在建鲤上的研究结果表明，赖氨酸水平对肝胰脏重量有极显著的影响。随饲料合成赖氨酸添加水平的提高，肝胰脏重量、肝胰脏指数逐渐增加；并且还发现肝胰脏重量与饲料赖氨酸水平呈极显著的正相关（r=+0.986，P＜0.01），说明赖氨酸可以促进幼建鲤肝胰脏生长。肝胰脏蛋白含量反映肝胰脏的发育情况。研究表明，添加合成赖氨酸对肝胰脏蛋白含量有极显著的影响，且随饲料赖氨酸添加水平的提高，肝胰脏蛋白含量逐渐增加。肝胰脏蛋白含量与饲料中赖氨酸水平呈极显著的正相关（r=+0.980，P＜0.01），说明添加合成赖氨酸可促进肝胰脏的发育。研究还发现，饲料系数与肝胰脏重量和蛋白含量呈极显著的负相关（r1=-0.961，P＜0.01；r2=-0.971，P＜0.01）；蛋白沉积率与肝胰脏重量和蛋白含量呈极显著的正相关（r1=+0.981，P＜0.01；r2=+0.979，P＜0.01），说明赖氨酸可以促进肝胰脏生长而提高饲料利用率，特别是提高蛋白质利用率