Chinese Journal of Animal Nutrition >

2024 , Vol. 36 >Issue 10: 6181 - 6190

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.526

REVIEW

Research Progress on Application of Selenium and Selenoprotein in Sea Cucumber (Apostichopus japonicus)

  • QIU Huilong , 1, 2 ,
  • JIN Xiaomin 2 ,
  • HUANG Jiaqiang 3 ,
  • WANG Lianshun , 1, *
Expand
  • 1 College of Fisheries and Life, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China
  • 2 College of Marine Resources and Environment, Hebei Normal University of Science and Technology, Qinhuangdao 066600, China
  • 3 Department of Nutrition and Health, China Agricultural University, Beijing 100083, China
*senior experimenter, E-mail:

Received date: 2024-04-02

  Online published: 2024-10-14

Fold

Abstract

Sea cucumber is one of the most important aquaculture species in the northern coastal areas of China, which is deeply loved by consumers because of it contained various unique natural active substances and had certain health care function. With the continuous expansion of sea cucumber breeding scale, problems such as germplasm degradation, oxidative stress and unstable growth performance have appeared one after another. In order to solve these problems, researchers have been trying to find a green, healthy and efficient feed additive to promote the reproduction, immunity and growth performance of sea cucumber. Selenium (Se) is an essential trace element for the health of organisms, which can achieve physiological functions such as antioxidation and metabolic regulation through enzymatic action in the form of selenoprotein. This paper summarizes the types of selenium and selenoprotein, and the physiological mechanism of selenium on sea cucumber. It introduces the research progress of different selenium sources in improving the growth performance, antioxidant capacity and body wall nutrition of sea cucumber, and put forward the challenges faced by selenium-enriched sea cucumber culture at present and the future research focus, with the purpose to provide scientific basis for the application of selenium in sea cucumber culture.

Key words： selenium; selenoprotein; sea cucumber culture; mechanism of action

Cite this article

QIU Huilong , JIN Xiaomin , HUANG Jiaqiang , WANG Lianshun . Research Progress on Application of Selenium and Selenoprotein in Sea Cucumber (Apostichopus japonicus)[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2024 , 36(10) : 6181 -6190 . DOI: 10.12418/CJAN2024.526

海参隶属于棘皮动物门,是无脊椎动物,全球现已发现约1 200种,其中约有20种可以食用[1]。作为传统的海珍品之首,海参含有丰富的蛋白质、氨基酸、维生素和海参多糖等多种营养物质[2],并具有生物制药及生物医学研究价值。随着我国经济快速发展,消费者对海参的需求逐渐增加,海参养殖业的规模也在不断扩大,我国成为海参养殖和消费的大国。当前,我国自然海区的野生种质海参数量骤然下降,野生海参资源濒临灭绝,海参养殖产业存在许多亟待解决的问题,例如人工养殖的海参种质退化严重、病害频发、养殖存活率低、生长速度缓慢和饲料利用率低,这直接导致商品海参质量下降,造成经济损失惨重。
寻找一种无毒无害且高效的饲料添加剂以促进海参健康生长,成为当前高质量海参养殖研究的重要任务。已有研究表明,在鱼类和仿刺参(Apostichopus japonicus)基础饲料中添加适量的硒,能显著提高它们的生长速度、成活率和消化酶活性,且在抗氧化和免疫调节方面有重要作用[3⇓-5],还能获得可观的富硒水产品。随着人们对硒的深入研究,硒的生物学功能逐渐被发现,使其在水产养殖中的应用越来越广泛,且海参硒营养与代谢成为当前的研究热点。本文针对硒的存在形式及其对海参的生物学机理进行全面综述,并探讨不同形式的硒在海参养殖中的应用效果,以期为硒在海参养殖中的应用提供科学依据。

1 硒的存在形式

自然界的硒通常分布在岩石、土壤和大气等环境中,并借助植物或微生物的富集作用从而进入食物链[6]。近年来,许多学者发现饲料中添加不同形式的硒,如无机硒[7]、有机硒[8]和纳米硒(nanoselenium,SeNPs)[9],均能在动物机体内发挥不同的作用。另外有研究表明,硒多糖是无机硒与多糖有机结合的产物,具备硒和多糖的生理活性,比其他多糖具有更好的抗氧化、免疫调节的作用,能促进机体中硒的积累[10-11],硒多糖有望成为无机硒的替代品。无机硒由于价格低廉、容易获取,常作为传统的硒源应用在动物饲料生产中。随着对硒的深入研究,发现有机硒中的硒代蛋氨酸(selenomethionine,SeMet)和硒代半胱氨酸(selenocysteine,SeCys)能在动物肠道中得到更好的吸收,且毒性较低,同时具有更高的生物利用率[12]。此外,纳米硒具有表面活性高、催化效率高、表面积大、吸附能力强和安全性高等特点,受到广泛关注[13]。目前,在单胃动物、反刍动物及水产动物的研究中,已发现不同硒源在增强动物抗氧化能力和免疫能力以及促进生长发育等方面发挥重要作用[14⇓-16]。无论是无机硒、有机硒还是纳米硒,其作为饲料添加剂被水产动物摄取并由肝脏吸收后,以硒蛋白(selenoprotein)的形式在机体内执行各种生理功能[17]。因此,充分了解硒和硒蛋白的作用机理,对于富硒海参的研究具有重要意义。

2 硒蛋白的种类

硒蛋白是微量元素硒实现生理功能的关键存在形式,至少含有1个硒代半胱氨酸残基,主要具有氧化还原的功能,也参与许多不同的分子信号通路、生理作用和复杂的致病过程[18],如抗氧化、抗炎症、抗细胞凋亡、免疫调节和毒素拮抗作用。Yamashita等[19]研究发现,在一些昂贵鱼类例如剑旗鱼(Xiphias gladius)、太平洋蓝鳍金枪鱼(Thunnus orientalis)、大眼金枪鱼(Thunnus obesus)的肌肉中硒含量在2.4~2.8 mg/kg,另外还检测了53种商品鱼的肌肉中硒含量,发现红金眼鲷鱼(Beryx splendens)肌肉中硒含量为1.27 mg/kg,而其他52种鱼肌肉中硒含量在0.12~0.77 mg/kg[20]。然而,Wen等[21]检测了11种我国主要经济海参品种的硒含量,排除品种间差异极显著的类别,认为干海参中硒含量在1.4~3.7 mg/kg,可见海参本身硒含量较高。
目前,在真核生物中已鉴定出29种硒蛋白[22],王连顺等[23]综述了鱼类中23种硒蛋白的功能。本文表1仅列举了在海参中已鉴定的17种硒蛋白[24],其中硒蛋白H(SELENOH)、硒蛋白O(SELENOO)、硒蛋白W(SELENOW)是前人在鱼类中尚未研究的硒蛋白。
表1 海参硒蛋白的种类

Table 1 Types of selenoprotein in sea cucumber

项目
Items		 缩写
Abbreviate		 氨基酸数量
Number of amino
acids/个		 GenBank登录号
GenBank accession
number
谷胱甘肽过氧化物酶1 Glutathione peroxidase 1 GPX1 157 KAJ8044737.1
谷胱甘肽过氧化物酶2 Glutathione peroxidase 2 GPX2 300 KAJ8030796.1
谷胱甘肽过氧化物酶3 Glutathione peroxidase 3 GPX3 235 KAJ8022304.1
谷胱甘肽过氧化物酶4 Glutathione peroxidase 4 GPX4 169 AEG79721.1
碘甲状腺原氨酸脱碘酶 Iodothyronine deiodinase DIO1 318 KAJ8027301.1
硫氧还蛋白还原酶2 Thioredoxin reductase 2 TXNRD2 522 KAJ8043274.1
硫氧还蛋白还原酶3 Thioredoxin reductase 3 TXNRD3 594 KAJ8046370.1
硒蛋白F Selenoprotein F SELENOF 90 KAJ8038219.1
硒蛋白H Selenoprotein H SELENOH 173 KAJ8042802.1
硒蛋白K Selenoprotein K SELENOK 92 KAJ8046762.1
硒蛋白M Selenoprotein M SELENOM 141 KAJ8042798.1
硒蛋白N Selenoprotein N SELENON 431 KAJ8044493.1
硒蛋白O Selenoprotein O SELENOO 690 KAJ8036388.1
硒蛋白P Selenoprotein P SELENOP 163 KAJ8040422.1
硒蛋白S Selenoprotein S SELENOS 201 KAJ8035429.1
硒蛋白T Selenoprotein T SELENOT 161 KAJ8030771.1
硒蛋白W Selenoprotein W SELENOW 110 KAJ8044566.1

3 硒的生物学功能及其对海参的作用机制

3.1 提高海参抗氧化能力

硒是谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)的活性中心,海参GPX可以通过催化细胞内谷胱甘肽(GSH)还原过氧化氢(H2O2)和脂质过氧化物,清除机体内的过氧化物和氧化自由基,调节细胞氧化还原稳态[25],同时能避免细胞膜结构和功能遭受氧化损伤[26]。海参中GPX、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶组成的内源性抗氧化系统在抗自由基过程中发挥重要作用[27]。研究表明,在仿刺参幼参饲料中添加1.2 mg/kg蛋氨酸硒,其体壁中GPX活性最高[28],另外分别添加0.4 mg/kg的蛋氨酸硒和酵母硒,其体腔液中SOD、CAT活性均高于对照组[3]。大部分硒蛋白都能够发挥自身的抗氧化作用,海参中硫氧还蛋白还原酶(TXNRD)可以还原氧化的硫氧还蛋白(TRX),TXNRD2具有增强肌细胞SOD、CAT、GSH表达的作用,能缓解由阿霉素(DOX)引起的肌细胞氧化应激[29],硒蛋白P(SELENOP)具有减少活性氧(ROS)的产生和增加GPX1表达的功能[30]。Cheng等[31]通过cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)克隆技术获得了仿刺参硫氧还蛋白(AjTRX)基因cDNA序列,并通过测定ROS的生成量来验证AjTRX的抗氧化性,结果显示,AjTRX基因经体内和体外干扰后,体腔细胞的ROS生成量分别上升了1.62倍和1.86倍,与对照组差异极显著。这说明AjTRX基因可以负向调控ROS的生成量,因此,AjTRX能够作为一种抗氧化蛋白,在仿刺参的生理过程中发挥抗氧化作用。综上所述,硒能调节海参抗氧化系统,提高机体抗氧化酶活性,且作为抗氧化剂能有效保护海参免受氧化损伤。

3.2 增强海参免疫能力

硒对海参的特异性免疫和非特异性免疫均有调节作用,其中主要以硒蛋白的形式参与调节机体的免疫系统,而硒蛋白在机体的免疫细胞中广泛分布,具有促进免疫细胞增殖和免疫球蛋白生成的作用,介导细胞免疫应答过程,从而增强机体免疫能力[32]。Cheng等[31]研究发现,仿刺参在灿烂弧菌感染后,刺参体腔细胞中AjTRX基因在8 h时的表达量为对照组的8.4倍,在48 h时为对照组的9.6倍,说明AjTRX很有可能参与了仿刺参应对灿烂弧菌的免疫应答过程。另外,Zeng等[33]研究发现,在仿刺参幼参饲料中添加5 mg/kg蛋氨酸硒和5 000 mg/kg维生素C后,仿刺参体壁热休克蛋白70(Hsp70)和热休克蛋白90(Hsp90)基因的表达量显著升高,而Hsp70和Hsp90基因可以控制机体免疫系统中蛋白质的折叠,参与免疫细胞信号转导过程,其在细胞中的表达量提高,还能减缓过氧化物的氧化损伤[32]。同时Zeng等[33]还发现幼参肠道中弧菌菌群数量减少,繁殖能力下降,说明蛋氨酸硒能参与仿刺参的免疫调节过程,预防肠道疾病。弧菌是水产养殖中常见的条件性致病菌,是食源性肠胃炎最主要的病原之一,可引起水生动物不同的疾病[34]。另外,刘金凤[35]通过试验证明,饲料中添加108 CFU/g富硒酵母对于提高仿刺参的溶菌酶(LSZ)活性和防治灿烂弧菌(Vibriosplendidus)感染引起的腐皮综合征具有一定作用,而且在一定程度上提高刺参的消化酶活性和非特异性免疫力。综上所述,虽然硒参与海参免疫调节的过程是复杂多样的,但是具有增强机体免疫能力的作用。

3.3 促进海参生长代谢能力

据报道,不同生长阶段的仿刺参生长代谢强度不同,仿刺参体壁硒含量的衰减与硒源有直接的关系,在仿刺参幼参和成参中,硒代蛋氨酸的衰减速度总是低于硒酸钠和亚硒酸钠[36-37]。王吉桥等[3]研究发现,摄食添加蛋氨酸硒组仿刺参的酸性磷酸酶(ACP)活性最高,其次是添加酵母硒组,分别比对照组高100.0%和81.1%,ACP参与海参的磷酸酯代谢,具有调节新陈代谢、能量转化、信号传导等作用,证明蛋氨酸硒和酵母硒均能促进仿刺参对生物磷的代谢,提高仿刺参生长代谢的能力。另有研究表明,摄食未添加硒饲料的仿刺参氧氮比小于10,证明其自身代谢所需能量主要由蛋白质提供,而摄食硒代蛋氨酸、亚硒酸钠和硒酸钠的仿刺参氧氮比均大于10,证明其自身代谢能量主要由脂肪和糖类提供[38]。这反映了在饲料中添加适量的硒能减少机体蛋白质的供能,使刺参积累更多的蛋白质,以促进机体生长发育,提高自身营养价值。李秀梅[39]研究发现,仿刺参摄食酵母硒后,其消化道的蛋白酶和淀粉酶活性明显增强,在提高饲料的消化率与利用率的同时,还能增加仿刺参肌肉及体壁中的硒含量。另外,张禹熙[40]研究了饲料中添加酵母硒对仿刺参性腺发育和营养组成的影响,结果表明,添加2 mg/kg酵母硒时刺参生长性能、消化酶活性、性腺指数、种参性腺蛋白和脂肪含量均达到最佳水平。综上所述,硒作为动物生长发育的必需微量元素之一,在海参各种器官的新陈代谢和功能中发挥重要作用。

4 不同硒源在海参养殖中的应用研究

探索饲料中添加不同形式及不同浓度的硒对海参抗氧化、免疫调节、性腺发育等生长方面的作用,可以丰富硒对海参的营养学内容。不同形式的硒对海参的影响如表2所示。
表2 不同形式的硒对海参的影响

Table 2 Effects of different forms of selenium on sea cucumber

硒的类型
Selenium types		 海参生长阶段
Growth stage of sea
cucumber		 功能
Function		 参考文献
Reference
硒酸钠
Sodium selenate		 幼参,(2.28±0.26) g;
成参,(54.97±9.49) g		 提高特定生长率和存活率,
增加体壁硒含量和蛋白质积累量		 [38]
亚硒酸钠
Sodium selenite		 幼参,
5.36~5.57 g		 提高增重率、存活率,增强体腔液ACP活性,
提高饲料中粗蛋白质消化率,增加体壁硒含量		 [3]
成参,(47.2±7.4) g 抑制脂多糖引起的氧化应激,提高GST活性和
T-AOC,保护体腔细胞免受氧化损伤		 [44]
幼参,(2.28±0.26) g;
成参,(54.97±9.49) g		 提高特定生长率和存活率,增加
体壁硒含量和蛋白质积累量		 [38]
蛋氨酸硒
Selenium methionine		 幼参,5.36~5.57 g 增重率、存活率,提高饲料中干物质和
粗蛋白质消化率,增加体壁硒含量,增强体腔液
SOD、CAT、ACP活性		 [3]
幼参,(4.48±0.04) g 提高生长率和增重率,增强淀粉酶和蛋白酶活性,
提高机体GPX、CAT、SOD基因的表达量		 [28]
幼参,(6.46±0.03) g 增强抗氧化能力,增加呼吸树和肠道硒的积累,
调节肠道菌群,提高消化道LSZ和GPX活性		 [33]
成参,(45±5) g 提高特定生长率及机体LSZ、ACP、AKP、
SOD、CAT、GPX活性		 [48]
幼参,(0.745±0.300) g 提高特定生长率和存活率,提高饲料中干物质和
粗蛋白质消化率,增加体壁硒含量和蛋白质积累量,
增强体腔液SOD、CAT、ACP活性		 [49]
幼参,(2.43±0.28) g 提高特定生长率、摄食率、饲料转化率及饲料中
干物质和粗蛋白质消化率		 [57]
成参,(45±5) g 提高特定生长率和增重率,增加肠质量、相对
消化道质量,降低内脏与体壁比例		 [51]
成参,(45±5) g 提高特定生长率,增加体壁粗蛋白质和粗灰分含量 [58]
酵母硒
Selenium yeast		 幼参,5.36~5.57 g 提高增重率、存活率及饲料中干物质和
粗蛋白质消化率,增加体壁硒含量,增强体腔液
CAT、SOD、ACP活性		 [3]
幼参,(0.46±0.035) g 提高特定生长率和消化酶活性,增强体腔液SOD、
AKP、T-NOS和LSZ活性,增强抗菌能力		 [35]
成参,(22.24±5.77) g 提高生长性能、消化酶活性、雌性和雄性刺参
性腺指数、性腺蛋白及脂肪含量		 [40]
幼参,(0.11±0.01) g 提高增重率和存活率,提高消化道淀粉酶活性和
脂肪酶活性,增强体腔液SOD、GPX、T-NOS活性		 [52]
幼参,(2.96±0.04) g 提高增重率,提高胃蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶
活性,增强体腔液GPX、SOD、AKP、T-NOS、CAT活性		 [53]
成参,(140±0.21) g 提高增重率,增强体腔液MDA含量、
CAT活性,增加体壁硒含量		 [54]
成参,(60±5) g 改善生长性能,提高消化酶活性,增加肌肉和
体壁硒含量,增强各组织SOD、GPX、ACP、AKP活性		 [55]
硒多糖
Selenium polysaccharide		 成参,(100±10) g 提高GPX活性和T-AOC,增加体壁和肠道硒含量,
改善肠道菌群多样性		 [56]

ACP:酸性磷酸酶 acid phosphatase;GST:谷胱甘肽S转移酶 glutathione S-transferase;T-AOC:总抗氧化能力 total antioxidant capacity;SOD:超氧化物歧化酶 superoxide dismutase;CAT:过氧化氢酶 catalase;LSZ:溶菌酶 lysozyme;AKP:碱性磷酸酶 alkaline phosphatase;T-NOS:总一氧化氮合酶 total nitric oxide synthase;MDA:丙二醛 malondialdehyde。

4.1 无机硒在海参养殖中的应用研究

无机硒是动物饲料添加剂中最传统的硒源,在鱼类养殖中应用广泛。苏传福等[41]研究发现,在草鱼(Ctenopharyngodon idellus)饲料中添加0.6 mg/kg亚硒酸钠时,鱼体GPX和CAT活性提高,抗氧化能力增强,且草鱼的生长速度和体重都显著提高。郝婧媛[42]通过试验发现,当饲料中硒水平在0.67~1.06 mg/kg时,添加1.06 mg/kg亚硒酸钠组的团头鲂(Megalobrama amblycephala)幼鱼终体重、增重率和特定增长率最高,且鱼体肝脏CAT、SOD和GPX活性显著提高。在水生生态系统中,亚硒酸盐和硒酸盐容易被初级生产者吸收,经生物转化为有机硒形式,能转移到更高营养级的各级消费者体内[43]。
Bai等[44]通过脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)诱导离体仿刺参体腔细胞氧化应激试验,发现在体腔细胞培养基中添加0.24×10-3 mol/L亚硒酸钠后,体腔细胞的T-AOC和谷胱甘肽S转移酶(GST)活性显著高于对照组,说明无机硒可成为有效的外源抗氧化剂,保护刺参体腔细胞抵抗氧化应激,改善仿刺参生长性能。另外,王吉桥等[3]在仿刺参幼参饲料中添加0.4 mg/kg硒粉、富硒酵母、蛋氨酸硒和亚硒酸钠,结果显示,摄食添加硒饲料仿刺参的存活率均大于摄食对照饲料的仿刺参,同时亚硒酸钠组的增重率、粗蛋白质消化率相比对照组分别提高了46.15%、17.96%,但是都低于摄食蛋氨酸硒组。张津源[38]在仿刺参幼参和成参饲料中分别添加0.6 mg/kg硒酸钠、亚硒酸钠和硒代蛋氨酸,结果表明,添加无机硒的幼参、成参的特定体长生长率相比对照组分别提高了10%、8%,同时特定体重生长率分别提高了20%、15%,但是都低于硒代蛋氨酸组。总的来说,饲料中添加蛋氨酸硒促进仿刺参生长的效果相对较好,通常无机硒对水产养殖具有一定的危害,尤其是饲料中的硒和水体中的硒含量过高都会影响海参的生长,而且亚硒酸盐的安全剂量难以控制,添加不当会对海参直接产生毒性,或动物吸收效率低而直接排放进入养殖水体,造成养殖水质污染[45]。此外,周玮等[46]研究蛋氨酸硒、亚硒酸钠和硒酸钠3种硒源对仿刺参的急性毒性检验发现,相同条件下10、20、50 g规格仿刺参的96 h半致死浓度大小均为亚硒酸钠>硒酸钠>硒代蛋氨酸,而且摄食蛋氨酸硒饲料的仿刺参,其生长速度和富集硒能力均高于摄食无机硒饲料的仿刺参。

4.2 有机硒在海参养殖中的应用研究

在海参养殖中,有机硒比无机硒有更高的安全性、生物活性和生物利用率,更有利于发挥硒的生物学功能,改善海参的生长性能。因为硒代蛋氨酸是硒原子取代蛋氨酸中硫原子得到的天然产物,化学结构相对稳定,具有双重营养价值,容易被动物消化吸收,安全性更高,因此成为动物补硒的首选硒源[47]。蛋氨酸硒能够促进海参的生长。王祖峰等[48]研究了蛋氨酸对仿刺参成参的影响,结果表明,添加1 mg/kg蛋氨酸硒时,相比对照组仿刺参成参特定生长率提高了155.56%,LSZ活性提高了61.0%,ACP活性提高了31.0%,AKP活性提高了13.0%,SOD活性提高了12.0%,CAT活性提高了38.0%,GPX活性提高了13.0%。王吉桥等[49-50]通过试验也发现,在仿刺参幼参饲料中添加0.4~0.8 mg/kg的蛋氨酸硒可以使仿刺参幼参的CAT、SOD和ACP的活性分别提高6%、10%和100%。周玮等[51]在仿刺参饲料中添加0~1.0 mg/kg的蛋氨酸硒,发现随着硒添加量的增加,刺参体长、体质量和肠质量也随之提高。饲料中添加适量的蛋氨酸硒具有提高海参消化能力和免疫能力、改善生长性能以及增加体壁硒含量的功能。
多项研究表明,饲料中添加适宜的酵母硒也有利于提高仿刺参的生长性能、消化酶和免疫酶活性、抗氧化能力、抗病能力及体壁硒含量[52⇓-54]。在仿刺参饲料中添加0.20~0.80 mg/kg富硒酵母时,仿刺参的GPX、SOD、AKP和ACP活性均随富硒酵母添加量的增加而增强,富硒酵母添加量为0.8 mg/kg时,仿刺参消化道的蛋白酶和淀粉酶活性分别为对照组的2.45倍和2.07倍,肌肉及体壁中的硒含量最高[55]。此外,Wang等[56]在饲料中添加硒多糖,研究其对仿刺参抗氧化能力和肠道菌群的影响,结果表明,在饲料中添加含硒2.0 μg/g的硒多糖可以促进仿刺参中硒的积累,提高仿刺参成活率,增强抗氧化酶活性。此外,硒多糖还具有促进仿刺参肠道中益生菌生长、增加肠道微生物群多样性的作用[57-58]。因此,硒多糖也可以作为一种潜在的饲料添加剂应用于海参养殖,以改善海参的生长不佳的问题。总之,饲料中添加适量的有机硒,既能提高海参可食用部分的硒含量,也能满足人类对硒的需求。

5 小结与展望

综上所述,硒具有提高海参抗氧化能力、免疫能力和促进新陈代谢等多项生物学功能。硒酸钠、亚硒酸钠、蛋氨酸硒、酵母硒、硒多糖这些外源硒作为海参饲料添加剂,能够改善海参生长性能、提高消化酶和免疫酶活性以及增加体壁和肠道蛋白质和硒含量。在富硒海参的研究中,硒源的选择是富硒技术开发的首要任务,也是降低富硒产品成本的必备环节。然而,硒的添加量和形态是影响海参生长性能的2个关键性因素:第一,添加硒过量会对海参产生毒性作用,添加量太少则促进海参生长的效果不佳,并且不同形态的硒,其适宜添加量也不尽相同;第二,无机硒和有机硒的生物学特性存在差异,无机硒的毒性较高,有机硒的安全性更高,且有机硒的生物利用度和生物活性均较高。
目前,硒在海参养殖中的应用研究不够全面,虽然在提高海参生长、免疫、抗氧化方面有初步进展,但是大部分硒与硒蛋白发挥作用的机理仍然不明确,且仅仅研究了硒对海参体液或体壁单一部位免疫相关酶活性的影响。近年来蛋氨酸硒和酵母硒在海参养殖中的研究已引起广泛关注,硒多糖的研究还处于初步探索阶段,而有关纳米硒的研究还处于空白状态,这些问题尚需进一步的研究与探讨。展望今后富硒海参的研究主要集中在以下3方面:一是持续探究海参养殖中安全有效的硒源及硒的适宜添加量,分析硒在海参组织中的富集与分布水平以及海参膳食硒水平的毒性风险,制定适合海参养殖的富硒饲料比例;二是探究硒蛋白与海参能量代谢和生理疾病的相关性及其潜在的分子生物学机制,完善硒蛋白作用于机体的生理代谢机制;三是以有机硒的成功应用为突破点,尝试开展纳米硒在海参养殖中的创新研究,探索高效生物纳米硒的微生物合成方法,通过生物纳米硒给水产动物补硒将会是一种高效且安全的方法。最终,利用这些研究进一步指导配制高效的富硒饲料,为海参健康养殖及改善商品海参的生长、免疫、品质等方面提供科学依据。

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