吳一桂,馬華威,楊明偉,甘暉,盧小花,阮志德,呂敏
(1.防城港市漁業(yè)技術(shù)推廣站,廣西 防城港 538001;2.廣西大學輕工與食品工程學院,廣西 南寧 530004;3.廣西壯族自治區(qū)水產(chǎn)科學研究院,廣西壯族自治區(qū)水產(chǎn)遺傳育種與健康養(yǎng)殖重點實驗室,廣西 南寧 530021;4.廣西水產(chǎn)畜牧學校,廣西 南寧 530021)
黃顙魚Pelteobagrus fulvidraco 肉味鮮美,魚肉營養(yǎng)價值和經(jīng)濟價值高[1,2]。近年來,為了更好地發(fā)展黃顙魚養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè),已對黃顙魚的生物學特性、養(yǎng)殖技術(shù)、苗種培育、疾病防治、飼料配制等進行了多方面研究[3]。研究表明,養(yǎng)殖密度越大,魚類個體空間縮小,溶解氧含量降低,食物競爭加劇,抑制魚類的消化、吸收等生理過程。個體生存空間減小其活動行為、攝食生長、能量代謝及免疫功能隨著大腦神經(jīng)調(diào)節(jié)分泌酶、激素等作用,其指標也隨之發(fā)生變化,影響其生存能力和養(yǎng)殖經(jīng)濟效益[4]。低密度養(yǎng)殖,養(yǎng)殖空間利用不充分,養(yǎng)殖水體的效益降低;高密度養(yǎng)殖,雖然養(yǎng)殖空間得到了充分利用,但密度不合理會對魚類的生長和品質(zhì)產(chǎn)生負面影響[5,6]。本實驗通過研究網(wǎng)箱養(yǎng)殖密度對黃顙魚的存活和生長的影響,以期為黃顙魚人工網(wǎng)箱養(yǎng)殖設(shè)置適宜密度、提高養(yǎng)殖產(chǎn)量等提供參考。
抗菌肽是生物體內(nèi)經(jīng)誘導而產(chǎn)生的一類具有抗菌活性的堿性多肽物質(zhì),由20~60 個氨基酸殘基組成。這類活性多肽多具有強堿性、熱穩(wěn)定以及廣譜抗菌等特點,與抗生素和靶標有不同的作用機制,不受傳統(tǒng)抗生素耐藥突變株影響,不易產(chǎn)生耐藥菌株、與傳統(tǒng)抗生素有協(xié)同作用、中和內(nèi)毒素等特性[7]。有研究表明:飼料中添加抗菌肽,具有促進水產(chǎn)動物生長、提高飼料轉(zhuǎn)化率、增強免疫功能等優(yōu)點而受到研究者關(guān)注[8-10]??咕淖鳛橐环N新型添加劑,對其體外功能進行了大量的研究,但相關(guān)的生產(chǎn)實踐研究并不多見。本實驗通過研究在飼料添加抗菌肽對網(wǎng)箱養(yǎng)殖的黃顙魚生長性能、體成分和免疫活性的影響,旨在為抗菌肽在實際養(yǎng)殖生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考。
實驗用網(wǎng)箱規(guī)格為2.0m 長×2.0m 寬×2.0m高,箱架由鍍鋅鋼管焊接而成,用加侖塑料桶作浮具,網(wǎng)箱順流呈“一”字形排列,箱距1m,相互連接。網(wǎng)衣用聚乙烯合線編結(jié)成的雙層網(wǎng),內(nèi)層網(wǎng)目為1cm,外層網(wǎng)目為2cm。網(wǎng)衣上端用聚乙烯繩索固定于箱架上部,高出水面35cm,底部四角各系上磚塊固定形狀,防止底部浮起。黃顙魚種入箱前20d 將網(wǎng)衣全部固定水中,使其有充分時間附生水生藻類,避免魚種入箱后擦傷魚體[11,12]。
實驗用黃顙魚種購自廣東某水產(chǎn)良種基地,為當年孵化苗種,規(guī)格均勻、體色正常、活潑健康、無傷無病。下箱前,用食鹽水(3%)浸浴5min,以殺滅魚體表面病原菌和寄生蟲。
實驗用基礎(chǔ)飼料采購防城港岳泰股份有限公司浮性顆粒配合飼料,粒徑?=2mm。實驗用抗菌肽采購自上海邦成生物工程有限公司。
本實驗于2017 年5 月15 日—7 月24 日在長年水質(zhì)清澈、無污染的上思縣上伴水庫進行。網(wǎng)箱設(shè)置在水流稍緩、風浪小、水面開闊、避風向陽的地方。實驗期間,水庫水深35~50m,水位相對穩(wěn)定,透明度85~100cm,pH7.19~8.22,溶氧量(DO)5.04~11.71mg/L,水溫19.1~23.2℃。
1.2.1 養(yǎng)殖密度實驗
實驗設(shè)4 個密度:2kg/m3(D1)、3kg/m3(D2)、4kg/m3(D3)和5kg/m3(D4)。2017 年5 月15 日魚種入箱養(yǎng)殖,第2d 開始投喂,實驗過程采用常規(guī)養(yǎng)殖方式(表1)。
投喂浮性顆粒配合飼料(防城港岳泰股份有限公司),粒徑?=2mm,投喂飼料營養(yǎng)水平:粗蛋白質(zhì)38.03%、粗脂肪9.12%、粗灰分12.24%、水分10.07%、總能18.62MJ/kg。
1.2.2 抗菌肽實驗
在基礎(chǔ)飼料表面噴灑不同劑量的抗菌肽(水溶),添加量分別為:10mg/kg(G1)、30mg/kg(G2)、60mg/kg(G3)和100mg/kg(G4),然后用海藻酸鈉(劑量250mL,0.5%)包埋,自然風干備用。黃顙魚的放養(yǎng)密度為3 kg/m3,以基礎(chǔ)飼料為對照組(CK 組),實驗持續(xù)70d。每天8:00、12:30 和17:30 投喂三次,日投飼量為黃顙魚體質(zhì)量的5%~8%,視攝食情況調(diào)整。
生長性能測定:實驗結(jié)束后停食12h,測定各組魚體質(zhì)量、體長,計算日增重(DWG)、增重率(DBW)、成活率(SR)、特定生長率(SGR)、飼料系數(shù)(FC)和肥滿度(K)。
DWG(g/d)=(Wt-W0)/t;
DBW(%)=100×(Wt-W0)/Wt;
SR(%)=Nt/N0×100;
FC=F/(Wt-W0);
SGR(%/d-1)=(lnWt'-lnW0')/t×100;
K=W/L3×100;
式中,W0與Wt分別表示實驗前后各實驗箱魚體總質(zhì)量(g),N0代表實驗開始時魚尾數(shù),Nt代表實驗結(jié)束時魚尾數(shù),t 為實驗天數(shù)(d),F(xiàn) 為相應(yīng)各實驗箱所投喂的飼料質(zhì)量(g),W0' 與Wt'分別表示實驗前后各實驗網(wǎng)箱魚平均質(zhì)量(g),W 表示魚體質(zhì)量(g),L 代表體長(cm)。
酶活性的測定:過氧化物酶(CAT)及超氧化物歧化酶(SOD)測定,稱取一定質(zhì)量肝臟和脾臟,加入4℃生理鹽水9 倍質(zhì)量,冰水中勻漿,5000r/min 離心15min,分離上清液,待用;溶菌酶(LSZ)測定需進行血清制備,方法每組隨機取魚10 尾,采用斷尾采血法取血約1mL,分別存放于1.5mL 的離心管中,室溫靜置2h,4℃時9000r/min 離心10min,分別吸取上層血清備用,分裝2 份,置于-20℃冰箱保存?zhèn)溆?。CAT、SOD 與LSZ 的測試盒購自南京建成生物技術(shù)研究所。各酶活測定嚴格按照試劑盒操作指南執(zhí)行。
實驗數(shù)據(jù)用平均值±標準誤差(mean±SE)表示,用SPSS 13.0 進行單因素方差分析和Duncan’s多重比較。
表1 實驗中黃顙魚種的初始規(guī)格及放養(yǎng)密度Tab.1 Size and stocking density of yellow catfish Pelteobagrus fulvidraco during the experiment
表2 不同密度下黃顙魚的生長性能(均值±標準差)Tab.2 Growth parameters of yellow catfish Pelteobagrus fulvidraco at different stocking densities
由表2 可知,D1、D2 和D3 組的存活率在87%以上,各組間差異不顯著(P>0.05),而D4 組的SR較低(85.4%),與其余3 組間差異顯著(P<0.05)。密度為2kg/m3和3kg/m3時,魚體K、FC 無顯著差異(P<0.05)。魚終末體質(zhì)量隨養(yǎng)殖密度的增大而下降,D1 和D2 無顯著性差異,與D3、D4 差異顯著(P<0.05)。實驗組D1、D2 和D3 隨著養(yǎng)殖密度的增大,DWG、DBW、終末體長、K、SGR 遞減,差異顯著(P<0.05)。
由表3 可知,GK、G1、G2、G3 組黃顙魚的DBW、SGR 和K 隨著抗菌肽添加量的增加而上升,但G4 組出現(xiàn)了下降趨勢。10mg/kg 添加量與對照組CK 無顯著性差異(P>0.05),60mg/kg 和90mg/kg 組生長性能無顯著差異(P>0.05)。當添加量30mg/kg到60mg/kg 時,DBW、SGR、K 差異顯著(P<0.05),60mg/kg 時DBW、SGR 和K 最高,高于其余各組,F(xiàn)C呈下降趨勢。值得注意的是,當添加量從60mg/kg 到90mg/kg 時,DBW、SGR、K 下降,說明過高劑量抗菌肽對DBW、SGR、K 等有一定的負面影響。
由表4 可知,添加10mg/kg 抗菌肽組黃顙魚的CAT 活性最高,顯著高于60mg/kg、90mg/kg 和對照組(P<0.05);SOD 活性的變化趨勢同CAT 相似,但90mg/kg 組顯著低于其余各組(P<0.05);隨著飼料中抗菌肽添加量的增加,血清中LSZ 的活性增強,以30mg/kg 組活性達到最高,到90mg/kg 的LSZ 活性顯著下降,低于其余各組(P<0.05),與其他各組差異顯著(P<0.05)。
關(guān)于魚類養(yǎng)殖密度的研究已有較多報道,養(yǎng)殖密度對不同魚類和不同生長階段的影響不一。本實驗中,在初始密度為2kg/m3、3kg/m3、4kg/m3的網(wǎng)箱中,黃顙魚的日增重、最終體質(zhì)量、特定生長率都隨著養(yǎng)殖密度的增大而降低,與西伯利亞雜交鱘Acipenser baerii[13]的結(jié)果相一致。一般情況下,養(yǎng)殖密度增大魚類對水體的空間、溶解氧及食物競爭越大,抑制了生長及飼料效率,密度脅迫影響黃顙魚的生長和代謝[14-16],生長抑制通??煞从陈詰?yīng)激的狀況[17-19]。低密度養(yǎng)殖條件下成活率較高是由于黃顙魚對空間、餌料等資源的個體競爭較小所致。本實驗養(yǎng)殖密度為2kg/m3和3kg/m3組的FC 無顯著差異,而楊嚴鷗等[19]研究養(yǎng)殖密度對黃顙魚飼料利用效率的差異時,發(fā)現(xiàn)飼料轉(zhuǎn)化效率隨著養(yǎng)殖密度的增加顯著下降。本實驗養(yǎng)殖密度2kg/m3、3kg/m3、4kg/m3情況,終末體質(zhì)量呈14.18%和14.96%下降,當養(yǎng)殖密度達到5kg/m3時,酶活性顯著下降(P<0.05),這與姚清華等[20]瓦氏黃顙魚Pelteobagrus vachelli實驗研究結(jié)果相一致。
表3 不同劑量抗菌肽下黃顙魚的生長性能Tab.3 Growth performance of yellow catfish Pelteobagrus fulvidraco fed diets containing different levels of antimicrobial peptides(n=9,+SE)
表3 不同劑量抗菌肽下黃顙魚的生長性能Tab.3 Growth performance of yellow catfish Pelteobagrus fulvidraco fed diets containing different levels of antimicrobial peptides(n=9,+SE)
表4 不同劑量抗菌肽對黃顙魚肝臟及血清中幾種酶活性的影響Tab.4 Effects of dietary antimicrobial peptides on activities of catalase(CAT),lysozyme(LSZ)and superoxide dismutase(SOD)in liver and serum of yellow catfish Pelteobagrus fulvidraco(n=9,+SE)
表4 不同劑量抗菌肽對黃顙魚肝臟及血清中幾種酶活性的影響Tab.4 Effects of dietary antimicrobial peptides on activities of catalase(CAT),lysozyme(LSZ)and superoxide dismutase(SOD)in liver and serum of yellow catfish Pelteobagrus fulvidraco(n=9,+SE)
高密度擁擠脅迫作為一種環(huán)境脅迫因子引起魚類的應(yīng)激反應(yīng),影響個體生長發(fā)育[21]。限制網(wǎng)箱養(yǎng)殖黃顙魚放養(yǎng)密度的水質(zhì)因素包括水溫、水流速、鹽度、溶解氧、pH 和光照度等,限制其營養(yǎng)方面的因素包括攝食率及食物轉(zhuǎn)化率等。因此,在生產(chǎn)中可根據(jù)這些養(yǎng)殖條件合理設(shè)置密度,使魚飼料系數(shù)、生長效率和肥滿度等指標均達最佳水平。
黃滄海等[21]發(fā)現(xiàn),飼料中添加農(nóng)肽寶有利于提高羅非魚幼魚的肥滿度??咕淖鳛樗a(chǎn)飼料添加劑,能夠耐受飼料制粒時的高溫,可提高魚類的生長性能,更重要的是其僅作用于發(fā)生病變的原核細胞和真核細胞,而對魚類機體正常細胞并無殺傷作用[8-10]。本實驗將抗菌肽添加到魚飼料中網(wǎng)箱養(yǎng)殖黃顙魚,添加量在0~60mg/kg 時,成活率無明顯變化,DBW、SGR 及K 顯著提高,當添加量大于60mg/kg時,DBW、SGR 及K 顯著下降。本結(jié)果表明,適量的抗菌肽可顯著促進黃顙魚的生長。
CAT、SOD 和LSZ 作為機體免疫系統(tǒng)的組成部分,其活力的高低反映了機體的免疫防御能力,是評價魚類免疫力的常用指標。CAT 是重要的酶促防御系統(tǒng)之一,主要集中于紅細胞與過氧化物酶體中,可以清除H2O2,分解氫氧自由基,其活性高低與抗逆性密切相關(guān)。本實驗飼料中添加10mg/kg 與30mg/kg 抗菌肽時,CAT 活性顯著提高,表明只需小劑量抗菌肽就可大幅提高CAT 活性。SOD 是一種清除超氧化物自由基的酶,其功能是催化超氧陰離子O2-歧化為H2O2和O2,免除自由基對機體的危害,肝臟中SOD 活性的高低反映了器官組織抗氧化能力的大小,是機體免疫水平以及健康狀況的重要指標[24]。LSZ 是非特異性免疫的主要成分,可以直接分解細菌,起到抵抗細菌感染的作用。本實驗飼料中添加10mg/kg 時,SOD 活性提高了28.1%,但劑量達到60mg/kg 時,活性顯著下降(P<0.05),說明適量添加抗菌肽可提高機體抗氧化酶活性,與陳冰等[23]的研究結(jié)果較為一致;但劑量≥60mg/kg 時,SOD 與LSZ 的活性顯示有顯著的負面影響,推斷可能是高劑量抗菌肽毒性變強,破壞了肝臟組織結(jié)構(gòu)或?qū)е旅富钚韵陆礫24]。關(guān)于抗菌肽使用劑量、添加時間長短及作用效果的確切關(guān)系還存在許多的疑問,有待深入研究。
為了保障黃顙魚網(wǎng)箱養(yǎng)殖健康生長,降低生產(chǎn)成本,即具有較高的成活率、日增重及增重率,建議網(wǎng)箱養(yǎng)殖密度小于或等于4 kg/m3,飼料中可添加不超過60 mg/kg 的抗菌肽。