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凡纳滨对虾是我国最重要的对虾养殖品种,但其对低温的耐受力很差。在我国对虾主养地区,每年的台风、降雨或寒流引起的降温常常造成凡纳滨对虾的大面积发病或死亡,给养殖生产造成重大损失。本文就低温刺激对凡纳滨对虾的多项生理指标包括血液牛化指标、细胞免疫指标、组织生化指标等的影响及几种主要营养因子对其抗寒能力的影响进行了研究,拟为凡纳滨对虾抗寒饲料的开发提供科学依据。主要的研究内容和结果如下:
1、降温对凡纳滨对虾血液生化指标及细胞免疫指标的影响。研究了急性降温对凡纳滨对虾8项血液生化指标及5项细胞免疫指标的影响。对初重为5.3±0.3g的凡纳滨对虾实施降温,将水温从30℃降至16℃(降温速率-4℃/h),分别在这两个温度点取对虾血淋巴用于各项指标的检测。结果表明,急性降温后,凡纳滨对虾血糖含量显著下降(P＜0.05),而其它7项生化指标包括总蛋白(TP)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、胆固醇(CHO)、甘油三酯(TP)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)活性/含量均有不同程度的上升,其中TP的上升达到显著性水平(P＜0.05)。细胞免疫指标包括血细胞总数(THC)、活性氧含量(ROS)、非特异性酯酶活性(NSE)在降温后显著下降,细胞凋亡率显著上升(P＜0.05),血细胞组成比例则无明显变化。以上各项指标在降温前后的变化反映了急性降温对凡纳滨对虾的能量代谢、细胞膜通透性、细胞免疫功能的影响。急性降温可能使凡纳滨对虾血糖迅速消耗,脂肪的分解作用作用加强,应激蛋白产生,细胞膜通透性增加,引起组织损伤及相关代谢酶的外泄,并使细胞免疫功能受到损害。也说明了凡纳滨对虾对急性降温非常敏感,可能会导致一系列生理功能的紊乱甚至衰竭。
2、连续降温对凡纳滨对虾组织游离氨基酸及碳水化合物水平变化的影响。研究了连续降温对凡纳滨对虾血清及肝胰脏19种游离氨基酸、血糖及肝糖原含量变化的影响。对初重为5.0±0.3g的凡纳滨对虾实施降温,将水温从28℃分别降至23℃、18℃和13℃(降温速率5℃/24h),分别在四个温度点取样。结果表明,血清中14种游离氨基酸的水平随温度的下降而下降,下降幅度为12.15％-400.89%。肝胰脏中5种游离氨基酸的水平随温度的下降而上升,8种游离氨基酸的水平则先升(28℃～23℃)后(18℃～13℃)降或保持稳定。肝胰脏牛磺酸水平在整个降温过程中都是下降的。血糖含量随着温度的下降而持续升高,肝糖原含量则在降温初期(28℃～23℃)迅速下降,当温度进一步下降时,其含量基本保持不变。以上结果表明,肝糖原在降温初期被迅速耗尽,降温过程中血糖浓度的持续升高可能是由于凡纳滨对虾启动了其它的生糖途径。血清和肝胰脏游离氨基酸的变化反映了低温和饥饿两种刺激因子影响下,凡纳滨对虾体内蛋白质分解与合成之间的平衡,其中某些氨基酸对提高凡纳滨对虾的耐寒能力可能发挥着至关重要的作用。所以,饲料中蛋白质的质量(如充足的必需氨基酸、补充牛磺酸)与数量(提高冷应激过程中的蛋白质摄入量)对提高凡纳滨对虾抗寒能力是有益的。
3、饲料蛋白和脂肪水平对凡纳滨对虾抗寒能力的的影响。在冬季自然温度条件下,用蛋白含量分别为36%、40%和44%以及脂肪含量分别为8%和12%的6种饲料饲喂凡纳滨对虾(初重6.96±0.68g)58天,整个饲养期间的水温变化范围为22～13℃。结果表明,当饲料蛋白和脂肪水平为44%和12%时,凡纳滨对虾获得最高的增重率和饲料效率,且显著高于其它各组(P＜0.05),其次是40%蛋白和12%脂肪组。当饲料脂肪水平为12%时,虾体粗蛋白含量略高于饲料脂肪水平为8%的各组(P＞0.05)。凡纳滨对虾肝胰脏、肌肉、鳃中可溶性蛋白、可溶性糖和总游离脂肪酸含量的变化趋势均与增重率的变化趋势相似,均为44P/12L和44P/8L组显著高于36P/8L组(P＜0.05),但在不同组织的变化幅度有差异。以上结果表明,在低温季节,给凡纳滨对虾提供高蛋白高脂饲料能使其获得更佳的生长性能和饲料效率。这可能是由于在低温条件下,凡纳滨对虾能更多的利用蛋白质和脂肪作为能量物质。饲喂不同饲料对虾组织可溶性蛋白、游离脂肪酸及可溶性糖含量的差异部分反映了饲料营养组成对凡纳滨对虾体内三大营养物质代谢及抗冷应激代谢的影响,其具体的机制还有待进一步的研究。
4、饲料中不同脂肪源及添加胆固醇对凡纳滨对虾抗寒能力的影响。分别使用4%的鱼油、豆油、乌贼油作为饲料脂肪源,并在鱼油组中添加0.1%的胆固醇,共组成4种试验饲料,饲喂凡纳滨对虾(初重1.52±0.05g)30天,期间水温保持在30±1℃。随后将水温从30℃降至18℃,降温速率-1℃/24h。结果表明,鱼油+胆固醇组的增重率显著高于豆油组和乌贼油组,存活率显著高于豆油组,饲料系数显著低于豆油组(P＜0.05);饲料的脂肪酸组成显著影响了虾体的脂肪酸组成,肌肉和肝胰脏中的SFA、PUFA和HUFA含量均与饲料中的呈显著正相关(P＜0.05)。鱼油组的THC、颗粒细胞和半颗粒细胞的比例、NSE活性略高于豆油组和乌贼油组,但略低于鱼油+胆固醇组。与之相反,鱼油组及鱼油+胆固醇组的ROS显著低于豆油和乌贼油组(P＜0.05),细胞凋亡率在各组之间差异不显著(P＞0.05)。以上结果表明,以鱼油作为饲料脂肪源有利于提高凡纳滨对虾的抗寒能力,其可能机制是长期饲喂鱼油的凡纳滨对虾组织具有和鱼油相似的脂肪酸组成,而这种脂肪酸组成有利于提高凡纳滨对虾低温应激时的细胞膜流动性及细胞免疫功能。胆固醇有利于提高凡纳滨对虾抗寒能力的机制还有待于进一步研究。
5、几种饲料添加剂对凡纳滨对虾抗寒能力的的影响。在饲料中分别添加0.2%的牛磺酸、0.01%的肉碱、0.1%的胆固醇,饲养凡纳滨对虾(初重5.3±0.3g)30天,然后将水温从30℃降至16℃(降温速率-4℃/h),并在16℃保持2小时后取样。结果表明,肉碱组和胆固醇组的增重率比对照组分别提高了3.3%、5.1%,但差异不显著(P＞0.05),各组之间的饲料系数和存活率也没有显著差异(P＞0.05)。当水温从30降至16℃时,摄食不同饲料的凡纳滨对虾THC、ROS、NSE活性均下降,对照组、牛磺酸组、肉碱组和胆固醇组的三种指标的降幅分别为48.1%、54.1%、30.1%、2.2%;43.4%、24.3%、4.0%、2.7%和31.7%、21.4%、7.0%、3.5%;细胞凋亡率均上升,对照组、牛磺酸组、肉碱组合胆固醇组的升幅分别达到14.5%、9.1%、6.4%和11.6%;降温后,各组透明细胞比例有不同幅度的上升,对照组、牛磺酸组、肉碱组合胆固醇组的升幅分别达到66.7%、56.8%、1.1%和9.1%;颗粒细胞和半颗粒细胞在胆固醇组显著下降(P＜0.05)。从以上各项细胞免疫指标在降温前后的变化幅度来看,三种添加剂对凡纳滨对虾抗寒能力的大小依次为胆固醇、肉碱、牛磺酸,其机制主要是缓解低温下凡纳滨对虾的细胞免疫指标的变化,包括颗粒细胞和半颗粒细胞比例、酯酶活性、细胞凋亡率、血细胞总数、活性氧含量的变化幅度等。以上部分指标可考虑作为评价饲料或养殖品种抗寒能力的敏感指标。
综合以上结果,凡纳滨凡纳滨对低温刺激非常敏感,在降温过程中会发生一系列复杂的生理生化变化,包括摄食的减少,糖原和脂肪分解作用的加强和应激蛋白的产生,细胞膜通透性的增加、组织损伤及相关代谢酶的外泄,细胞免疫功能的损害等。饲料中较高的蛋白质(44%)和脂肪(12%)水平、适宜的脂肪酸组成(以鱼油为主要脂肪源)及营养性添加剂(胆固醇、肉碱)均有利于提高凡纳滨对虾的抗寒能力。