Ảnh hưởng của axit arachidonic trong khẩu phần ăn đến hiệu suất tăng trưởng, thành phần axit béo và khả năng chống oxy hóa ở ấu trùng cua biển Scylla paramamosain

Tóm tắt

Một nghiên cứu cho ăn kéo dài tám tuần đã được thực hiện để đánh giá tác động của axit arachidonic (ARA) bổ sung vào khẩu phần ăn đối với các chỉ tiêu sinh trưởng, thành phần axit béo và khả năng chống oxy hóa ở hậu ấu trùng Scylla paramamosain. Năm khẩu phần ăn được thiết kế, với hàm lượng ARA tăng dần từ 0,34% đến 1,81%, nhằm xác định mức ARA tối ưu cho sự phát triển của loài cua này. Kết quả cho thấy, cua được bổ sung 1,18% ARA đạt được trọng lượng cuối cùng, tăng trọng và tốc độ tăng trưởng cao nhất so với các nhóm còn lại. Mặc dù tỷ lệ sống sót và tần suất lột xác không thay đổi đáng kể, hàm lượng EPA trong cơ thể cua giảm khi tăng hàm lượng ARA. Đồng thời, khả năng chống oxy hóa của cua được cải thiện rõ rệt nhờ hoạt động của các enzyme như superoxide dismutase (SOD) và tổng khả năng chống oxy hóa (T-AOC) tăng cao. Ngược lại, nồng độ malondialdehyde (MDA), một dấu hiệu của stress oxy hóa, giảm. Phân tích thành phần lipid cho thấy hàm lượng lipid toàn phần tăng khi tăng hàm lượng ARA trong khẩu phần ăn. Biểu hiện gen của các gen liên quan đến chuyển hóa lipid như fatty acid synthase (fas) và fatty acid binding protein-3 (fabp-3) cũng tăng ở mức ARA 1,18% rồi giảm trở lại ở mức ARA cao hơn. Nghiên cứu này cho thấy rằng bổ sung ARA ở mức độ vừa phải (1,18%) có lợi cho sự phát triển của cua bùn, cải thiện khả năng chống oxy hóa và điều chỉnh các quá trình chuyển hóa lipid. Tuy nhiên, bổ sung quá mức ARA có thể gây ra stress oxy hóa. Tỷ lệ ARA/EPA tối ưu cho sự phát triển của loài cua này được ước tính là 1,82.

Giới thiệu

Axit béo không bão hòa đa chuỗi dài (LC-PUFA) là những axit béo thiết yếu, đặc biệt quan trọng đối với sự tăng trưởng và phát triển của động vật thủy sản. Được định nghĩa là các PUFA có ít nhất 20 nguyên tử carbon và 3 liên kết đôi, LC-PUFA bao gồm các axit béo nổi tiếng như docosahexaenoic (DHA), eicosapentaenoic (EPA) và arachidonic (ARA). Trong khi DHA và EPA đã được nghiên cứu sâu rộng về vai trò sinh lý trong các loài thủy sản, thì ARA, một LC-PUFA khác, lại nhận được sự quan tâm tương đối ít, đặc biệt là ở nhóm giáp xác. ARA đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa hoạt động của enzyme màng, các con đường truyền tín hiệu tế bào, và duy trì tính ổn định của màng tế bào. Hơn nữa, ARA còn tham gia vào quá trình điều hòa phản ứng miễn dịch của cơ thể. Mặc dù các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra tầm quan trọng của ARA, nhưng vẫn còn rất ít nghiên cứu tập trung vào tác động của việc bổ sung ARA vào khẩu phần ăn của các loài giáp xác như tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) và tôm càng xanh (Macrobrachium nipponense). Các nghiên cứu hạn chế cho đến nay đã cho thấy ARA có thể cải thiện hiệu suất sinh sản, chất lượng trứng, và tăng cường hệ thống miễn dịch ở một số loài giáp xác. Tuy nhiên, để hiểu rõ hơn về cơ chế tác động và liều lượng tối ưu của ARA, cần tiến hành thêm nhiều nghiên cứu sâu rộng hơn.

Cả axit arachidonic (ARA) và axit eicosapentaenoic (EPA) đều là tiền chất quan trọng của các eicosanoid, đóng vai trò trung tâm trong việc điều hòa nhiều quá trình sinh lý. Do sự cạnh tranh với nhau trong quá trình tổng hợp eicosanoid thông qua các enzyme cyclooxygenase (COX) và lipoxygenase (ALOX), tỷ lệ ARA/EPA trong khẩu phần ăn có thể ảnh hưởng sâu sắc đến loại eicosanoid được sản xuất, từ đó tác động đến các phản ứng sinh học đa dạng như viêm, miễn dịch, sinh sản và thần kinh (Araújo et al., 2020). Các nghiên cứu trước đây cho thấy eicosanoid bắt nguồn từ ARA thường có xu hướng thúc đẩy phản ứng viêm mạnh mẽ hơn so với những eicosanoid từ EPA, điều này có thể giải thích tại sao tỷ lệ ARA/EPA trong khẩu phần ăn được xem là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sức khỏe và khả năng chống chịu bệnh tật của nhiều loài động vật, bao gồm cả động vật thủy sản (Schmitz & Ecker, 2008; Lewis et al., 1990). Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về vai trò của ARA và EPA ở các loài động vật khác, thông tin về mối liên hệ giữa tỷ lệ ARA/EPA trong khẩu phần ăn và phản ứng miễn dịch ở cua vẫn còn hạn chế. Bên cạnh đó, sự mất cân bằng trong tỷ lệ các axit béo đa không no chuỗi dài (LC-PUFA) này cũng có thể gây ra những tác động tiêu cực đến tăng trưởng và sức khỏe của động vật thủy sản, bao gồm cả việc làm suy giảm khả năng chống oxy hóa (Luo et al., 2012; Kertaoui et al., 2021). Vì vậy, việc xác định chính xác hàm lượng ARA trong khẩu phần ăn và đánh giá tỷ lệ ARA/EPA là một yếu tố cần thiết để tối ưu hóa dinh dưỡng và sức khỏe cho các loài động vật thủy sản.

Cua bùn (Scylla spp.) là một chi giáp xác Portunid có giá trị kinh tế cao, phân bố rộng khắp vùng Ấn Độ – Thái Bình Dương (Lin et al., 2018; Ye et al., 2011). Do nhu cầu thị trường lớn, loài này đã được nuôi trồng rộng rãi ở nhiều quốc gia châu Á, đặc biệt là Trung Quốc, với sản lượng cua bùn nuôi (chủ yếu là Scylla paramamosain) đạt 159.433 tấn vào năm 2020 (Niên giám thống kê nghề cá Trung Quốc, 2021). Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về nhu cầu dinh dưỡng của S. paramamosain (Zhao et al., 2015-2020; Xu et al., 2018-2020; Zhan et al., 2020; Wang et al., 2020-2021; Li et al., 2021; Liu et al., 2021), nhu cầu axit arachidonic (ARA) của loài này vẫn chưa được xác định. Hơn nữa, giai đoạn hậu ấu trùng của cua bùn rất dễ bị stress oxy hóa do tỷ lệ trao đổi chất cao và môi trường nuôi trồng phức tạp (Dong et al., 2009; Xu et al., 2018-2020; Kertaoui et al., 2021). Nghiên cứu trước đây cho thấy việc bổ sung ARA vào thức ăn có thể cải thiện khả năng chống stress và tăng cường hệ miễn dịch ở tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) (2011). Dựa trên những thông tin trên, nghiên cứu này nhằm mục tiêu đánh giá tác động của các mức ARA khác nhau trong thức ăn đối với tăng trưởng, thành phần axit béo, khả năng chống oxy hóa và biểu hiện gen liên quan đến chuyển hóa lipid ở hậu ấu trùng.

Vật liệu và phương pháp

Chuẩn bị khẩu phần ăn

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã thiết kế năm khẩu phần ăn isonitrogenous và isoenergetic. Nguồn protein chính là bột cá và casein, trong khi tinh bột gelatin hóa là nguồn carbohydrate duy nhất. Các khẩu phần ăn này được bổ sung các mức ARA khác nhau (0,34%, 0,48%, 0,84%, 1,18% và 1,81%). Thành phần axit béo chi tiết của từng khẩu phần ăn được trình bày ở Bảng 2.

Quá trình chế biến thức ăn: Các thành phần khô được nghiền mịn (lưới 125 µm) và trộn đều. Sau đó, hỗn hợp lipid và phospholipid được thêm vào và trộn kỹ với nước cất. Bột hỗn hợp được tạo viên (lỗ 0,8 mm) và sấy khô ở 45℃ đến khi độ ẩm dưới 10%. Cuối cùng, thức ăn được bảo quản ở -20℃.

Bảng 1 Thành phần của năm khẩu phần ăn thử nghiệm (vật chất khô).

^a Mua từ Trident Seafoods Corporation, Seattle, Hoa Kỳ. Hàm lượng protein và lipid trong bột cá lần lượt là 67,97% và 10,19%.

^b Mua từ Fonterra Co-operative Group Ltd, Auckland, New Zealand.

^c Mua từ Zhengzhou Siwei Company, Trịnh Châu, Trung Quốc.

^d Vitamin premix, hỗn hợp g/kg: thiamin B1, 5,0; riboflavin, 8,0; nicotinamide, 26,0; biotin, 1,0; calci pantothenate, 15,0; vitamin B6, 3,0; axit folic, vitamin B, 5,0; vitamin C, 121,0; vitamin K, 2,02; axit p-aminobenzoic, 3,0; vitamin B12, 1,0; xenluloza, 529,0; vitamin A, 25,0; vitamin D3, 25,0; vitamin E, 50,0; inositol, 181,0.

^e Hỗn hợp khoáng chất, hỗn hợp g/kg: canxi dihydrogen phosphate, 122,87; lactat, 474,22; natri dihydrogen phosphate, 42,03; kali persulfat, 163,83; sắt (II) sulfat, 10,78; sắt citrat, 38,26; magiê sulfat, 44,19; kẽm sulfat, 4,74; mangan sulfat, 0,33; đồng sulfat, 0,22; coban clorua, 0,43; iodat, 0,02; natri clorua, 32,33; kali clorua, 65,75.

^f Mua từ Garden Bio-chem Ltd, Chiết Giang, Trung Quốc.

^g Mua từ Xi’an Wanzi Biotechnology Co., Ltd., Tây An, Trung Quốc.

Bảng 2 Thành phần axit béo của khẩu phần ăn thử nghiệm (% tổng số axit béo).

Lưu ý. Dữ liệu là giá trị trung bình của các phép thử trùng lặp. Chỉ hiển thị các axit béo chính.

^a ΣSFA là tổng các axit béo bão hòa.

^b ΣMUFA là tổng các axit béo không bão hòa đơn.

^c ΣPUFA là tổng các axit béo không bão hòa đa.

Thử nghiệm cho cua và thức ăn

Cua bùn được lấy từ một vườn ươm thương mại (Ninh Ba, Trung Quốc). Trước khi tiến hành thí nghiệm cho ăn, tất cả cua đều được nuôi trong một tuần để thích nghi. Sau đó, tổng cộng 420 con cua khỏe mạnh (trọng lượng ban đầu 8,15 mg) được chọn ngẫu nhiên và cho vào các thùng chứa riêng biệt (250 ml). Những con cua được chọn được chia thành 5 nhóm với 3 lần lặp lại trong mỗi nhóm và 28 con cua có cùng kích thước được chọn cho mỗi lần lặp lại.

Thử nghiệm cho ăn kéo dài trong 8 tuần, trong suốt quá trình thí nghiệm, cua được cho ăn hai lần một ngày (lần lượt là 09:00 và 17:00 giờ). Sau một giờ cho ăn, thức ăn thừa, phân và vỏ thừa được hút ra ngoài. Nước trong thùng được thay hoàn toàn hàng ngày. Cua chết và lột xác được ghi lại vào mỗi buổi sáng trong suốt quá trình thí nghiệm. Trong thời gian sinh sản, độ mặn và nhiệt độ của nước biển trong thùng được duy trì ở mức 29 và 26–29℃. Oxy hòa tan vẫn ở mức trên 6,0 mg/L, nitơ amoniac dưới 0,05 mg/L.

Thu thập mẫu

Vào cuối thí nghiệm kéo dài tám tuần, những con cua sống sót được nhịn ăn trong 24 giờ trước khi được cân và đếm riêng lẻ. Sau đó, sáu con cua trên mỗi lần lặp lại được lấy mẫu ngẫu nhiên để đánh giá thành phần cơ thể của chúng. Mười con cua khác cũng được chọn ngẫu nhiên sau đó đông lạnh trong nitơ lỏng và sau đó được bảo quản ở nhiệt độ -80℃ để phân tích thành phần hóa học, các thông số sinh hóa và biểu hiện gen sau này.

Phân tích hóa học

Phân tích hóa học của khẩu phần ăn và cua được tiến hành bằng các phương pháp tiêu chuẩn (AOAC, Cunniff, 1995). Độ ẩm của cua được đo đến trọng lượng không đổi thông qua máy đông khô (LL1500, Thermo, Hoa Kỳ), trong khi đối với khẩu phần ăn được đo thông qua lò sấy. Protein thô và lipid thô được xác định bằng Hệ thống Kjeldahl tự động (K358/K355, BUCHI, Flawil, Thụy Sĩ) và thiết bị Soxhlet (E816, Buchi, Flawil, Thụy Sĩ). Chiết xuất axit béo theo Folch và cộng sự (1957). Sau khi chiết mẫu bằng cloroform/methanol (2/1, v/v), chiết xuất được sử dụng để xác định thành phần axit béo sau khi metyl hóa thành este metyl axit béo (Metcalfe và cộng sự, 1966). Axit béo của mẫu được đo bằng sắc ký khí (GC7890B, Agilent Technologies Inc., CA, Hoa Kỳ). Các thiết lập thông số cụ thể của sắc ký khí phù hợp với Liu và cộng sự (2021).

Dịch nổi cua nguyên con được chuẩn bị theo phương pháp do Xu và cộng sự (2018) mô tả để phân tích thông số chống oxy hóa. Đối với superoxide dismutase (SOD), phương pháp xanthine oxidase được sử dụng để xác định hoạt động (Peskin và Winterbourn, 2000). Tổng khả năng chống oxy hóa (T-AOC) được xác định bằng phương pháp khả năng khử sắt của huyết tương (FRAP) (Benzie và Strain, 1996). Nồng độ malondialdehyde (MDA) trong cua được xác định bằng cách đo các chất phản ứng với axit thiobarbituric (TBA) (Ohkawa và cộng sự, 1979). Nồng độ protein tổng trong cua được xác định bằng phương pháp Coomassie Brilliant Blue (Bradford, 1976). Tất cả các thông số sinh hóa của cua được xác định bằng bộ dụng cụ thương mại (Jiancheng, Ltd, Nam Kinh, Trung Quốc) và đầu đọc vi mạch (iMark, Bio-Rad, Hercules, Hoa Kỳ).

Biểu hiện gen

Theo Chomczynski và Sacchi (2006), tổng RNA của toàn bộ con cua được chiết xuất bằng Trizol® Reagent (Invitrogen, Carlsbad, CA, Hoa Kỳ), chloroform, isopropanol, ethanol và nước diethylpyrocarbonate (DEPC) và chất lượng của nó được phân tích trong điện di agarose 1,0%. cDNA được tổng hợp từ 1 μg RNA được xử lý bằng Bộ thuốc thử PrimeScript™ RT (thời gian thực hoàn hảo) (Takara, Đại Liên, Trung Quốc) theo hướng dẫn của nhà sản xuất. PCR định lượng thời gian thực được tiến hành để đánh giá mức độ biểu hiện mRNA tương đối của sự kéo dài protein liên kết axit béo-3 (fabp-3) và synthase axit béo (fas) bằng Hệ thống PCR thời gian thực Applie Biosystems QuantStudio™ 6 Flex (Life Technologies, Carlsbad, Hoa Kỳ). Các đoạn mồi được sử dụng trong gen thử nghiệm được trình bày trong Bảng 3 (do Sangon Biotech Co., Ltd, Thượng Hải, Trung Quốc sản xuất). Các điều kiện của PCR định lượng thời gian thực phù hợp với mô tả của Liu et al. (2021). Gen β-actin được sử dụng làm đối chứng nội bộ trong thí nghiệm này (Gong et al., 2015). Trong khi đó, mỗi mẫu được chạy ba lần trong quá trình phát hiện. Mức độ biểu hiện tương đối của các gen mục tiêu được tính bằng phương trình của phương pháp CT so sánh (Livak và Schmittgen, 2001).

Bảng 3 Các mồi được sử dụng để phân tích PCR định lượng thời gian thực các gen trong Scylla paramamosain.

Phương pháp thống kê

Trong bước phân tích đầu tiên, tất cả dữ liệu được kiểm tra phân phối chuẩn và tính đồng nhất thông qua kiểm định Kolmogorov Smirnov và kiểm định Levene. Sau đó, dữ liệu phương sai đồng nhất và không đồng nhất được phân tích theo ANOVA và Kruskal-Wallis phi tham số. Trong nghiên cứu này, kết quả được thể hiện bằng giá trị trung bình ± SD. Dữ liệu khác nhau về mặt thống kê được phân tích bằng kiểm định đa phạm vi của Duncan và P < 0,05 biểu thị sự khác biệt đáng kể. Tất cả các phân tích thống kê dữ liệu được thực hiện trên phần mềm SPSS 22.0.

Kết quả

Tỷ lệ sống, hiệu suất tăng trưởng

Tỷ lệ sống sót, tỷ lệ tăng trưởng riêng (SGR), tăng trọng (WG), tần suất lột xác (MF) và thời gian giữa các lần lột xác được thể hiện trong Bảng 4. Tỷ lệ sống của Scylla paramamosain dao động từ 63,10% đến 82,14% (P > 0,05). Mức ARA trong khẩu phần ăn ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất tăng trưởng của hậu ấu trùng Scylla paramamosain (P < 0,05). FBW, WG và SGR của cua tăng đáng kể khi mức ARA trong khẩu phần ăn lên đến 1,18% và sau đó giảm đáng kể khi mức ARA trong khẩu phần ăn tăng thêm. Ngoài ra, không có sự khác biệt đáng kể nào về MF và thời gian giữa các lần lột xác ở các chế độ xử lý khác nhau (P > 0,05).

Bảng 4 Ảnh hưởng của axit arachidonic trong khẩu phần ăn đến hiệu suất tăng trưởng, thời gian lột xác và tỷ lệ sống sót của ấu trùng Scylla paramamosain (trung bình ± SD, n = 3).

Ghi chú. Các chữ cái mũ khác nhau trong cùng một hàng biểu thị sự khác biệt đáng kể (P < 0,05) giữa các nghiệm thức khác nhau.

^a FBW (g): trọng lượng cơ thể cuối cùng.

^b WG: tăng trọng (%) = 100 × (trọng lượng cuối cùng – trọng lượng ban đầu)/trọng lượng cơ thể ban đầu.

^c SGR (% mỗi ngày): tốc độ tăng trưởng riêng = 100 × (ln trọng lượng cuối cùng – ln trọng lượng ban đầu)/ngày.

^d Tỷ lệ sống (%) = 100 × (lượng cua cuối cùng) / (lượng cua ban đầu).

^eMF: tần suất lột xác = ( ∑thời gian lột xác của mỗi con cua sống sót)/lượng cua cuối cùng.

^fThời gian giữa các lần lột xác (ngày) = ngày/tần suất lột xác

Thành phần toàn thân

Trong nghiên cứu này, mặc dù không có sự khác biệt đáng kể nào về thành phần cơ thể của toàn bộ cua giữa tất cả các chế độ xử lý (P > 0,05) (Bảng 5), nhưng lipid thô cho thấy xu hướng tăng tương đối khi tăng bổ sung ARA trong khẩu phần ăn. Như thể hiện trong Bảng 6, nồng độ ARA trong cơ thể tăng lên khi bổ sung ARA trong khẩu phần ăn trong thí nghiệm này. So với thành phần DHA tương đối ổn định trong cua, hàm lượng EPA trong cua giảm khi tăng mức ARA trong khẩu phần ăn (P < 0,05).

Bảng 5 Ảnh hưởng của mức axit arachidonic trong khẩu phần ăn đến thành phần cơ thể gần đúng của ấu trùng Scylla paramamosain (trung bình ± SD, n = 3).

Bảng 6 Thành phần axit béo (% tổng axit béo) của thành phần cơ thể ở ấu trùng Scylla paramamosain được cho ăn khẩu phần ăn có mức axit arachidonic khác nhau (trung bình ± SD, n = 3).

Lưu ý. Dữ liệu có các chữ cái khác nhau có sự khác biệt đáng kể (P < 0,05) giữa các nghiệm thức.

^f Σ SFA là tổng các axit béo bão hòa.

^g Σ MUFA là tổng các axit béo không bão hòa đơn.

^h Σn-6 PUFA là tổng các axit béo không bão hòa đa n-6.

ⁱ Σn-3 PUFA là tổng các axit béo không bão hòa đa n-3.

Các thông số chống oxy hóa

Trong thí nghiệm này, mức ARA trong khẩu phần ăn ảnh hưởng đáng kể đến nồng độ MDA, SOD và hoạt động T-AOC của cua bùn (P < 0,05). Hoạt động của SOD tăng đáng kể khi ARA trong khẩu phần ăn tăng từ 0,34% lên 1,18% và giảm nhẹ ở nồng độ ARA cao hơn (Bảng 7). Hoạt động T-AOC ở cua giống như SOD. Ngược lại, hoạt động MDA thường có mối tương quan tích cực với mức bổ sung ARA và cua được cho ăn khẩu phần ăn có 1,81% ARA cho thấy hoạt động MDA cao nhất

Bảng 7 Khả năng chống oxy hóa trong toàn bộ cơ thể của ấu trùng Scylla paramamosain được cho ăn khẩu phần ăn có mức axit arachidonic khác nhau (trung bình ± SD, n = 3).

Lưu ý. Các giá trị có chữ số mũ khác nhau trong cùng một cột thì khác biệt đáng kể (P < 0,05).

Biểu hiện gen

Biểu hiện mRNA của fas bị ảnh hưởng đáng kể do bổ sung ARA trong khẩu phần ăn khác nhau. Như thể hiện trong Hình 1, biểu hiện mRNA của fas ở cua tăng lên khi tăng ARA trong khẩu phần ăn từ 0,34% lên 1,18% và đạt giá trị cao nhất ở 1,18%, sau đó giảm đáng kể khi bổ sung ARA trong khẩu phần ăn tiếp tục tăng lên 1,81% (P < 0,05). Trong khi đó, mặc dù biểu hiện mRNA của fabp-3 không cho thấy sự khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức ARA trong khẩu phần ăn, nhưng có xu hướng thay đổi tương tự với fas. Biểu hiện mRNA của fabp-3 nhìn chung tăng đầu tiên khi bổ sung ARA trong khẩu phần ăn (0,34–1,18%) và sau đó giảm khi bổ sung thêm ARA trong khẩu phần ăn.

Hình 1. Biểu hiện gen liên quan đến chuyển hóa lipid trong toàn bộ cua của ấu trùng Scylla paramamosain với các mức axit arachidonic khác nhau được đo bằng PCR định lượng thời gian thực. Dữ liệu (trung bình ± SD, n = 3) với các chữ cái khác nhau khác biệt đáng kể giữa các nghiệm thức (P < 0,05).

Thảo luận

Các nghiên cứu trước đây đã khẳng định vai trò quan trọng của axit arachidonic (ARA) trong việc điều chỉnh tăng trưởng và miễn dịch ở nhiều loài thủy sản như cá mú, cá vược, cá bống trắng, lươn Nhật Bản, cá trắm cỏ, v.v. (Fountoulaki et al., 2003; Tocher, 2003;…). Nói chung, lượng ARA phù hợp trong thức ăn thúc đẩy tăng trưởng, trong khi lượng dư thừa có thể gây ức chế tăng trưởng và stress oxy hóa. Trong nghiên cứu này, tăng trưởng của ấu trùng cua biển Scylla paramamosain tăng khi hàm lượng ARA trong thức ăn đạt 1,18% và giảm khi bổ sung thêm ARA. Kết quả tương tự được tìm thấy ở nhiều loài khác. Tuy nhiên, Torrecillas et al. (2017) lại không thấy sự tăng trưởng ở cá mú khi tăng hàm lượng ARA. Sự khác biệt này có thể do đặc điểm của từng loài hoặc giai đoạn phát triển khác nhau. Về tỷ lệ sống, nhiều nghiên cứu cho thấy ARA không ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ sống sót của các loài thủy sản. Nghiên cứu này cũng không tìm thấy sự khác biệt về tỷ lệ sống sót, tần suất lột xác và thời gian lột xác giữa các nhóm đối chứng. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Zhang et al. (2013), cho thấy DHA chứ không phải ARA có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh quá trình lột xác ở cua.

Các nghiên cứu trước đây đã thống nhất rằng thành phần axit béo trong thức ăn có ảnh hưởng trực tiếp đến thành phần axit béo trong cơ thể động vật thủy sinh (Fountoulaki et al., 2003; Nasopoulou & Zabetakis, 2012). Kết quả nghiên cứu này phù hợp với các nghiên cứu trước đó, cho thấy hàm lượng ARA trong cơ thể cua tăng khi bổ sung ARA vào thức ăn. Tuy nhiên, một điểm đáng chú ý là hàm lượng EPA và DHA trong cơ thể luôn cao hơn so với trong thức ăn, bất chấp việc bổ sung ARA. Đặc biệt, hàm lượng EPA trong các mô giảm khi tăng lượng ARA trong thức ăn, một hiện tượng cũng được quan sát thấy ở nhiều loài thủy sản khác (Shahkar et al., 2016; Fountoulaki et al., 2003; Tian et al., 2014; Yuan et al., 2015). Ngược lại, hàm lượng DHA vẫn tương đối ổn định. Điều này cho thấy DHA được ưu tiên giữ lại trong cơ thể hơn EPA, một hiện tượng đã được báo cáo rộng rãi trong các nghiên cứu về sinh vật biển (Izquierdo, 1996; Carvalho et al., 2018; Wang et al., 2021). Sự khác biệt này có thể giải thích bởi vai trò chức năng quan trọng hơn của DHA so với EPA ở giai đoạn ấu trùng (Watanabe et al., 1989; Takeuchi et al., 1990; Toyota et al., 1991; Koven et al., 1993; Wu et al., 2002). Bên cạnh đó, EPA là chất nền ưu tiên cho quá trình oxy hóa β ty thể so với DHA và ARA (Froyland et al., 1997; Madsen et al., 1999; Xiao et al., 2022). Ngoài ra, sự cạnh tranh trực tiếp giữa ARA và EPA trong quá trình kết hợp phospholipid cũng góp phần làm giảm hàm lượng EPA trong cơ thể (Calder, 2015; Johnson et al., 2021). Việc giảm hàm lượng EPA dẫn đến thay đổi tỷ lệ DHA/EPA trong cơ thể. Tỷ lệ DHA/EPA phù hợp rất quan trọng đối với sự tăng trưởng của động vật thủy sinh (Izquierdo et al., 2000). Trong nghiên cứu này, tỷ lệ DHA/EPA tối ưu cho sự tăng trưởng của ấu trùng Scylla paramamosain là 1,37, tương đồng với các nghiên cứu trước đó về cá tráp đầu vàng (Rodríguez et al., 1997, 1998).

Aracidonic acid (ARA) có khả năng cải thiện hiệu suất tăng trưởng ở Scylla paramamosain, chủ yếu thông qua vai trò của nó trong quá trình điều hòa phản ứng căng thẳng. Là tiền chất của eicosanoid, ARA tham gia vào nhiều con đường sinh học quan trọng, bao gồm vận chuyển ion, truyền tín hiệu tế bào và điều hòa miễn dịch. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng tỷ lệ ARA/EPA trong khẩu phần ăn ảnh hưởng đáng kể đến sự tổng hợp các prostaglandin, từ đó tác động đến quá trình tăng trưởng và phát triển của động vật thủy sản. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy tỷ lệ ARA/EPA tối ưu cho Scylla paramamosain là 1,82. Tại tỷ lệ này, hậu ấu trùng đạt được trọng lượng và tốc độ tăng trưởng cao nhất. Các nghiên cứu khác trên các loài động vật thủy sản khác cũng cho thấy sự tương đồng, với tỷ lệ ARA/EPA tối ưu khác nhau tùy thuộc vào từng loài. Điều này cho thấy sự cân bằng giữa ARA và EPA đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất tăng trưởng ở động vật thủy sản.

Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng lipid thô ở Scylla paramamosain tăng theo hàm lượng axit arachidonic (ARA) trong khẩu phần ăn đến một ngưỡng nhất định (1,18%) rồi giảm. Xu hướng tương tự được ghi nhận ở các loài khác như Trachinotus ovatus và Synechogobius hasta, cho thấy ARA ở mức độ vừa phải có thể kích thích tích lũy mỡ và ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa lipid. Phân tích biểu hiện gen cho thấy sự tương quan tích cực giữa hàm lượng ARA trong khẩu phần ăn (0,34-1,18%) và mức biểu hiện gen của fatty acid synthase (FAS). Tuy nhiên, khi hàm lượng ARA vượt quá ngưỡng này, biểu hiện gen FAS giảm mạnh. Kết quả này phù hợp với vai trò quan trọng của FAS trong quá trình tổng hợp acid béo và hỗ trợ giả thuyết về tác động kép của ARA đối với chuyển hóa lipid. Mặc dù không có sự khác biệt thống kê đáng kể về biểu hiện gen fatty acid binding protein 3 (FABP-3), xu hướng thay đổi tương tự với FAS cho thấy FABP-3 cũng có thể tham gia vào quá trình điều hòa chuyển hóa lipid dưới tác động của ARA. Đồng thời, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng ARA ở mức độ vừa phải (1,18%) làm tăng hoạt tính các enzyme chống oxy hóa như superoxide dismutase (SOD) và tổng hoạt tính chống oxy hóa (T-AOC) ở Scylla paramamosain, giảm thiểu tổn thương oxy hóa. Mức malondialdehyde (MDA), một dấu hiệu của quá trình peroxy hóa lipid, giảm khi bổ sung ARA ở mức độ tối ưu.

Trong thí nghiệm này, nồng độ MDA thường giảm trước tiên khi bổ sung ARA trong khẩu phần ăn (0,34–1,18%) rồi tăng lên, và chế độ xử lý ARA trong khẩu phần ăn 1,81% cho thấy nồng độ MDA cao hơn đáng kể so với các chế độ xử lý khác (P < 0,05). Những kết quả tương tự đã được quan sát thấy ở Eriocheir sinensis (Miao và cộng sự, 2022). Kết quả có thể chỉ ra rằng mức ARA trong khẩu phần ăn uống thích hợp có thể cải thiện hiệu quả khả năng chống oxy hóa của Scylla paramamosain, trong khi ARA quá mức trong khẩu phần ăn uống có thể dẫn đến nguy cơ peroxy hóa lipid cao hơn.

Tóm lại, kết quả của nghiên cứu này cho thấy rằng mức ARA trong khẩu phần ăn uống thích hợp (1,18%) có thể cải thiện đáng kể hiệu suất tăng trưởng và khả năng chống oxy hóa ở Scylla paramamosain. Tuy nhiên, việc bổ sung ARA quá mức trong khẩu phần ăn uống có thể dẫn đến stress oxy hóa ở Scylla paramamosain. Trong khi đó, hàm lượng EPA trong cua giảm khi mức ARA trong khẩu phần ăn tăng, trong khi hàm lượng DHA trong cua tương đối ổn định.

Theo Pan Bian, Hanying Xu, Xinzhi Weng, Teng Liu, Tao Liu, Tao Han, Jiteng Wang, Chunlin Wang

Nguồn: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352513422002228

Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hóa Bình Minh

TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG

Xem thêm:

Kỹ Thuật Nuôi, Tin Tức