月桂酸通过调控肠道菌群和糖酵解途径促进低蛋白饲料中蛋白质利用与青蟹肌肉生长的机制研究

针对水产养殖中鱼粉短缺制约发展的问题，研究人员探究了月桂酸(LA)和单月桂酸甘油酯(GML)对青蟹(Scylla paramamosain)低蛋白饲料(41.8%粗蛋白)的改善作用。研究发现1 g/kg LA或0.5 g/kg GML可显著提升蛋白质表观消化率(APD)达90.34%，激活肌肉糖酵解通路基因(pfk/pgam2)，上调Rhodobacteraceae等有益菌群丰度。该研究为水产饲料减量增效提供了新型功能性添加剂方案。

　　

论文解读

水产养殖业的快速发展正面临鱼粉资源短缺的严峻挑战。作为优质蛋白源，鱼粉在配合饲料中占比常超30%，其价格飙升直接推高了养殖成本。青蟹(Scylla paramamosain)作为我国东南沿海重要的经济蟹类，幼蟹阶段对蛋白质需求高达47.06%，这使得开发低蛋白高效饲料成为产业迫切需求。然而，单纯降低饲料蛋白水平会导致生长性能下降、肌肉品质劣化等负面效应，其深层机制涉及蛋白质代谢、能量供应和肠道微生态等多重因素的复杂调控。

宁波大学的研究团队在《Aquaculture Reports》发表的研究中，创新性地将中链脂肪酸——月桂酸(LA)及其衍生物单月桂酸甘油酯(GML)应用于青蟹低蛋白饲料体系。通过9周养殖实验发现，添加1 g/kg LA可使低蛋白组(41.8%粗蛋白)青蟹增重率提升23.6%，肌肉粗蛋白含量增加8.2%，同时显著改善肠道组织结构。该研究首次揭示了LA通过"肠道菌群-糖酵解通路-肌肉发育"多轴调控机制提升甲壳动物蛋白质利用效率的作用模式。

研究采用生长性能测定、16S rDNA测序、实时荧光定量PCR等技术，系统评估了6组不同饲料(正常蛋白组NP、低蛋白组LP及分别添加0.5/1.0 g/kg LA或GML的4个实验组)对青蟹的影响。通过铬氧化物标记法测定蛋白质表观消化率(APD)，利用HE染色观察肌肉和肠道组织形态，并结合酶活性检测与基因表达分析揭示分子机制。

生长性能与蛋白质利用
低蛋白饲料导致青蟹终末体重、存活率显著降低，而LA/GML补充有效逆转了这一趋势。值得注意的是，LA1.0组使APD从77.29%提升至90.34%，粪便蛋白含量降低19.8%。肌肉氨基酸分析显示，LA1.0组必需氨基酸总量较LP组增加10.9%，其中促进肌肉生长的亮氨酸(Leu)和赖氨酸(Lys)分别提升23.7%和15.5%。

分子机制解析
在PI3K/AKT/mTOR信号通路中，LA1.0组肌肉组织akt和s6k1基因表达量较LP组分别上调2.1倍和1.8倍，表明蛋白质合成途径被激活。糖酵解关键酶磷酸果糖激酶(PFK)活性提升37.2%，同时葡萄糖转运蛋白GLUT4表达量增加2.3倍，而糖酵解限速酶pgam2表达量达LP组的3.4倍。这些发现证实LA通过增强糖酵解通量为肌肉生长提供能量支持。

肠道菌群重塑
16S测序显示，LA/GML显著增加Rhodobacteraceae(↑4.8倍)和Erysipelotrichaceae(↑3.2倍)等有益菌丰度。随机森林分析确定Ruegeria为标志性菌属，其丰度与肌肉粗蛋白含量呈强正相关(r=0.82)。KEGG功能预测发现，LA组微生物的碳水化合物代谢和氨基酸合成功能显著增强，这可能是提升蛋白质消化率的关键因素。

组织学证据
HE染色显示，LP组肌肉纤维间隙扩大38.5%，而LA1.0组肌纤维排列密度恢复至NP组水平。更令人惊讶的是，LA使肠壁围食膜厚度从7.2 μm增至12.6 μm，接近正常蛋白组(13.8 μm)水平，这为解释LA改善肠道吸收功能提供了形态学依据。

该研究创新性地证明：月桂酸类物质可通过调控Rhodobacteraceae-Ruegeria菌群网络，协同激活PI3K/AKT和糖酵解通路，实现低蛋白条件下肌肉蛋白质高效沉积。这一发现不仅为水产饲料蛋白减量提供了新思路，其揭示的"微生物-代谢-生长"调控机制更为无脊椎动物营养学研究开辟了新视角。未来研究可进一步探索LA与不同蛋白源的协同效应，以及其在其他经济甲壳动物养殖中的应用潜力。