田立立,萬金娟,孟祥龍,周梓涵,孫龍生*,唐建清
(1.揚州大學(xué)動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,江蘇 揚州 225009;2.江蘇省淡水水產(chǎn)研究所,江蘇 南京 210017)
“十三五”以來,小龍蝦(學(xué)名克氏原螯蝦,Procambarus clarkii)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,2019年我國小龍蝦養(yǎng)殖規(guī)模達128.66萬hm2,總產(chǎn)量達208.96萬t,總產(chǎn)值突破4 000億元大關(guān)[1]。其中稻蝦綜合種養(yǎng)占86%,已經(jīng)成為小龍蝦生態(tài)健康養(yǎng)殖的主流模式。在實際生產(chǎn)過程中,小龍蝦養(yǎng)殖密度大,水體殘餌糞便累積較多,水質(zhì)難以控制,尤其是小龍蝦池塘水草豐富,水體晝夜pH值變化大,再加上不穩(wěn)定的氣候條件以及相互蠶食的習(xí)性等因素,小龍蝦機體長期處于應(yīng)激狀態(tài),導(dǎo)致疾病頻發(fā),生長緩慢,甚至出現(xiàn)大規(guī)模死亡現(xiàn)象,嚴(yán)重制約產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[2]。通過營養(yǎng)調(diào)控來促進克氏原螯蝦生長,提高抗病力、免疫力已成為研究熱點。文獻[3]研究表明,維生素C(Vc)具有促進克氏原螯蝦幼蝦生長,提升機體免疫力和成活率的作用。Fuertes等[4]認(rèn)為,飼料中不同Vc水平(0、0.2、0.4和0.8 g/kg)對克氏原螯蝦存活率沒有顯著影響,但0.2 g/kg組的克氏原螯蝦機體生長最為顯著,且餌料系數(shù)明顯降低。有關(guān)克氏原螯蝦對Vc的適宜需要量以及Vc影響蝦的成活與生長的生理機制尚未清楚。該試驗旨在探討飼料中添加不同水平Vc對克氏原螯蝦幼蝦生長及免疫機能的影響,為進一步明確克氏原螯蝦對Vc的適宜需要量提供依據(jù)。
采用單因子試驗設(shè)計,選擇規(guī)格基本一致、活力好、附肢健全、初始體質(zhì)量為(3.19±0.06)g的克氏原螯蝦幼蝦540尾,隨機分為6組,每組3個重復(fù),放入18個循環(huán)流水水泥池中養(yǎng)殖(2 m×2 m×0.8 m),每個水泥池放養(yǎng)30尾,同時配套遮陽與隱蔽設(shè)施。
以魚粉、豆粕為蛋白源,豆油為脂肪源,并補充礦物質(zhì)、維生素等,在此基礎(chǔ)上添加不同水平的維生素C,配制6組等氮等能飼料,見表1。飼料中維生素C(95%包膜維生素C,羅氏公司)的添加量為:0、30、60、120、240和480 mg/kg。試驗飼料委托安徽新希望飼料有限公司加工制作,每組飼料2 t/批次,選取中間部分的飼料,50℃烘干后置于-20℃冰柜中保存?zhèn)溆谩?/p>
表1 基礎(chǔ)飼料配方及營養(yǎng)水平①(風(fēng)干基礎(chǔ))
克氏原螯蝦幼蝦在水泥池暫養(yǎng)14 d后正式開始投喂試驗飼料,每天投喂2次(07:30—08:30和18:30—19:30)。初始日投餌量為蝦體質(zhì)量的3%,后期根據(jù)攝食和生長情況適當(dāng)調(diào)整,以投餌后1 h內(nèi)吃完為宜。飼養(yǎng)期間水溫21.9~27.5℃,pH值7.8~8.5,ρ(溶解氧)>6 mg/L,ρ(氨氮)<0.04 mg/L,ρ(硫化氫)<0.01 mg/L,ρ(亞硝酸鹽)<0.01 mg/L,試驗期間07:30—18:30打開遮陽網(wǎng),每日觀察蝦攝食及死亡情況,發(fā)現(xiàn)死蝦及時撈出并稱重計數(shù),分析死亡原因。試驗期60 d。
養(yǎng)殖試驗結(jié)束后,禁食24 h,對各水泥池的克氏原螯蝦分別進行計數(shù)和稱重,以計算存活率和增重率。冰浴麻醉后進行蝦體的解剖,每個水泥池隨機選取3尾蝦(每組9尾蝦),先抽血淋巴,然后采集肌肉、肝胰腺并稱重。另隨機采集3尾蝦的肝胰腺,液氮速凍后于-80℃冰箱保存?zhèn)溆?,待測定免疫相關(guān)指標(biāo)。
(1)生長指標(biāo)。分別按下式計算增重率(WGR)、成活率(SR)、肥滿度(CF)、含肉率(MF)、肝胰腺指數(shù)(HSI)、飼料系數(shù)(FCR)、特定生長率(SGR)等指標(biāo)。
增重率(%)=(M1×M0)/M0×100%
成活率(%)=N1/N0×100%
飼料系數(shù)=Mf(/M1×M0)
特定生長率(%/d)=(ln M1×ln M0)(/T1-T0)×100%
含肉率(%)=Mj/M1×100%
肥滿度=M1/Lt3×100%
肝胰腺指數(shù)=Mg/M1×100%
式中:M1,M0——分別為終末平均質(zhì)量、初始平均質(zhì)量,g;
Mf——飼料攝入量,g;
Mj、Mg——分別為肌肉重、肝胰腺重,g;
N1、N0——分別為終末尾數(shù)、初始尾數(shù),尾;
L1——終末均體長,cm;
T1、T0——試驗開始時間、結(jié)束時間,d。
(2)血液免疫指標(biāo)。用1 mL無菌注射器(含抗凝劑)從螯蝦頭胸甲腹側(cè)取血淋巴,注入無菌1.5 mL離心管中,使血液與抗凝劑最終比例為1∶1,低溫離心(4℃,3 000 r/min)10 min(分離血漿和血細(xì)胞),取上清液,-20℃保存?zhèn)溆?,用于血液免疫指?biāo)(溶菌酶、堿性磷酸酶、酸性磷酸酶)的測定。
(3)肝胰腺抗氧化相關(guān)指標(biāo)。將采集的肝胰腺用生理鹽水沖洗干凈,然后按1∶9質(zhì)量體積比加入生理鹽水,冰浴勻漿,以3 500 r/min離心10 min,取上清液置于新的離心管待測。所有上清液先用考馬斯亮藍(lán)法檢測其蛋白濃度后再測其他抗氧化指標(biāo)。肝胰腺超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、丙二醛(MDA)測定試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。
采用Excel 2010和SPSS 20.0對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)分析(One Way ANOVA),多重比較采用Duncan法,試驗數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±Std)表示,統(tǒng)計學(xué)意義水平設(shè)定為P<0.05,表中同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)字母不同,表示組間差異具統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。
維生素C添加水平對克氏原螯蝦生長的影響見表2。由表2可見,120 mg/kg Vc試驗組蝦的增重率和特定生長率顯著高于其他各組(P<0.05);480 mg/kg Vc組蝦的含肉率顯著高于其他各組(P<0.05);各組間克氏原螯蝦其余生長指標(biāo)未出現(xiàn)統(tǒng)計學(xué)意義差異(P<0.05)。
表2 維生素C添加水平對克氏原螯蝦生長的影響
維生素C添加水平對克氏原螯蝦血液免疫指標(biāo)的影響見表3。由表3可見,120 mg/kg Vc試驗組血清溶菌酶顯著高于其他各組(P<0.05),而其他試驗組間則沒有統(tǒng)計學(xué)意義差異(P>0.05);120和480 mg/kg Vc試驗組血清酸性磷酸酶和堿性磷酸酶活性沒有統(tǒng)計學(xué)意義差異(P>0.05),卻顯著高于其他4組(P<0.05)。
表3 維生素C添加水平對克氏原螯蝦血液免疫指標(biāo)的影響
維生素C添加水平對克氏原螯蝦肝胰腺抗氧化能力的影響見表4。由表4可見,120 mg/kg Vc組蝦的肝胰腺過氧化氫酶活性顯著高于其他各組(P<0.05),其他試驗組間則沒有統(tǒng)計學(xué)意義差異(P>0.05);飼料中維生素C添加量對克氏原螯蝦肝胰腺超氧化物歧化酶活性沒有顯著影響(P>0.05);飼料中未添加維生素C組肝胰腺MDA含量顯著高于各添加組(P<0.05);120 mg/kg Vc試驗組MDA含量顯著低于其他組(P<0.05)。
表4 維生素C添加水平對克氏原螯蝦肝胰腺抗氧化能力的影響
維生素C作為一種水溶性維生素具有重要營養(yǎng)作用。邵光明等[5]報道,飼料中添加0.02%維生素C可顯著提高克氏原螯蝦的增重率,促進生長。甲殼動物體表硬化層由一種外殼蛋白和苯醌經(jīng)交聯(lián)作用而成,維生素C可通過影響苯醌的形成起到促進蝦蟹蛻殼的作用,由此促進蝦蟹的生長[6]。該試驗中,維生素C對克氏原螯蝦的存活率和飼料利用狀況并無顯著影響,但隨著飼料中維生素C水平的提高,增重率和特定生長率呈先上升而后下降的趨勢。侯迎梅等[7]在三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)幼蟹上也得出了類似的結(jié)論。由此表明,飼料中添加適量的維生素C(120 mg/kg)對克氏原螯蝦具有顯著的促生長作用,但是維生素C過量時增重率和特定生長率反而下降,可能過量的維生素C產(chǎn)生毒害作用抑制機體生長。左迪[8]對紅螯光殼螯蝦(Cherax quadricarinatus)的研究結(jié)果表明,飼料中維生素C的添加量為0~400 mg/kg時,蝦的增重率和特定生長率顯著上升。不同研究結(jié)果存在差異的原因可能與研究的物種、維生素C添加形式不同有關(guān)。
目前,關(guān)于維生素C對水產(chǎn)動物含肉率影響的研究鮮有報道,含肉率是評價魚蝦生產(chǎn)性能及經(jīng)濟價值的重要指標(biāo)[9]。在該試驗中,當(dāng)飼料中維生素C添加量為480 mg/kg時克氏原螯蝦的含肉率顯著提高,這表明一定量的維生素C可促進克氏原螯蝦肌肉的生長。本試驗中克氏原螯蝦含肉率最高為480 mg/kg Vc組(15.36±1.10)%,遠(yuǎn)低于洞庭湖中的20.21%[10]以及貴州湄潭稻田養(yǎng)殖的18.40%[11],但高于水族箱養(yǎng)殖的12.83%[12]。造成差異的原因可能與初始規(guī)格、發(fā)育階段、養(yǎng)殖模式、自然環(huán)境、水質(zhì)條件、飼料組成等的差異有關(guān)[13]。
甲殼動物的免疫防御系統(tǒng)屬于非特異性免疫系統(tǒng),除了SOD等抗氧化指標(biāo)外,堿性磷酸酶、酸性磷酸酶和溶菌酶等也是重要的非特異性免疫指標(biāo),被廣泛地用來評價蝦類的健康狀況、營養(yǎng)狀況以及對環(huán)境的適應(yīng)性[14]。
作為非特異性免疫生物防御因子,溶菌酶具有溶菌活性,并可以誘導(dǎo)其他免疫因子的合成和分泌[15-16]。ACP和AKP是蝦蟹重要的非特異性磷酸水解酶[17],直接參與磷酸基團的代謝和物質(zhì)的攝取轉(zhuǎn)運,可形成水解酶體系消除病原異物,與機體的生長存活息息相關(guān)。在血細(xì)胞進行吞噬和包囊反應(yīng)中會伴有ACP的釋放,參與病毒或細(xì)菌的識別、吞噬、降解[18]。
在該試驗中,當(dāng)飼料維生素C添加量為0~240 mg/kg時,克氏原螯蝦血漿AKP、ACP與LZM活性隨著飼料中維生素C添加水平的提高先上升后下降,這表明飼料中適量的維生素C能夠影響克氏原螯蝦的免疫防御機制,提高機體免疫活性和抗病力,而過量的維生素C導(dǎo)致一定的抑制作用,抵消部分免疫增強效用。隨著維生素C含量的進一步增加,血漿AKP、ACP活性升高,這可能是機體的一種免疫補償機制。這與侯迎梅等[7]在三疣梭子蟹幼蟹上的研究結(jié)果不一致,可能與試驗對象的品種、養(yǎng)殖模式、生長階段等不同有關(guān),具體原因及作用機制還有待進一步研究。
抗氧化酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的幾種生物催化劑,是抗氧化防御系統(tǒng)的重要組成部分,能夠起到減緩氧化速度的作用,可將過氧化物轉(zhuǎn)換為毒害較低或無害的物質(zhì),保護生物免受氧化損害[19]。SOD與CAT廣泛分布在生物體內(nèi),可對產(chǎn)生的ROS進行解毒,將H2O2分解為H2O和O2以避免細(xì)胞損傷和病變[20-21],維持生物體的正常代謝和體內(nèi)環(huán)境動態(tài)平衡。MDA是膜脂質(zhì)過氧化的最終分解產(chǎn)物,其含量能夠反映出機體氧化損傷程度和清除自由基的能力[22]。因此,檢測蝦蟹組織中的SOD、CAT的活性和MDA含量的變化可以較為準(zhǔn)確地反映機體的抗氧化狀況。該試驗結(jié)果顯示,克氏原螯蝦肝胰腺CAT活性以飼料中維生素C含量120 mg/kg為拐點呈先升高后降低的變化趨勢,而肝胰腺MDA含量則隨著飼料中維生素C含量增加而呈現(xiàn)先降低后上升的趨勢,這說明飼料中適量的維生素C可有效提高克氏原螯蝦抗氧化酶活性和降低脂質(zhì)過氧化物MDA對機體的損害,從而增強機體的抗氧化功能,但進一步增加維生素C含量則會損傷機體抗氧化系統(tǒng)。在該試驗中,不同維生素C添加量對克氏原螯蝦肝胰腺SOD活性沒有顯著影響,與周歧存等[23]對凡納濱對蝦(Prawns vannamei)的研究結(jié)果一致,可能是由于動物體內(nèi)的兩大抗氧化體系協(xié)同作用,在機體內(nèi)發(fā)揮自由基清除作用。
對克氏原螯蝦的適宜維生素C添加量為120 mg/kg,可顯著促進克氏原螯蝦的生長,提高血漿LZM、AKP及ACP活性,同時提高克氏原螯蝦肝胰腺的抗氧化性能,降低MDA含量。若維生素C添加量繼續(xù)增加,則會導(dǎo)致克氏原螯蝦增重率及特定生長率下降,降低免疫酶活力,這可能與維生素C過量使用導(dǎo)致的抑制作用有關(guān)。