Analysis on stomach content of bigeye tuna (Thunnus obesus) in the eastern-central Pacific Ocean
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摘要:
大眼金枪鱼(Thunnus obesus)是金枪鱼延绳钓的主要捕捞对象，分析其胃含物组成有助于更好地认识其摄食特征。根据2010年9月至2011年1月在太平洋中东部海域延绳钓渔业中采集的大眼金枪鱼胃含物样品，采样传统胃含物分析法对大眼金枪鱼摄食种类组成、多样性和摄食强度进行研究。结果表明，大眼金枪鱼的胃含物主要包括鱼类、头足类和甲壳类，其中优势饵料生物隶属于柔鱼科、褶胸鱼科和蛇鲭科。摄食强度组成随叉长变化而显著变化(单因素方差分析，P < 0.05)。空胃的个体所占比例很高，且随性腺成熟度增加而增大，成熟度Ⅰ期至Ⅴ期的空胃率依次为32.7%、38.4%、47.5%、50.7%和50.7%。摄食强度组成不存在显著的性别间差异(K-S检验，P>0.05)。各月份摄食强度组成差异显著(单因素方差分析，P < 0.05)，10月平均摄食强度最高，1月最低。
Abstract:Bigeye tuna (Thunnus obesus, BET) is one of the main target species by tuna longline. Analysis on stomach content of BET can improve understanding its feeding characteristics. Based on BET stomach samples collected from longline fishery in the eastern-central Pacific Ocean from September 2010 to January 2011, we analyzed the prey composition, diversity and feeding intensity (i.e., stomach fullness) of BET. The results show that fishes, cephalopods and crustacean were main preys of BET, with dominant prey species groups of Ommastrephidae, Sternoptychidae and Gempylidae. The feeding intensity compositions of BET were significantly different among various fork-length samples as indicated by One-Way ANOVA (P < 0.05). The proportion of empty stomachs in BET samples which was high, increasing along with gonad maturity stages (empty stomach percentages were 32.7%, 38.4%, 47.5%, 50.7% and 50.7% for maturity stages I~V, respectively). There was no significant difference in feeding intensity composition between males and females (K-S test, P>0.05). Moreover, the feeding intensity composition differed monthly (One-Way ANOVA, P < 0.05), with the highest stomach fullness in October and the lowest in January.
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军曹鱼(Rachycentron canadum)是一种生长迅速、摄食量大的海水鱼类，在台湾地区和其他热带区域被认为是几种极具发展潜力的网箱养殖鱼类之一，并已在中国南部沿海诸省得到广泛养殖[1-2]。其肉质细腻、爽嫩、口感好和营养价值高[3]，生、熟均可食用，是制作生鱼片的上好材料，每年仅日本就需要约2.0×105 t的军曹鱼生鱼片。由于生鱼片往往对食材脂肪质量分数要求较高，军曹鱼饲料脂肪质量分数也相应提高，这增加了脂肪肝的发生概率。冯建和贾刚[4]报道红姑鱼(Sciaenops ocellatus)脂肪肝病变程度与饲料中的脂肪质量分数成正相关。当脂肪肝发生之后，病鱼往往会出现摄食量降低，抵抗力下降等症状，进而影响生长[5]。
胆汁酸是胆汁的主要成分，约占胆汁总质量分数的50%~60%，它具有较强的表面活性，能降低油水两相间的表面张力，促进脂类乳化，扩大脂肪和脂肪酶的接触面，加速脂类的消化吸收[6]。据报道，饲料中添加胆汁酸可以活化脂肪酶，促进脂肪乳化，进而提高脂肪在肠道中的消化吸收率[7]。也有研究表明，胆汁酸可以帮助排出有害物质。刘建强等[8]在肝硬化小鼠日粮中添加70 mg· kg-1胆汁酸，饲喂2周后小鼠回肠末端的细菌总数降低了75.53%，而血浆内毒素水平降低了70.13%。综上所述，胆汁酸对鱼类的促生长作用已明确，故此次试验以(5.4±0.12)g的军曹鱼幼鱼为对象，研究饲料中添加不同水平的胆汁酸对军曹鱼生长以及体组成的影响。
1. 材料与方法
1.1 试验饲料
试验设计4组饲料，包括1个对照组和3个胆汁酸梯度试验组(胆汁酸质量分数为15%，测定方法参照2005版国家药典)，胆汁酸添加水平分别为0、0.1%、0.2%和0.3%，实际水平分别为0(对照)、0.015%、0.030%和0.045%(对应的饲料编号分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ)，用纤维素来调节饲料中胆汁酸的添加量，饲料配方见表 1。饲料原料经粉碎研磨过40目筛，按配方表称料，混合均匀，制成4种等氮等能的试验饲料，饲料颗粒直径为4 mm，经自然风干，保存于-20 ℃冰柜中备用。
表 1 试验配方以及营养组成(干物质)Table 1. Ingredients and proximate composition of experimental diets(dry matter)% 原料ingredient w(胆汁酸)/组别bile acid/group 0(对照) (Ⅰ) 0.015% (Ⅱ) 0.03% (Ⅲ) 0.045% (Ⅳ) 鱼粉fishmeal 45 45 45 45 小麦面筋wheat gluten 16.7 16.7 16.7 16.7 酵母粉yeast protein 2 2 2 2 鱼油fish oil 6 6 6 6 玉米油corn oil 2 2 2 2 面粉corn starch 19.8 19.8 19.8 19.8 胆汁酸bile acid 0 0.1 0.2 0.3 复合维生素vitamin premix 1 1 1 1 复合矿物盐mineral premix 0.3 0.3 0.3 0.3 磷脂lecithin oil 2 2 2 2 维生素C Vc 0.2 0.2 0.2 0.2 氯化胆碱choline chloride 0.5 0.5 0.5 0.5 K2HPO4 0.3 0.3 0.3 0.3 Ca(H2PO4)2 1 1 1 1 牛黄酸taurine 0.2 0.2 0.2 0.2 纤维素cellulose 3.0 2.9 2.8 2.7 营养组成nutrition 粗蛋白crude protein 44.97 45.47 45.12 44.66 粗脂肪crude lipid 15.95 15.59 16.17 16.31 粗灰分crude ash 9.8 9.34 9.33 10.1 注：1. 复合矿物盐(mg · kg-1饲料)包括：MgSO4 · 7H2O 1 179；FeSO4 · 7H2O 315；CoCl2 · 6H2O 45；MnSO4 · 4H2O 36；KIO3 0.45；AlCl3 ·6H2O 63；CuSO4 · 5H2O 90；NaCl 450；ZnSO4 · 7H2O 180；Na2SeO3 1.08。2. 复合维生素(mg或IU · kg-1饲料) 包括：维生素B1 60；维生素B2 200；维生素B6 40；维生素B12 0.1；泛酸钙280；烟酸800；叶酸15；肌醇400；维生素K3 40；维生素A 0.1；生物素6；维生素E 400
Note：1. Mineral premix consists of (mg · kg-1 premix): MgSO4 · 7H2O 1 179；FeSO4 · 7H2O 315；CoCl2 · 6H2O 45；MnSO4 · 4H2O 36；KIO3 0.45；AlCl3 · 6H2O 63；CuSO4 · 5H2O 90；NaCl 450；ZnSO4 · 7H2O 180；Na2SeO3 1.08. 2. Vitamin premix (mg or IU · kg-1 dry diet)：thiamin hydrochloride 60；riboflavin 200；pyridoxine hydrochloride 40；cyanocobalamin 0.1；D-Ca pantothenate 280；nicotinic acid 800；folic acid 15；inositol 400；menadione 40；retinyl acetate 0.1；inositol 400；biotin 6.0；all-rac-a-tocopherol 400.1.2 试验鱼的饲养及日常管理
试验用鱼购于海南某商业育苗场，初始体质量为(5.4±0.12)g。养殖试验在广东省湛江恒兴863海水养殖种子工程基地进行。试验分为4个组，每组4个重复。军曹鱼幼鱼先驯养7 d，每天2次投喂对照组饲料，之后随机分到16个玻璃钢材料的圆桶中(r=h=0.7 m)，每个桶放20尾鱼。试验采用流水养殖，水来自近海，经沙滤后流进养殖车间。试验期间水温(29±2)℃，桶中有增氧气头，24 h充气；盐度29，溶氧保持在6 mg · L-1以上。试验采用自然光周期，并且每个桶的光照强度相似。每天参照体质量的10%进行定量投喂，于9: 00和16: 00各投喂1次。养殖试验周期为8周。
1.3 样品采集和分析
试验结束时，从各个桶中随机抽取9尾鱼。其中3尾鱼测定终末体长、体质量、肝体比以及脏体比等形态学数据；另取4尾经尾静脉取血后进行解剖，取得肝脏和肌肉样品，全部过程在冰上进行；剩余2尾鱼窒息致死作为全鱼样品；血液经3 500 r · min-1冷冻离心5 min取上清液，得到血清样品。试验开始和结束时，试验鱼均饥饿24 h后准确称质量并计数，且根据以下公式计算成活率、相对增长率、相对增重率、饲料系数和蛋白质效率等指标。
相对增重率/%(WG)=(终末鱼体质量-初始鱼体质量)/初始鱼体质量×100
特定生长率/%(SGR)=(ln试验结束体质量-ln试验初始体质量)/试验天数×100
饲料系数(FCR)=饲料总消耗量/总增重
成活率/%=终末尾数/初始尾数×100
肥满度=100×鱼体质量(g)/体长3(cm)
肝体比=100×肝脏质量(g)/鱼体质量(g)
脏体比=100×内脏质量(g)/鱼体质量(g)
分析指标包括水分、粗蛋白、粗脂肪和灰分质量分数。水分测定采用常压干燥法，全鱼、肌肉和肝脏样品称质量后置于105 ℃恒温烘箱中24 h以烘干水分，记录末质量，两者之差为水分质量；采用凯氏定氮法测定粗蛋白的质量分数；采用索氏抽提法(石油醚为溶剂)测定粗脂肪质量分数；灰分使用马福炉焚烧(550 ℃)12 h后测得。血浆甘油三酯和胆固醇采用血液自动生化分析仪(Hitachi 7107A，日本产)测定。
1.4 数据统计
试验结果用平均数±标准差(X ±SD)表示，使用SPSS 16.0软件对数据进行单因素方差分析(ANOVA)，并结合Duncan法进行多重比较，检验处理组间的差异显著性(P < 0.05)。
2. 结果
2.1 对生长及形态学指标的影响
作为一种肉食性鱼类，整个试验过程中军曹鱼抢食凶猛，摄食情况正常，无病害发生。用含不同水平的胆汁酸饲料喂养军曹鱼幼鱼56 d，各组军曹鱼的生长和饲料利用率有显著差异(P＜0.05)(表 2)。饲料中未添加和少量添加胆汁酸(Ⅰ和Ⅱ号饲料)组的增重率显著低于Ⅲ和Ⅳ号饲料组；各组间特定生长率虽然没有显著性差异，但随胆汁酸添加水平升高而有上升的趋势。饵料系数方面，Ⅲ和Ⅳ号组要显著低于Ⅰ和Ⅱ号组。其中，最低的是Ⅲ号组(1.07±0.01)，其次是Ⅳ号组(1.09±0.02)，两者之间无显著性差异(P＞0.05)。试验期间未发生军曹鱼死亡现象，成活率为100%。
表 2 军曹鱼生长以及饲料利用和成活率(X ±SD，n=4)Table 2. Growth, SGR, FCR and survival of cobia组别group 初始质量/g initial weight 增重率/% WGR 特定生长率/% SGR 饵料系数FCR 成活率/% survival Ⅰ 111.57±1.05 1545.25±72.56ab 4.69±0.10 1.12±0.05ab 100 Ⅱ 111.52±0.88 1530.45±48.73a 4.68±0.07 1.14±0.05b 100 Ⅲ 111.07±1.49 1618.45±28.11b 4.78±0.05 1.07±0.01a 100 Ⅳ 111.39±1.01 1608.88±20.80b 4.77±0.02 1.09±0.02ab 100 注：表中同列不同字母表示差异显著(P＜0.05)，后表同此
Note：Within a column, values with different superscripts are significantly different(P＜0.05)，the same case in the following tables.各添加组的肥满度、肝体比以及脏体比没有显著差异，但是均高于对照组(Ⅰ号饲料)(P＞0.05)(表 3)。
表 3 军曹鱼的肥满度、肝体比以及脏体比(X ±SD，n=4)Table 3. CF, HIS and VSI of cobia组别group 肥满度CF 肝体比HIS 脏体比VSI Ⅰ 0.966±0.04 2.26±0.28 10.12±0.74 Ⅱ 0.971±0.03 2.41±0.39 10.32±0.84 Ⅲ 0.968±0.05 2.31±0.39 10.68±1.12 Ⅳ 0.981±0.04 2.43±0.28 10.89±0.84 注：差异不显著(P＞0.5)
Note：No significant difference(P＞0.5)2.2 对血清指标的影响
对血清胆固醇、甘油三酯等指标的研究表明，饲料中添加不同水平胆汁酸可以显著降低血液中胆固醇的浓度，添加0.045%胆汁酸的Ⅳ号料最低，显著低于对照组(P＜0.05)(表 4)。同时，血脂浓度也呈现出随胆汁酸添加水平升高而上升的趋势，并且显著高于对照组(P＜0.05)。添加了胆汁酸的Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ号饲料组的高密度脂蛋白质量分数显著高于对照组；血清中的低密度脂蛋白质量分数无显著性差异(P＞0.05)。
表 4 军曹鱼血清胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白以及低密度脂蛋白(X ±SD，n=4)Table 4. CHO, TG, HDL, LDL of cobia组别group 血清胆固醇CHO 甘油三酯TG 高密度脂蛋白HDL 低密度脂蛋白LDL Ⅰ 2.307±0.05b 1.110±0.020a 0.350±0.030a 0.037±0.01 Ⅱ 2.147±0.140ab 1.337±0.050b 0.420±0.020b 0.043±0.01 Ⅲ 2.110±0.110ab 1.220±0.010ab 0.447±0.030b 0.033±0.01 Ⅳ 1.960±0.080a 1.487±0.140c 0.417±0.040b 0.030±0.01 2.3 对全鱼、肌肉以及肝脏营养成分的影响
胆汁酸的添加显著降低了军曹鱼全鱼、肌肉以及肝脏的脂肪质量分数，其中全鱼和肝脏脂肪质量分数均以0.045%的胆汁酸添加组效果最为明显，显著低于对照组(P＜0.05)(表 5)。同时，全鱼和肌肉组织的蛋白质质量分数随胆汁酸添加水平的上升而增高。4个试验组的全鱼、肌肉和肝脏的水分质量分数没有显著差异，胆汁酸的添加对全鱼和肌肉的灰分质量分数也没有显著影响(P＞0.05)。
表 5 军曹鱼全鱼、肌肉以及肝脏组成(X ±SD，n=4)Table 5. Whole body, meal and liver composition of cobia% 组别group Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 全鱼组成whole body composition 水分moisture 69.49±0.48 70.29±0.84 70.46±0.88 70.22±0.53 蛋白protein 55.18±0.54b 56.19±0.66ab 56.20±0.57ab 56.66±0.34a 脂肪lipid 33.56±1.49a 34.81±0.87ab 32.93±1.39ab 31.39±1.20b 灰分ash 9.18±0.17 9.34±0.20 9.22±0.16 9.22±0.09 肌肉组成meal composition 水分moisture 76.08±0.30 76.07±0.17 75.46±0.45 75.87±0.50 蛋白protein 83.29±0.38ab 81.95±2.29b 84.54±0.46ab 85.15±1.20a 脂肪lipid 13.38±0.24a 12.90±1.72ab 12.75±1.77ab 10.63±0.97b 灰分ash 4.70±0.40 4.62±0.61 5.11±0.95 4.89±0.30 肝脏组成liver composition 水分moisture 46.07±1.32 44.59±2.16 44.31±0.66 44.15±2.93 蛋白protein 16.77±1.59 16.56±0.84 15.91±0.96 16.84±0.82 脂肪lipid 87.73±2.98a 85.25±1.70ab 83.25±1.26ab 79.60±4.82b 3. 讨论
试验结果表明, 饲料中添加胆汁酸改变了军曹鱼的增重率、饵料系数和体组成。饲料中添加0.045%的胆汁酸显著提高了军曹鱼的生长性能和饲料利用率。当饲料中添加0.015%的胆汁酸时，全鱼、肌肉和肝脏的脂肪质量分数都有下降的趋势，表明0.015%的添加水平就已经能够有效改善军曹鱼的生长性能和脂肪转运、分解的效率，而未添加胆汁酸的对照组增重率较低，饵料系数较高。胆汁酸在饲料中的添加可以帮助鱼类消化脂肪，并且提高脂肪酶的活性，DESHIMALU等[9]研究表明添加胆汁酸的试验组鱼增重率较对照组提高了45.73%~68.6%，饲料利用率提高了10.86%~21.88%；谭永刚等[10]发现胆汁酸可以显著促进异育银鲫(Carassius auratus)的生长和降低饵料系数，并且可以有效替代喹乙醇作为一种安全的饲料添加剂使用；颉志刚和牛翠娟[11]研究了饲料中添加0.1%胆汁酸对虹鳟(Oncorhynchus mykiss)生长的影响，结果显示胆汁酸可以有效地提高虹鳟的增重率，其中试验组的增重率为93%，而未添加胆汁酸的对照组增重率仅为48.5%。也有试验表明，胆汁酸可以通过提高脂肪酶的活性来帮助脂肪消化。ALAM等[12]报道胆汁酸可以显著提高牙鲆(Paralichthys olivaceus)消化道脂肪酶活性，进而促进脂肪代谢。MAITA等[13]研究证实，用添加胆汁酸的饲料饲喂日本鳗鲡(Anguilla japonica)，鳗鱼的食欲明显增强，脂肪酶的活性增强。王艳华和王成章[14]报道低剂量的胆汁酸可以提高十二指肠胰甘油三酯酰酶的活性，在辅脂酶的协同下，从甘油三酯中水解出脂肪酸。
胆汁酸的添加也显著改善了军曹鱼的体组成，全鱼脂肪质量分数下降，蛋白质质量分数呈上升趋势，这提示胆汁酸的添加可能促进了脂肪分解供能，对蛋白质具有节约作用，这与林仕梅等[15-16]的研究结果相似。
此次试验中，添加胆汁酸的试验组血脂质量分数显著高于对照组，胆固醇质量分数低于对照组，同时高密度脂蛋白质量分数升高，这表明胆汁酸的添加显著改善了军曹鱼脂肪在体内的转运；另外，肝脏脂肪质量分数随着胆汁酸添加量的上升而降低，说明了胆汁酸降低了脂肪在肝脏中的沉积，进一步减少了脂肪肝发生的可能性。由于胆固醇是合成胆汁酸的主要原料，胆汁酸可使体内胆固醇质量分数保持在一个相对稳定的水平，保证脂肪转运的顺利进行。PIETERS等[17]研究发现，胆汁酸可以通过加速高密度脂蛋白中胆固醇的转移来维持胆固醇的平衡；另外，PANDAK等[18]研究发现，胆汁酸也可作为一种反馈调节激活物，通过调控胆固醇代谢途径中的限速酶来控制胆汁酸的合成，这决定了胆汁酸在脂肪转运过程中起着十分重要的作用。马俊霞等[19]就胆汁酸对罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)生长和脂肪代谢的影响以及机制进行了研究，结果发现适量的胆汁酸制剂不仅对罗氏沼虾具有促生长的作用，而且添加了胆汁酸的饲料组血清中谷丙
致谢: 感谢金盛2号总指挥乐元伦、平太荣29号船长毛小久和船员等人在海上调查期间给予本研究的帮助, 谨致谢忱！ -
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图 2 不同叉长组的香农-威纳指数值和辛普森指数值
Figure 2. Simpson′s diversity index and Shannon-Weiner index for diet composition in different fork-length groups
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图 3 不同叉长组的摄食强度组成百分比
Figure 3. Percentage of feeding intensity for bigeye tuna with different fork lengths
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图 4 摄食强度分布随性腺成熟度的变化
Figure 4. Change of feeding intensity composition along with gonad maturity stage for bigeye tuna
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图 5 基于摄食强度的欧式距离构建的大眼金枪鱼聚类关系图
Figure 5. Clustering tree of Euclidean distant of bigeye tuna based on feeding intensity
表 1 大眼金枪鱼的胃含物组成
Table 1 Stomach content composition of bigeye tuna
类别group 饵料生物prey species 个数百分比percentage 出现频次frequency 鱼类fishes 帆蜥鱼Alepisaurus ferox 0.19 0.28 竹筴鱼Trachurus japonicus 2.48 3.69 秋刀鱼Cololnbis snira 2.48 3.69 蛇鲭Gemplus serpens 12.95 19.32 宽尾鳞鲀Abalistes stellatus 0.38 0.57 虱目鱼Chanos chanos 4.38 6.53 白腹鲭Scomber japonicus 5.14 5.97 低褶胸鱼Sternoptyx diaphana 19.81 29.55 头足类Cephalopods 柔鱼科Ommastrephidae 24.00 35.80 乌贼科Sepiidae 0.19 0.28 甲壳类Crustacean 刚毛对虾Peneus setiferus 13.14 19.60 海蜘蛛Pycnogonida 0.19 0.28 未辨别unidentified - 14.48 21.59 
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表 2 太平洋大眼金枪鱼的胃含物组成研究比较
Table 2 Comparison of different studies on stomach content of bigeye tuna in the Pacific Ocean
% 海域sea area 鱼种species 硬骨鱼类
teleost头足类
Cephalopod甲壳类
Crustacean其他
other东太平洋[16] the eastern Pacific Ocean 47 8 45 - 巴布亚新几内亚[22] Papua New Guinea 60 21 15 4 法属波利尼西亚[23] French Polynesia 75 22 1 1 法属波利尼西亚[22] French Polynesia 58 27 11 4 新喀里多尼亚[22] New Caledonia 80 14 1 5 基里巴斯(该研究) Kiribati (this paper) 47 24 14 15
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