《Animal Feed Science and Technology》：Glycerol Monolaurate as a Sustainable Feed Additive: Promoting Cleaner Production in Hybrid Sturgeon Aquaculture via Gut-Liver Axis Modulation
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徐 Chaosong | 刘 Jiehao | 毛 Yiran | 郑 Yueping | 徐 Jianan | 范 Houyong | 王 Youji | Mohamed H. Abo-Raya | Mohamed Abdel-Raheem | 胡 Menghong
上海海洋大
徐 Chaosong | 刘 Jiehao | 毛 Yiran | 郑 Yueping | 徐 Jianan | 范 Houyong | 王 Youji | Mohamed H. Abo-Raya | Mohamed Abdel-Raheem | 胡 Menghong
上海海洋大学国际海洋生物科学研究中心，中国上海市201306，科学技术部
摘要
杂交鲟鱼的集约化养殖面临着与抗生素过度使用和环境污染相关的可持续性挑战。本研究评估了月桂酸甘油酯（GML）作为一种环保型功能性饲料添加剂，以提高生产力同时支持更清洁的生产方式。96条健康的杂交鲟鱼（初始体重130.31 ± 12.98克）被随机分配到12个水箱中，并在控制条件下喂食含有不同浓度GML的饲料：0（对照组）、1200毫克/千克、2400毫克/千克和3600毫克/千克，持续60天。所有含GML的组别都表现出显著改善的饲料转化率，表明营养利用效率提高且废物排放减少。最佳剂量（1200毫克/千克）还改善了抗氧化状态和血液生化指标。组织学检查显示，在2400毫克/千克的剂量下，肠道绒毛和肝脏组织更加健康。代谢组学分析表明GML调节了关键的脂质代谢途径（例如甘油磷脂代谢），其代谢物DSPC与微生物多样性呈正相关。微生物群分析显示有益细菌（如双歧杆菌）的数量增加。尽管最高剂量（3600毫克/千克）导致了轻微的肝脏脂肪变性，但总体结果表明，1200–2400毫克/千克的饲料中添加GML对生长表现有潜在的积极影响，同时有效提高了饲料转化效率，并促进了肠道-肝脏轴的健康。我们的发现支持将GML作为饲料中抗生素的可持续替代品，有助于减少环境影响并推动水产养殖业的绿色转型。
引言
杂交鲟鱼（Acipenser schrenckii♂ × Acipenser baerii♀）由于生长速度快和肉质优良，在淡水养殖中具有重要价值（Vilkova等人，2021年）。然而，集约化养殖方式引发了可持续性担忧，包括废物造成的环境污染和对抗生素的高度依赖以控制疾病（Martín-Hernández等人，2023年）。这些做法导致了疾病爆发——如细菌性肠炎和病毒感染——成为行业发展的主要限制因素（Xiao等人，2022年）。
目前，抗生素常被用于疾病预防和控制，短期内可以缓解疾病爆发；然而，长期滥用导致了许多问题。一方面，抗生素残留物通过食物链威胁人类健康，并加速了耐药菌株的传播，对公共健康和安全构成重大风险（Lee等人，2020年）；另一方面，抗生素破坏了动物肠道的微生态平衡，降低了宿主免疫力，增加了慢性疾病的风险（El-Saadony等人，2021年）。这对全球水产养殖业产生了重大影响。欧盟和中国已逐步禁止将抗生素用于促进生长，业界普遍认为应推广无抗生素养殖（Chen等人，2020年）；因此，开发高效且安全的抗生素替代品迫在眉睫。
中链脂肪酸（MCFAs）是一类含有6-12个碳原子的饱和脂肪酸，与长链脂肪酸相比具有显著的代谢特性，因为它们无需依赖胆盐即可快速吸收，直接通过门静脉输送到肝脏进行氧化供能，并促进酮体的产生，为动物提供即时能量（Nonaka等人，2016年）。先前的研究表明，MCFAs不仅能够促进生长、提高饲料转化效率和肠道健康、增强宿主免疫功能（Kumar等人，2025年；Zhou等人，2023年），还能为虾（Kumar等人，2025年）、猪崽（Decuypere和Dierick，2003年）和肉鸡（Gomez-Osorio等人，2021年）提供替代抗生素的治疗方法，从而减少抗生素的使用和耐药风险。
月桂酸甘油酯（GML）是一种稳定的中链脂肪酸（MCFA）衍生物，在肠道中的滞留时间较长（Ullah等人，2024年）。已有文献表明，GML可通过促进有益细菌的生长、抑制病原菌的繁殖和增强肠道屏障功能来显著改善鱼类肠道健康，为功能性饲料添加剂的发展提供了重要应用（Wu等人，2021a）。Lin等人（2023年）报告称，在鲈鱼Trachinotus ovatus的饲料中添加GML可提高其肠道消化率，并通过增加有益细菌的数量来调节肠道微生物群，同时减少有害细菌的数量。然而，现有的GML研究主要集中在生长表现上（Lin等人，2023年）。我们假设饲料中的GML可以调节杂交鲟鱼的肠道-肝脏轴，从而改善代谢健康、提高饲料效率并促进肠道微生物群的良性变化，从而有助于实现更清洁的生产目标。在本研究中，测试了GML在常规饲料中添加1200毫克/千克、2400毫克/千克和3600毫克/千克时的潜在健康益处。选择这些剂量是基于对鲈鱼Trachinotus ovatus的研究结果，这些研究表明该范围内的中链脂肪酸能有效调节肠道健康而不引起毒性（Lin等人，2023年）。
这些效应包括生长表现和饲料利用（体重增长率、特定生长率、饲料转化率）、体成分（常规生化分析）、生理状态（血清生化参数）、肠道和肝脏组织形态、肠道微生物群组成（16S rRNA测序）以及肠道代谢组（基于LC-MS的代谢组学）。通过整合这些多维度指标，我们旨在阐明GML调节肠道-肝脏轴的机制，并评估其作为饲料中抗生素可持续替代品的潜力，为其在环保水产养殖中的应用提供科学依据。
章节摘录
动物采集与维护
从中国北京的密云水库获取了一批96条健康的杂交鲟鱼幼鱼（体重130.31 ± 12.98克，体长28.67 ± 1.67厘米），并将它们带到中国的上海水生野生动物保护与研究中心，在配备过滤装置的聚乙烯水箱中适应两周，同时喂食由广东粤群海洋生物技术有限公司（广东）生产的基础饲料，详见表S1。在适应期间
鲟鱼的生长表现
所有实验组之间的生长表现（最终体重、WGR和SGR）和存活率没有显著差异（p > 0.05），其中喂食1200毫克/千克GML的鱼组的WGR和SGR数值最高（表1），且最佳GML剂量为1700毫克/千克（图1）。此外，喂食2400毫克/千克GML的鱼组的FCR、LSI和IBI参数显著低于未添加GML的对照组（p < 0.05）。
讨论
将月桂酸甘油酯（GML）添加到水产养殖饲料中为优化生长表现和代谢健康提供了策略性方法，有效缓解了集约化养殖带来的可持续性挑战（Li等人，2022b）。在本研究中，尽管在饲料中添加GML并未显著改善鲟鱼的存活率和生长表现参数（最终体重、WGR和SGR），但喂食1200毫克/千克GML的鱼组的WGR和SGR值最高
CRediT作者贡献声明
郑 Yueping：监督、方法论、概念化。刘 Jiehao：写作——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、软件应用、方法论、调查、正式分析。毛 Yiran：写作——审稿与编辑、监督、调查。Mohamed Abdel-Raheem：写作——审稿与编辑、调查。胡 Menghong：写作——审稿与编辑、验证、监督、资金筹集、概念化。徐 Chaosong：写作——审稿与编辑、初稿撰写。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了上海水生野生动物保护与研究中心的财政支持。
利益冲突
作者声明没有可能影响本研究结果的潜在财务或个人利益。
动物和人权声明
所有涉及动物的实验程序均经过了上海海洋大学动物护理和使用委员会的审查和批准。本研究完全符合《赫尔辛基宣言》的原则。
