著者の所属・活動拠点の国は、パキスタン、中国、バングラデシュです。

掲載誌：Biology

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

研究チームによると、パキスタンの養殖は主にコイ類が対象です。ふ化直後の稚魚は、動物性の肥料を入れた土の池で育つ動物プランクトンなどの生き餌で育てるのが一般的です。しかし生き餌は、季節や場所で種類や栄養が変わります。稚魚に向かない大型や捕食性のプランクトンが混じることもあります。こうした事情から、生存率の低さ、成長の遅れ、種苗の質の低さが課題になっていると著者らは述べています。

仔魚（ふ化して間もない魚）は口が小さく、消化器官も発達の途中です。そのため、人工飼料には栄養の配合だけでなく、粒の大きさや消化のしやすさへの配慮も必要です。研究チームはこの点に着目しました。魚タンパク質を酵素で分解した「加水分解物」の飼料と、発酵させた飼料をそれぞれ用意し、マイクロメートル単位の微粒子とナノメートル単位のナノ粒子に加工しました。これらを与えたとき、コイ仔魚の成長、消化機能、腸の発達、遺伝子の働きがどう違うかを調べています。

何を、どのように調べたか

実験には、ふ化後3日目のコイ（Cyprinus carpio）の仔魚5000尾を用いました。仔魚はイスラマバードのふ化場から提供され、カイデ・アザム大学の水産研究施設の屋外で飼育されました。容量8リットルの円形水槽25基に、1基あたり約300尾をランダムに割り当てました。2週間後には仔魚をガラス水槽へ移しています。飼育期間は45日間で、各条件を5つの水槽で繰り返しました。水温はおよそ27.5〜28.0℃に保たれました。

比較したのは5つの飼料条件です。粗タンパク質50%の基本飼料を与える対照群に加え、加水分解物の微粒子飼料（T-1）、発酵微粒子飼料（T-2）、加水分解物のナノ粒子飼料（T-3）、発酵ナノ粒子飼料（T-4）を設けました。加水分解物は、魚肉を加熱して肉に元からある酵素の働きを止めたあと、植物由来のタンパク質分解酵素パパインを加え、37℃で120分間反応させて作りました。

飼料そのものについては、電子顕微鏡で粒の大きさと形を確かめました。X線回折と赤外分光では分子の並び方や化学構造を、元素分析では含まれる元素を調べました。あわせて、タンパク質・脂質・灰分などの成分も分析しています。

仔魚は、ふ化後3日目から45日目まで1週間おきに採取しました。調べたのは、成長と生存率、腸の消化酵素（タンパク質を分解するプロテアーゼ、脂質を分解するリパーゼ、植物繊維を分解するセルラーゼ）の働き、顕微鏡で見た腸の組織です。さらに、成長に関わる遺伝子と免疫に関わる遺伝子がどれだけ働いているかを、定量PCRという方法で測りました。結果の比較では、飼料の種類と日齢それぞれの影響と、両者の組み合わせの影響を統計的に分析しました。

主な報告結果

4種類の試験飼料の中で、発酵ナノ粒子飼料（T-4）を与えた仔魚が、成長と生存率のどちらでも最も良い結果を示したと研究チームは報告しています。

消化酵素は、微粒子・ナノ粒子どちらの試験飼料でも働きが高まりました。最も高い反応は常に発酵ナノ粒子飼料で見られ、プロテアーゼとリパーゼの活性もこの群が最高でした。腸の組織では、ナノ粒子飼料を与えた仔魚で、栄養を吸収する突起（絨毛）の長さと幅、腸の筋肉層の厚さ、吸収に使われる表面積が統計的に有意に増加していました。

遺伝子の働きを見ると、発酵ナノ粒子飼料の群で、成長ホルモン（GH）、インスリン様成長因子1（IGF-1）、食欲に関わるホルモンのグレリンの遺伝子が最も強く働いていました。免疫に関わるリゾチーム、インターロイキン類、TNF、TGF-βの遺伝子の働きも、この群で常に最も高くなりました。統計分析では、遺伝子の働き方に飼料の種類が大きく影響し、日齢も影響していました。飼料と日齢の組み合わせによる影響の大きさは遺伝子ごとに異なり、変化が最も大きかったのはGHとグレリンでした。

飼料の分析では、ナノ粒子飼料の粒の大きさは90〜105ナノメートルでした。X線回折では、4種類の飼料がそれぞれ異なるパターンを示しました。著者らはこれを、加水分解・発酵・ナノ加工によって分子の並び方が変わったことを示すものと解釈しています。成分については、炭水化物が加水分解物飼料で32.67%、発酵飼料で31.79%、脂質がそれぞれ10.51%と10.97%で、おおむね同程度でした。総エネルギーは加水分解物飼料の方が高く、1キログラムあたり3906.58キロカロリー（発酵飼料は3806.58キロカロリー）でした。それでも研究チームは、栄養面の性質は全体として発酵飼料がわずかに優れていたと述べています。

この報告が示すこと

研究チームは、粒をナノサイズまで小さくすることと発酵を組み合わせると、微粒子飼料や加水分解物飼料よりも栄養がよく利用されている様子が見られたと結論づけています。そのうえで、発酵ナノ粒子飼料はコイ仔魚の飼料として有望な候補だとしています。ただし、これは今回の試験条件での「関連」として示されたものです。

著者らは限界も挙げています。粒の評価は大きさと形に限られ、水中で粒がどれだけ安定しているか、時間とともに栄養が溶け出すかは測っていません。飼料の構造の分析結果と、消化酵素や成長との結びつきも、相関にとどまり、仕組みとしては実証されていません。また、試験は45日間の実験室規模のものでした。そのため、商業的なふ化場の条件や、より成長した段階にそのまま当てはめるには、さらなる検証が必要だとしています。

原著論文の著者・所属：Zohaib Noor（Department of Zoology, Quaid-i-Azam University, Islamabad 45320, Pakistan; School of Life and Health Sciences, Hainan University, Haikou 570228, China; School of Marine Biology and Fisheries, Hainan University, Haikou 570228, China）、Faisal Ahmad Lodhi（Department of Zoology, Quaid-i-Azam University, Islamabad 45320, Pakistan; Key Laboratory of Exploration and Utilization of Aquatic Genetic Resources, Ministry of Education, College of Fisheries and Life Science, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China）、Waqar Younas（Department of Zoology, Quaid-i-Azam University, Islamabad 45320, Pakistan; State Key Laboratory of Breeding Biotechnology and Sustainable Aquaculture, Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430072, China; University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China）、Fahim Ullah Khan（Department of Zoology, Quaid-i-Azam University, Islamabad 45320, Pakistan; Key Laboratory of Exploration and Utilization of Aquatic Genetic Resources, Ministry of Education, College of Fisheries and Life Science, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China）、Zaigham Hassan（Department of Zoology, University of Peshawar, Peshawar 25000, Pakistan）、Muhammad Rizwan（College of Fisheries, Huazhong Agriculture University, Wuhan 430070, China）、Saif Ullah（Department of Zoology, Islamia College Peshawar, Peshawar 25000, Pakistan）、Fida Ullah Khan（Department of Zoology, Quaid-i-Azam University, Islamabad 45320, Pakistan; Key Laboratory of Exploration and Utilization of Aquatic Genetic Resources, Ministry of Education, College of Fisheries and Life Science, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China）、Fathul Bari（Department of Zoology, University of Chitral, Chitral 17200, Pakistan）、Md. Fakhrul Islam（Department of Fisheries, Jamalpur Science and Technology University, Jamalpur 2012, Bangladesh; State Key Laboratory of Breeding Biotechnology and Sustainable Aquaculture, Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430072, China; University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Zohaib Noor, Faisal Ahmad Lodhi, Waqar Younas, et al. Effect of Nano- and Microparticulate Fermented Fish Protein Hydrolysate Diets on Growth, Digestive Function, Intestinal Development, and Gene Expression in Common Carp (Cyprinus carpio) Larvae. Biology（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-09-22. DOI: 10.3390/biology15191680. 原著ライセンス：CC BY.