Studies on vitamin E and myoinositol nutrition for parrot fish (Oplegnathus fasciatus)

Abstract

최근 양식산업에 있어서 새로운 양식대상어종으로 각광받고 있는 돌돔(Oplegnathus fasciatus)은 넙치와 조피볼락에 비해 성장이 다소 느린 단점을 가지고 있으나 질병에 대한 내병성이 강한 고부가가치의 유망한 양식대상 어종이다. 따라서 이 연구는 돌돔사료 내 비타민의 적정함량 규명을 통한 돌돔양식에 대한 기초연구자료 제공과 양식에 소요되는 비용 절감을 위해 수행되었다. 이 연구는 Part Ⅰ과 Ⅱ로 나누어 수행되어졌으며, Part Ⅰ에서는 돌돔치어 사료 내 비타민 E 적정함량과 비타민 E의 단계적인 첨가에 따른 어류의 면역력에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행되었다. Part Ⅱ에서는 돌돔치어 사료 내 myo-inositol 단계적인 첨가에 따른 어류 성장 및 면역력에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행되었다. 돌돔치어 사료 내 비타민 E 요구량과 비타민 E 첨가에 따른 면역력을 알아보기 위해 수행한 사양실험(Part Ⅰ)은 12동안 수행되었으며, 반 정제 사료원이 기초인 총 6개의 실험사료는 비타민 E 함량을 각각 0, 25, 50, 75, 100, 500 mg/kg diet으로 기초사료에 첨가하였다. 12동안의 사양실험 결과, 비타민 E가 25ppm 첨가되어진 실험구는 대조구에 비해 유의적으로 높은 성장률과 사료효율을 나타내었으나, 생존률과 전어체 함량은 사료 내 비타민 E 첨가에 유의적인 영향을 받지 않았다. 실험어류의 간 내 비타민 E 함량은 사료 내 비타민 E 첨가 함량의 증가에 따라 유의적인 증가를 보였으며, 실험사료를 섭취한 어류의 면역력을 알아보기위해 수행한 respiratory burst, myeloperoxidase 활성 분석 결과에서도 사료 내 비타민 E 첨가 함량의 증가에 따라 유의적으로 높은 할성을 나타내었다. 한편, Vibrio anguillarum을 이용한 공격 실험의 결과에서는 75ppm 이상의 비타민 E를 섭취한 실험구들에서 다른 실험구들에 비해 높은 생존률을 나타내었다. 돌돔 치어 사료 내 myo-inositol 첨가에 따른 어류의 성장 및 면역력에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행한 사양실험(Part Ⅱ)은 18주동안 수행되었다. 실험사료 내 myo-inositol은 0, 100, 200, 400, 800 mg/kg diet으로 첨가되어졌으며, 사양실험은 3반복으로 수행되었다. 18주 동안의 사양실험 결과, myo-inositol이 첨가되어진 실험구들은 myo-inositol 첨가되어지지않은 대조구에 비해 유의적으로 높은 성장률과 사료효율을 나타내었다. 그러나 사료 내 myo-inositol의 첨가는 어류의 생존률에는 유의적인 영향을 미치지 않았으며, 혈액학적 분석 (hematocrit, asparatate aminotransferase, alanine aminotransferase, plasma triglyceride, cholesterol)과 면역학적 분석 (myeloperoxidase activity) 결과에서도 모든 실험구에서 유의적인 차이를 발견하지 못했다. 한편, 실험어류 간 내 myo-inositol 농도는 사료 내 myo-inositol 함량 증가와 함께 높아지는 경향을 나타내었으며, 사료 내 200ppm 첨가 실험구에서 가장 높은 값을 나타내었다. 어류 간 내 지방함량에 있어서는 사료 내 myo-inositol 함량이 증가함에 따라 유의적으로 낮은 지방함량을 나타내었다. Broken-line regression 모델을 이용하여 어류의 성장률과 간 내 myo-inositol 농도를 기초로 한 돌돔 치어 사료 내 myo-inositol 요구량은 약 94와 121 mg/kg으로 각각 분석되어졌다. 이와 같은 연구 결과를 바탕으로 할 때 돌돔 치어에 있어서 최적의 성장과 원활한 지방대사를 위한 사료 내 myo-inositol 요구량은 대략적으로 100mg/kg으로 사료되어진다. 결론적으로, 돌돔치어 사료 내 최적의 성장을 위한 비타민 E 요구량은 약 40 mg/kg으로 판단되어지며, 돌돔치어 사료 내 고농도(500 mg/kg)의 비타민 E 첨가는 어류의 면역력을 향상 시킬 수 있을 것으로 여겨진다. 또한, 돌돔치어에 있어서 최적의 성장과 원활한 지방대사를 위한 사료 내 myo-inositol 요구량은 대략적으로 100mg/kg으로 여겨진다.

Parrot fish, Oplegnathus fasciatus, has been identified as one of the candidate for marine intensive aquaculture in Korea, China and Japan. However, little information in nutrition is available for the fish. Particularly, dietary requirements of vitamin E and inositol, which have been reported as the most expensive ingredients for normal growth of fish (Gaylord et al., 1998). Therefore, the aim of the first feeding trial was to determine the dietary requirement of vitamin E and its effects on innate immune responses and disease resistance of juvenile parrot fish. The second feeding trial aimed to elucidate essentiality of inositol in diet for juvenile parrot fish, and its effects on liver lipid metabolism. The present work consists of two chapters. The first chapter covers the requirement of vitamin E and its effect on immune responses in parrot fish. The second chapter covers the requirement of dietary myo-inositol and its physiological nutrition in parrot fish. In the first chapter, a 12-week feeding trial was conducted using a flow-through system to determine the dietary requirement of vitamin E for parrot fish in relation to growth performance, and to examine the effects of vitamin E on immune responses and disease resistance. Six semi-purified diets (E0, E25, E50, E75, E100 and E500) supplemented with 0, 25, 50, 75, 100 and 500 mg DL--tocopheryl acetate/kg diet, respectively, were fed to triplicate groups of parrot fish juveniles (mean body weight 20.15±0.09 g). At the end of feeding trial, growth performance and feed utilization and vitamin E deposition in liver were evaluated. Respiratory burst, lysozyme and myeloperoxidase (MPO) activities were analyzed. The fish fed with graded dietary vitamin E levels were challenged with Vibrio anguillarum. Significant higher weight gain, specific growth rate, protein efficiency ratio and lower feed conversion ratio were observed in fish fed diet E25. Survival did not differ among the treatments. Addition of vitamin E to the basal diet did not significantly affect whole body protein, crude fat, ash and moisture. An increase in the supplementation of vitamin E in the diet caused an increment in the deposition of vitamin E in liver tissue. Respiratory burst and MPO activities significantly increased with increment of dietary vitamin E levels. Serum lysozyme activity was not significant different among experimental diets. In challenge test, the dietary treatments E500, E100, E75 registered the highest survival of 13.89, 5.56 and 5.56%, respectively. In the second chapter was conducted a study to estimate the essentiality and requirement of myo-inositol (MI) for juvenile parrot fish, Oplegnathus fasciatus. MI was supplemented 0, 100, 200, 400 and 800 mg/kg diet in the basal diet providing 0, 83, 212, 410 and 943 mg MI/kg diet respectively. Each diet was fed to triplicate groups of juvenile parrot fish (initial body weight, 11.5 g). After 18 weeks of a feeding trial, fish fed diets with supplementation of MI had significantly higher weight gain and specific growth rate than those of fish fed the basal diet. Supplementation of dietary MI did not affect survival of parrot fish. Dietary MI affected blood hematocrit, aspartate aminotransferase (AST) and alanine aminotransferase (ALT) activities, while plasma triglyceride and myeloperoxidase (MPO) activity were not affected. Liver MI concentration of the fish fed the experimental diets was significantly increased by dietary supplementation of MI. The liver MI concentrations were highest in fish fed the ≥212 mg MI/kg diet and lowest in fish fed the MI free diet. Liver lipid concentrations were significantly decreased as increment of dietary MI supplementation. The dietary requirement of MI based on weight gain percentage and liver MI concentrations were analyzed by broken-line regression and indicated that the requirement for dietary MI in juvenile parrot fish is about 94 and 121 mg/kg diet, respectively. Therefore, we recommend the addition of myo-inositol approximately 100 mg/kg diet to prevent a potential problem by an abnormal lipid metabolism and to maximize the growth performances in juvenile parrot fish. In conclusion, the findings in this study suggest that an optimum level of the dietary vitamin E would be approximately 40 mg/kg for the maximum growth performances. It is suggested that over 500 mg vitamin E/kg diet could improve the immune responses of the fish. Also, the dietary supplementation of myo-inositol is needed to maximise the growth performance and to prevent abnormal lipid metabolism in juvenile parrot fish. The suggested dietary requirement of myo-inositol is about 100 mg/kg diet.