南美白对虾,是全球养殖规模和产量最重要的虾种。然而,在南美白对虾实际养殖过程中,病害频发,严重制约了该行业的健康可持续发展。此外,不少人士认为,南美白对虾亲虾可以直接影响虾苗的健康和生长。因此,保障南美白对虾亲虾的健康,对全球对虾养殖产业的可持续发展具有重要意义。
一、亲虾的发展和存在的问题
经过多年的发展,南美白对虾亲虾产业已经建立了更有效的无特定病原体的生物安全体系,提高繁殖性能是发展对虾亲虾产业的基本目标。为确保虾性腺的成熟和质量,在各种孵化场采用新鲜多毛类动物和冷冻鱿鱼给亲虾喂食,然而,这些多毛类动物和鱿鱼价格高,质量不稳定,并且经常携带病原体。南美白对虾亲虾很容易被这些病原体感染,可能会出现一系列健康问题或大量死亡。因此,有必要为南美白对虾亲虾开发营养均衡的饲料,以确保南美白对虾亲虾的性腺发育和健康。
南美白对虾的营养研究仅限于饲料脂质、脂肪酸和维生素。以往研究表明,饲料脂质水平可显着影响南美白对虾卵巢发育,但最佳饲料脂肪酸水平与以往对南美白对虾亲虾的研究不一致。饲料中2%-3%的高度不饱和脂肪酸可以满足南美白对虾卵巢的正常发育,花生四烯酸占饲料总脂肪酸的4.65%,能显着提高南美白对虾的产卵性能和幼体品质。
维生素的研究主要以维生素E和维生素C为主。饲料mg/kg维生素E可显着提高眼柄切除前的肝胰腺指数和性腺指数,并显着缩短眼柄切除后的产卵天数。饲料mg/kg维生素C可满足卵巢成熟,维持良好的生殖性能。然而,饲料中添加-mg/kg的维生素C,南美白对虾亲虾的总血淋巴细胞计数和酚氧化酶活性等免疫指标没有显着影响。虽然已经对南美白对虾亲体进行了一些营养研究,但关于营养对南美白对虾健康状况影响的信息仍然很少。
多毛类动物和鱿鱼,富含脂质和高度不饱和脂肪酸,尤其是对确保水生动物性腺发育有用的磷脂含量高。饲料中2%的大豆卵磷脂可以满足罗氏沼虾的卵巢成熟。此外,磷脂作为甲壳类动物的必需营养素,对调节动物的生长和健康起着至关重要的作用,但不同磷脂的剂量效果不同。比如:喂食蛋黄卵磷脂的三疣梭子蟹明显高于喂食大豆卵磷脂日粮的三疣梭子蟹。然而,很少有磷脂对南美白对虾亲虾健康状况的信息。
二、研究设计
本研究评估了三种磷脂(大豆卵磷脂(SL)、蛋黄卵磷脂(EL)和磷虾油(KO))对南美白对虾亲虾,从生长、抗氧化能力、免疫力和肠道菌群等方面的影响。本研究的目的是为健康的南美白对虾亲虾的培养寻找合适的磷脂来源。这项研究的结果有助于南美白对虾亲虾的饲料发展。
研究一共采用四种(52.4%粗蛋白和14.2%粗脂)基础饲料,未添加磷脂组为对照组,其他三种饲料分别添加4%的大豆卵磷脂(SL)、蛋黄卵磷脂(EL)和磷虾油(KO)。
三、研究结果和讨论
1、保持南美白对虾亲虾的健康对于该行业的可持续发展尤为重要。研究表明,饲料中补充磷脂可以显着提高甲壳类动物和鱼类的生长性能。在这项研究中也发现了相同的结果。在饲料中添加磷脂可显着增加虾的增重和特定生长率。此外,喂食磷虾油的虾的生长性能优于饲喂大豆卵磷脂和蛋黄卵磷脂的虾。研究表明,用富含n-3HUFA的黑水虻油替代50-%大豆油对镜鲤幼鱼(Cyprinuscarpiovar.specularis)的生长性能和健康有积极影响,磷虾油是具有高生物利用度的n-3磷脂的良好来源,这解释了喂食磷虾油如何获得最佳的生长性能。磷脂对水生动物的影响因磷脂的剂量和形式而异,尤其是增氧机免疫和抗氧化系统,这是保护水生动物健康的两个主要生理机制。
2、喂食磷脂可以增强动物抵抗环境压力的能力,并诱导抗氧化反应以保护器官免受氧化损伤。磷脂的抗氧化机制可以是酶促氧化或非酶促氧化,由活性氧引发并由自由基链式反应介导。这项研究表明,饲料添加磷脂显着提高了虾的总抗氧化能力(T-AOC)。T-AOC是抗氧化系统清除过量活性氧(ROS)的重要指标。ROS主要在甲壳类动物的肝胰腺中产生。
研究表明,生物体内的n-3多不饱和脂肪酸(n-3PUFA)极易被氧化并诱导活性氧的产生。生物体中会产生许多抗氧化酶以减少活性氧的有害影响,包括超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶。此外,氧化应激损伤的重要生物标志物之一被认为是脂质过氧化的产物丙二醛(MDA)。磷脂能显着提高超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的比活性,降低丙二醛(MDA)的含量。
本研究证实了磷脂可以显着增加肝胰腺中SOD和GSH-Px活性的观点。性腺发育的雌虾肝胰腺内脂肪堆积较多,SOD和GSH-Px活性显着升高,从而降低MDA含量。因此,磷脂可以改善肝胰腺中过多脂肪堆积的氧化压力。
3、由于缺乏适应性免疫,甲壳类动物只能依靠先天免疫清除病原微生物,这是抵御病原感染的第一道防线。甲壳类动物的先天免疫包括:细胞免疫和体液免疫。细胞凋亡在通过消除受感染的细胞来阻止病毒传播方面起着至关重要的作用,半胱天冬酶诱导的细胞凋亡可通过虾的先天免疫抑制白点综合征病毒(WSSV)感染。
在本研究中,磷脂显着上调肝胰腺中胱天冬酶的相对mRNA表达。我们建议添加磷脂的饲料可以增加胱天冬酶的相对mRNA表达,并酌情诱导细胞凋亡,以降低虾感染WSSV的风险。酚氧化酶(PO)和溶菌酶(LZM)在甲壳类动物的非特异性免疫系统中发挥重要作用,可通过破坏革兰氏阳性菌细胞壁中的乙酰氨基聚糖来消除外来病原微生物。其他在甲壳类动物免疫反应中起重要作用的体液免疫因子包括凝集素,它可以与病原体表面的碳水化合物结合并在虾体内引发抗菌反应。
本研究表明,磷脂可以增强PO和LZM的活性,上调CTL3的表达。因此,根据研究结果,我们建议在虾饲料中添加磷脂可以增强免疫系统以抵抗病原体的入侵。
4、肠道是水生动物共生微生物定殖和增殖的适宜环境。肠道叶是消化吸收营养物质的主要器官,是机体最大的“免疫器官”。肠道菌群通过构建抵御病原体的第一道屏障,促进肠道健康并确保肠道持续正常的生理功能。变形菌门、拟杆菌门、放线菌门和厚壁菌门在不同发育阶段的虾肠道中占优势。同样,在这项研究中,每组中的优势细菌是变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门,饲料中的磷脂降低了肠道中变形菌门的丰度。变形菌包括立克次氏菌,它是一种危害虾健康的病原菌。厚壁菌门和拟杆菌门可以参与维持肠道免疫稳态并改善动物的健康。
这些结果表明,饲料中添加磷脂有助于虾的肠道免疫稳态。相比之下,在本研究中,饲料当中添加磷虾油导致变形菌的丰度降低。
磷虾油是肠源性内毒素脂多糖(LPS)的重要来源,可通过肝脏的先天免疫反应引发炎症。我们的研究结果表明,食用磷虾油可以减少由变形杆菌引起的肝胰腺损伤。研究结果还表明,磷虾油饲料可以促进肠道微生物群落的稳定性,维持虾的健康。
四、结论
在饲料中添加磷脂可以提高南美白对虾亲虾的抗氧化能力,提高天然免疫力,抵抗环境病原菌。尤其是以磷虾油作为磷脂来源,提高了肝胰腺中SOD和GSH-Px的活性,增强了雌虾的总抗氧化能力。此外,磷虾油有助于建立肠道免疫屏障,增强雌虾的免疫反应,降低病原菌感染的风险,维持雌虾的健康生长。