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      蠅蛆粉和L-肉堿對青魚生長、免疫與抗氧化指標(biāo)及抗病力的影響

      2013-09-17 02:34:00明建華葉金云張易祥吳成龍邵仙萍
      中國糧油學(xué)報 2013年2期
      關(guān)鍵詞:蠅蛆青魚肉堿

      明建華 葉金云 張易祥 楊 霞 吳成龍 邵仙萍 劉 沛

      (湖州師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院1,湖州 313000)

      (大連海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院2,大連 116023)

      隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)向集約化、規(guī)?;较虬l(fā)展,養(yǎng)殖環(huán)境中的各種脅迫因子不斷增多,易導(dǎo)致養(yǎng)殖動物病害滋生,而抗生素和化學(xué)合成消毒劑的使用會造成耐藥性和藥物殘留等諸多問題。因此,通過營養(yǎng)調(diào)控手段來提高魚類的免疫力和抗應(yīng)激能力日益受到重視。蠅蛆不僅蛋白質(zhì)與氨基酸含量高,而且體內(nèi)還含有抗菌肽、幾丁糖、凝集素等具有免疫調(diào)節(jié)功能的物質(zhì)[1-4]。王娓等[2]研究發(fā)現(xiàn),蠅蛆可以顯著提高中國對蝦(Fenneropenaeus chinensis)的抗桿狀病毒感染能力,激活對蝦的酚氧化酶系統(tǒng)。陳乃松等[3]以少量蠅蛆粉替代魚粉飼喂凡納濱對蝦(Litopenaeus vannamei),在一定程度上提高了對蝦抵抗弧菌的能力,但對蝦生長和飼料效率無正面影響。張洪玉等[4]研究表明,蠅蛆可顯著提高中國對蝦的生長速度,并增強(qiáng)抗白斑綜合癥病毒(white spot syndrome virus,WSSV)的感染力。L-肉堿(β-羥基-γ-三甲胺丁酸)是一種多功能的綠色飼料添加劑,主要參與機(jī)體的能量代謝,是脂肪酸進(jìn)入線粒體進(jìn)行β-氧化的載體,可以加速脂肪的氧化,具有節(jié)約蛋白質(zhì)、促進(jìn)生長等作用[5]。近些年來,人們發(fā)現(xiàn)L-肉堿還具有抗細(xì)胞凋亡、免疫調(diào)節(jié)及抗氧化等功能[6-7]。

      青魚(Mylopharyngodon piceus Richardson)是我國傳統(tǒng)淡水養(yǎng)殖的“四大家魚”之一,據(jù)《2011中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒》,我國養(yǎng)殖青魚年產(chǎn)量為42.4萬t。近年來青魚養(yǎng)殖病害有逐年上升的趨勢,而有關(guān)蠅蛆粉、L-肉堿作為青魚免疫增強(qiáng)劑的相關(guān)研究在國內(nèi)外尚未見報道。鑒于此,本試驗(yàn)在青魚飼料中分別添加蠅蛆粉和L-肉堿,探討其對青魚魚種生長、免疫和抗氧化指標(biāo)以及抗病原菌感染能力的影響,以期為研制安全環(huán)保的飼料添加劑提供參考依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1 試驗(yàn)魚種、添加劑及日糧

      青魚:湖州荻港徐緣生態(tài)旅游開發(fā)有限公司水產(chǎn)養(yǎng)殖部。試驗(yàn)選擇270尾體質(zhì)健壯,規(guī)格和體重基本一致的青魚魚種,初始體重(72.23 ±1.81)g,隨機(jī)分成3組,即對照組、蠅蛆粉組和L-肉堿組,每組設(shè)3個重復(fù),分別飼養(yǎng)于設(shè)置在15畝池塘的9只網(wǎng)箱(規(guī)格為 3.0 m ×2.0 m ×1.5 m,水深 1.0 m)中,每只網(wǎng)箱放養(yǎng)30尾。

      蠅蛆粉購自浙江德清綠態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司,含干物質(zhì)為93.27%、粗蛋白為53.46%,粗脂肪為22.4%;L-肉堿由北京桑普生物化學(xué)技術(shù)有限公司提供,有效質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%。

      試驗(yàn)飼料組成及主要營養(yǎng)成分見表1,3種飼料等氮等能,以基礎(chǔ)日糧飼喂對照組,其余2組分別投喂添加蠅蛆粉25 g/kg、L-肉堿150 mg/kg(有效含量)的試驗(yàn)飼料。各種原料分別粉碎過60目篩,采取逐級擴(kuò)大法添加微量成分,使各組分充分混勻后,用小型飼料造粒機(jī)制成粒徑2 mm的沉性顆粒飼料,40℃烘干后于4℃冰柜中保存?zhèn)溆谩?/p>

      表1 試驗(yàn)飼料組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ),%)

      1.2 飼養(yǎng)管理

      青魚魚種在池塘網(wǎng)箱中馴養(yǎng)7 d后投喂試驗(yàn)飼料。每天投喂2次(8∶30、16∶30),日投飼量為魚體重2%~5%,并根據(jù)水溫、氣候變化及魚類攝食情況作適當(dāng)調(diào)整,以每次投飼后1 h無殘餌為宜。飼養(yǎng)期間水溫為26~29 ℃,pH 為6.8~7.6,溶解氧 >5 mg/L,氨氮<0.05 mg/L。正式養(yǎng)殖60 d后結(jié)束,測定魚體長和體重。

      1.3 攻毒試驗(yàn)

      病原菌采用浙江省淡水水產(chǎn)研究所提供的嗜水氣單胞菌(Aeromonas hydrophi1a)。按王文博等[8]所述方法,將兩次活化后的嗜水氣單胞菌用無菌生理鹽水稀釋,使終濃度為1×107cells/mL。飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束后,選擇體重基本一致的青魚進(jìn)行攻毒試驗(yàn),每只網(wǎng)箱取10尾魚,按每100 g魚重腹腔注射菌液0.5 mL;另外從對照組的每個網(wǎng)箱中再選取5尾青魚注射相同劑量生理鹽水作為攻毒對照。觀察1周,統(tǒng)計各組魚的死亡率和相對保護(hù)率。

      1.4 采樣與處理

      飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束后,禁食24 h,將各網(wǎng)箱魚稱重計數(shù),每箱隨機(jī)選取4尾體重相近的青魚,用濃度為200 mg/L的MS-222作快速深度麻醉,經(jīng)稱重和量體長后用一次性醫(yī)用注射器從尾靜脈采血。血樣在4℃冰箱中靜置1~2 h后,以4℃ 3 000 r/min離心10 min制備血清,-20℃凍存?zhèn)溆谩t~體采血后立即剖開腹腔,剝離出內(nèi)臟和肝胰臟并稱重,取適量肝臟用于常規(guī)分析,取部分背鰭下方側(cè)線以上的背部肌肉用于肌肉成分分析,均以-20℃保存。

      1.5 測定指標(biāo)與方法

      1.5.1 相關(guān)指標(biāo)的計算公式

      分別按下式計算增重率、特定生長率、飼料系數(shù)、成活率、肝體比、內(nèi)臟比、肥滿度、死亡率和相對保護(hù)率。

      增重率=(Wt-W0)/W0×100%

      特定生長率=(lnWt-lnW0)/t×100%

      飼料系數(shù)=FI/(W2+W3-W1)

      成活率=Nt/N0×100%

      肝體比=Wh/Wb×100%

      內(nèi)臟比=Wv/Wb×100%

      肥滿度=Wb/L3×100%

      死亡率=Nd/Ni×100%

      相對保護(hù)率=(Mc-Mt)/Mc×100%

      式中:W0為魚初體均重/g;Wt為魚末體均重/g;t為飼喂天數(shù)/d;FI為每箱魚攝食飼料總量/d;W1為每箱魚初體總重/d;W2為每箱死魚的總重/d;W3為每箱魚末體總重/d;N0為初魚尾數(shù);Nt為末魚尾數(shù);Wh為每尾魚末肝臟重/d;Wv為每尾魚末內(nèi)臟重/d;Wb為每尾魚末體重/d;L為每尾魚末體長/cm;Nd為攻毒后死亡魚尾數(shù);Ni為受感染魚尾數(shù);Mc為對照組魚死亡率/%;Mt為試驗(yàn)組魚死亡率/%。

      1.5.2 飼料和肌肉樣品成分分析

      水分含量采用105℃烘箱干燥法(GB 6435—1986)測定;粗蛋白質(zhì)含量采用微量凱氏定氮法(GB/T 6432—1994)測定;粗脂肪含量采用索氏抽提法(GB/T 6433—1994)測定;粗灰分含量采用550℃灼燒法(GB/T 6438—1992)測定;磷含量采用鉬黃分光光度法(GB/T 6437—2002)測定;總能利用氧彈測熱儀測定。

      1.5.3 血液生化指標(biāo)的測定

      總蛋白(TP)、溶菌酶(LSZ)、堿性磷酸酶(AKP)、補(bǔ)體C3和C4、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)和丙二醛(MDA)等在美國貝克曼Cx-4型全自動生化分析儀上測定,試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

      1.5.4 肝臟抗氧化指標(biāo)的測定

      肝臟樣品解凍后,用冷生理鹽水沖洗干凈并用濾紙吸干后稱重,肝臟與勻漿介質(zhì)(pH 7.4)按1∶9(W∶V)的比例冰浴勻漿,制成10%勻漿液,然后4℃4 000 r/min離心10 min,取上清液用于分析。青魚肝臟SOD、GSH–Px、CAT和MDA的水平均用南京建成生物工程研究所的相應(yīng)試劑盒測定。

      1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

      試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件包中的單因素方差分析(one-way ANOVA)和 D uncan氏多重比較,P﹤0.05表示差異顯著。試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(±SD)表示。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 蠅蛆粉和L-肉堿對青魚生長性能的影響

      從表2可見,與對照組相比,蠅蛆粉和L-肉堿組青魚增重率和特定生長率均顯著提高(P<0.05),其中增重率分別提高了17.31%、13.98%,而特定生長率分別提高了10.59%、8.82%。蠅蛆粉和L-肉堿組的飼料系數(shù)較對照組分別顯著下降了11.29%、13.44%(P<0.05)。飼料中添加蠅蛆粉和L-肉堿有提高青魚成活率的趨勢(P>0.05)。在形體指標(biāo)上,蠅蛆粉和L-肉堿組魚體肝體比、內(nèi)臟比和肥滿度與對照組相比差異均不顯著(P>0.05),但有下降趨勢。由此可見,蠅蛆粉和L-肉堿均可促進(jìn)青魚的生長,降低飼料系數(shù),但對魚體形體指標(biāo)無顯著影響。

      表2 蠅蛆粉和L-肉堿對青魚生長及形體指標(biāo)的影響

      2.2 蠅蛆粉和L-肉堿對青魚肌肉成分的影響

      由表3可知,與對照組相比,蠅蛆粉和L-肉堿組青魚肌肉粗蛋白含量有升高的趨勢,而水分、粗脂肪和灰分的含量有下降趨勢(P>0.05)。可見,蠅蛆粉和L-肉堿對青魚肌肉成分無顯著影響。

      表3 蠅蛆粉和L-肉堿對青魚肌肉成分的影響

      2.3 蠅蛆粉和L-肉堿對青魚血清免疫指標(biāo)的影響

      由表4可知,與對照組相比,蠅蛆粉和L-肉堿組魚血清總蛋白、溶菌酶的水平均顯著提高(P<0.05),其中總蛋白含量分別提高了21.50%、18.70%,溶菌酶活性則分別提高了21.45%、14.52%。蠅蛆粉組魚血清堿性磷酸酶的活性也較對照組顯著提高了13.21%(P<0.05),而L-肉堿組與對照組的差異不顯著(P>0.05)。蠅蛆粉和L-肉堿組魚血清補(bǔ)體 C3、C4的活性均顯著高于對照組,且蠅蛆粉組補(bǔ)體C4的活性還顯著高于L-肉堿組的水平(P<0.05)。蠅蛆粉和L-肉堿組血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶活性均較對照組低,但差異均不顯著(P>0.05)。由此可見,蠅蛆粉和L-肉堿均可不同程度地提高青魚血清總蛋白、溶菌酶、堿性磷酸酶以及補(bǔ)體C3、C4的水平,從而增強(qiáng)魚體的非特異性免疫力。

      表4 蠅蛆粉和L-肉堿對青魚血清免疫指標(biāo)的影響

      2.4 蠅蛆粉和L-肉堿對青魚血清和肝臟抗氧化指標(biāo)的影響

      由表5可知,在血清中,蠅蛆粉組SOD和CAT的活性顯著高于對照組(P<0.05),分別比對照組提高了19.77%、36.10%,而L-肉堿組SOD 和CAT的活性與對照組的差異均不顯著(P>0.05);蠅蛆粉和L-肉堿組GSH-Px的活性分別比對照組顯著提高了20.94%、28.63%,而MDA的含量則分別比對照組顯著下降了 17.61%、22.09%(P <0.05)。在肝臟中,蠅蛆粉和L-肉堿組青魚SOD、GSH-Px和CAT的活性均顯著高于對照組,而MDA的含量則均顯著低于對照組(P<0.05)。由此可見,蠅蛆粉和L-肉堿均可提高青魚血液和肝臟的抗氧化能力。

      表5 蠅蛆粉和L-肉堿對青魚血清和肝臟抗氧化指標(biāo)的影響

      2.5 蠅蛆粉和L-肉堿對青魚感染嗜水氣單胞菌后的保護(hù)作用

      由表6可知,青魚人工注射感染嗜水氣單胞菌1周后,對照組魚的死亡率為90.00%,而蠅蛆粉和L-肉堿組青魚的死亡率分別為63.33%、66.67%,相對保護(hù)率分別為29.63%、25.92%。對照組中注射生理鹽水的青魚沒有發(fā)生死亡現(xiàn)象,可排除試驗(yàn)操作導(dǎo)致的青魚死亡??梢?,蠅蛆粉和L-肉堿可增強(qiáng)魚體的抗病原感染力,對青魚有一定的免疫保護(hù)作用。

      表6 蠅蛆粉和L-肉堿對青魚感染嗜水氣單胞菌后的保護(hù)作用

      3 討論

      3.1 蠅蛆粉和L-肉堿對青魚生長性能的影響

      蠅蛆粉在已有的研究報道中主要作為蛋白源的替代。馬建品等[9]用含25%蠅蛆粉的顆粒飼料飼喂草魚(Ctenopharyngodon idellus),與含20%秘魯魚粉飼料的對照組相比,蠅蛆粉組魚體增重率提高了20.8%,蛋白質(zhì)效率提高了 16.4%。張洪玉等[4]研究表明,與配合飼料相比干蠅蛆可顯著提高中國對蝦的生長速度。本試驗(yàn)投喂的3種等氮等能飼料中,添加25 g/kg蠅蛆粉飼料組可顯著提高青魚的增重率和特定生長率、降低飼料系數(shù),這可能與蠅蛆中含有未知的促生長因子有關(guān)。Ajani等[10]和 Ogunji等[11]將蠅蛆粉部分或全部替代羅非魚(Oreochromis niloticus)飼料中的魚粉,對魚體的增重率、特定生長率、飼料系數(shù)和蛋白質(zhì)效率均無顯著影響;陳乃松等[3]和曹俊明等[12]在凡納濱對蝦(L.vannamei)的相應(yīng)研究中也得出了類似的結(jié)論。

      對很多魚類而言,L-肉堿是一種促生長劑,參與機(jī)體的能量代謝,是脂肪酸進(jìn)入線粒體進(jìn)行β-氧化的載體,可促進(jìn)脂肪的氧化供能,加快新陳代謝速度,提高飼料轉(zhuǎn)化率,節(jié)約蛋白質(zhì)的消耗[13-14];另外,添加外源的L-肉堿彌補(bǔ)了魚體合成肉堿的不足,減少了魚體內(nèi)或飼料中賴氨酸和蛋氨酸的消耗,這被認(rèn)為是L-肉堿促進(jìn)生長的主要原因。研究表明,在飼料中添加適量L-肉堿可促進(jìn)草魚[14]、奧尼羅非魚(Oreochromis niloticus× Oreochromis aureus)[15]和斑點(diǎn)鱸(Morone saxatilis♂ × M.chrysops♀)[16]的生長,提高了飼料效率。本試驗(yàn)中,青魚攝食添加150 mg/kg L-肉堿的飼料后得到與上述報道一致的結(jié)果。但也有一些研究認(rèn)為飼料中添加肉堿對魚類生長和飼料系數(shù)并無影響,如大西洋鮭(Salmo salar)[17]、非洲鯰(Clarias gariepinus)[18]和虹鱒 (Oncorhynchus mykiss)[19]等。這些結(jié)果表明,蠅蛆粉和L-肉堿對魚類生長的作用效果可能受多種因素影響,如品種、生長發(fā)育階段、飼料組成與營養(yǎng)水平等,表現(xiàn)出一定的差異性。

      3.2 蠅蛆粉和L-肉堿對青魚免疫力和抗病力的影響

      魚類血液成分的變化被廣泛地用來評價魚體的健康狀況、營養(yǎng)狀況以及對環(huán)境的適應(yīng)狀況,是重要的生理、病理和毒理學(xué)指標(biāo)[20]。溶菌酶是生物體內(nèi)重要的非特異性免疫因子之一,它產(chǎn)生于嗜中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞,并被分泌到血液及黏液中發(fā)揮溶菌效應(yīng),研究表明機(jī)體溶菌酶活性提高,其免疫力也相應(yīng)提高[21-22]。堿性磷酸酶(AKP)是一種重要的代謝調(diào)控酶,可通過改變病原體的表面結(jié)構(gòu)而增強(qiáng)被侵襲機(jī)體對病原體的識別和吞噬能力[23],有助于提高魚體的抗病力。補(bǔ)體是抵抗病原微生物感染的重要成分,在硬骨魚類中補(bǔ)體具有細(xì)胞溶解、細(xì)胞黏附、中和毒素、清除病原菌等重要的生物學(xué)效應(yīng)[24-25]。補(bǔ)體C4參與補(bǔ)體經(jīng)典途徑的激活過程,而補(bǔ)體C3在補(bǔ)體激活的經(jīng)典途徑和替代途徑中都起作用[25]。本試驗(yàn)中,蠅蛆粉可顯著提高青魚血清溶菌酶、AKP、補(bǔ)體 C3和 C4的活性(P <0.05),從而增強(qiáng)魚體的非特異性免疫力。這與張洪玉等[4]和劉麗波等[26]有關(guān)蠅蛆可提高對蝦免疫力的報道相一致,可能與蠅蛆中含有抗菌肽、凝集素和溶菌酶等免疫活性物質(zhì)有關(guān)[1-4]。曹俊明等[12]研究認(rèn)為飼料中含適量蠅蛆粉可提高對蝦血清酚氧化酶活性,但對AKP的活性無影響,而陳乃松等[3]在飼料中以少量蠅蛆粉替代魚粉導(dǎo)致對蝦血清溶菌酶的活性下降。目前有關(guān)L-肉堿對魚類非特異性免疫力的影響還鮮見報道,本試驗(yàn)中L-肉堿可顯著提高青魚血清溶菌酶、補(bǔ)體 C3和 C4的活性(P <0.05),但對 AKP活性無顯著影響。這可能與L-肉堿具有免疫調(diào)節(jié)及免疫治療的作用有關(guān)[5-7]。

      嗜水氣單胞菌的攻毒試驗(yàn)也表明,蠅蛆粉和L-肉堿組青魚的死亡率均明顯低于對照組。由于大多數(shù)魚類特異性抗體的產(chǎn)生需要長期的適應(yīng)并通過產(chǎn)生記憶而形成[27],因此本試驗(yàn)中青魚相對保護(hù)率的提高,可能與蠅蛆粉、L-肉堿提高了魚體溶菌酶、堿性磷酸酶、補(bǔ)體C3和C4以及SOD等非特異性免疫酶的活性有關(guān)[21-24,27],從而增強(qiáng)了魚體的抗病力。

      3.3 蠅蛆粉和L-肉堿對青魚抗氧化能力的影響

      動物機(jī)體在新陳代謝的過程中,活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)的產(chǎn)生和消除保持著動態(tài)平衡,過多的自由基會引起脂質(zhì)過氧化反應(yīng),丙二醛(MDA)是脂質(zhì)過氧化物的主要成分,具有很強(qiáng)的生物毒性,會破壞細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能[28]。超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和過氧化氫酶(CAT)等組成的抗氧化酶系統(tǒng)可清除過多的自由基,減少脂質(zhì)的過氧化損傷[11,28-29],其中SOD可特異性地催化超氧化物自由基歧化為過氧化氫和氧,過氧化氫在CAT和GSH-Px的作用下生成無毒性的水和氧;GSH-Px還可介導(dǎo)還原型谷胱甘肽催化脂質(zhì)過氧化物分解成相應(yīng)無毒性的醇。因此,檢測魚體血液和肝臟中SOD、GSH-Px、CAT和MDA的變化可較準(zhǔn)確地反映機(jī)體內(nèi)的抗氧化狀況。

      本試驗(yàn)中,蠅蛆粉可顯著提高青魚血清和肝臟中SOD、GSH-Px和CAT的活性,降低MDA的含量(P<0.05),這表明飼料中添加適量蠅蛆粉可增強(qiáng)魚體的抗氧化能力,保護(hù)機(jī)體免遭過氧化物的損傷。但也有研究認(rèn)為蠅蛆粉對對蝦血清SOD[3,12]和羅非魚肝臟CAT[11]的活性無明顯影響。L-肉堿抗氧化功能主要表現(xiàn)在抑制ROS的產(chǎn)生、防止大分子氧化損傷和提高抗氧化酶類的活性及基因表達(dá)等[30-31]。目前,有關(guān)L-肉堿對魚類抗氧化能力的研究鮮見報道。本試驗(yàn)中L-肉堿可不同程度地提高青魚血清與肝臟中SOD、GSH-Px和CAT的活性,降低MDA的含量,從而增強(qiáng)魚體的抗氧化能力。

      4 結(jié)論

      在飼料中添加蠅蛆粉25 g/kg或L-肉堿150 mg/kg可促進(jìn)青魚的生長,提高魚體的非特異性免疫力和抗氧化能力,增強(qiáng)魚體抗病原菌的感染力,對防病抗病有一定的功效。

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