知识科普 | 饲料中添加牛磺酸对不同养殖密度下青鱼幼鱼生长、免疫及抗胁迫能力的影响

随着水产养殖技术的不断发展以及湖泊和水库的限养，集约化高密度养殖已是大势所趋。为了获得较高的养殖产量和最大的经济效益，生产者会尽可能的提高养殖密度。但如果养殖密度过高，鱼体长时间处于应激状态，则需要大量的能量来维持生理平衡、抵御应激反应，易造成生理功能紊乱、生长速率降低、免疫力降低，严重时甚至会造成死亡。而养殖密度过低则不利于对水资源的充分利用，而且对于集群动物来说，养殖密度过低对其生长有负面影响。目前有关营养调控缓解环境胁迫的研究主要集中在抗急性胁迫方面，如适量维生素C、维生素E均可增强青鱼幼鱼的免疫力和抗氨氮胁迫能力。而通过营养调控来缓解慢性胁迫的研究较少，有研究表明，在长期密度胁迫中，饲料中添加维生素C可提高南美白对虾(Penaeus vannamei)的免疫力。牛磺酸(Tau)化学性质稳定，以游离形式广泛分布于动物组织细胞中。牛磺酸不仅有促进鱼类生长性能和增强机体免疫的能力，而且还有抗急性胁迫的能力。有研究表明，黄斑蓝子鱼(Siganus canaliculatus)经过0．02‰的牛磺酸浸泡2d后可提高鱼体抗急性拥挤胁迫能力。在本课题组前期研究表明，当鱼粉含量低于20%时，会显著降低青鱼幼鱼的生长性能;此外，在含10%鱼粉饲料中添加0．1%～0．2%的牛磺酸(饲料中牛磺酸占比为0．17%～0．27%)可促进青鱼幼鱼生长，提高机体免疫力和抗急性拥挤胁迫能力。但有关饲料中添加牛磺酸能否缓解慢性拥挤胁迫尚未见报道。本试验通过研究牛磺酸在不同养殖密度下对青鱼幼鱼生长、免疫及抗胁迫能力的影响，探讨其是否具有缓解慢性拥挤胁迫的能力，以期为牛磺酸在水产养殖实践生产中的应用提供理论依据。实验结果如下1、生长性能由表2可知，在试验第8周时，牛磺酸对青鱼幼鱼的终末体重、WGＲ、FCＲ和SＲ均无显著影响(P＞0．05)，而养殖密度对上述指标均有显著影响(P＜0．05)。牛磺酸添加量为0时青鱼幼鱼的WGＲ随着养殖密度的升高先上升后下降，牛磺酸添加量为0．10%时青鱼幼鱼的WGＲ则随着养殖密度的升高而降低;FCＲ与其相反。在6个处理中，以未添加牛磺酸且养殖密度为50尾/网箱的处理WGＲ最高，FCＲ最低。牛磺酸添加量为0时，低密度组的SＲ最高，显著高于中密度组(P＜0．05);牛磺酸添加量为0．10%时，高密度组的SＲ最高，显著高于中密度组(P＜0．05)。养殖密度和牛磺酸对青鱼幼鱼的体形指标(HSI、VSI和CF)均无显著影响(P＞0．05)。牛磺酸和养殖密度对青鱼幼鱼的生长性能无显著的交互作用(P＞0．05)。在试验第16周时，青鱼幼鱼的WGＲ有随着密度升高呈下降趋势，且在牛磺酸添加量为0时高密度组显著低于低、中密度组(P＜0．05)，FCＲ与其相反。饲料中添加牛磺酸有提高WGＲ的趋势且在高密度组有显著升高(P＜0．05)，FCＲ与其相反，同时添加牛磺酸高密度处理的WGＲ达到了未添加牛磺酸中密度处理水平。牛磺酸添加量为0时青鱼幼鱼的VSI有随着养殖密度的升高呈上升的趋势，且在高密度组显著高于低密度组(P＜0．05)，HSI和CF没有显著变化(P＞0．05);但饲料中添加牛磺酸可使青鱼幼鱼的VSI、HSI和CF下降，且中密度组的VSI显著降低(P＜0．05)。牛磺酸和养殖密度对青鱼幼鱼的SＲ和VSI有显著的交互作用(P＜0．05)。2、体成分由表3可知，在试验第8周时，养殖密度对青鱼幼鱼体成分没有显著影响(P＞0．05)，而饲料中添加牛磺酸会显著降低各密度组的水分含量(P＜0．05)，显著提高各密度组的粗灰分含量(P＜0．05)，一定程度提高粗脂肪含量(P＞0．05)，并且能够显著提高低密度组的粗蛋白质含量(P＜0．05)。牛磺酸和养殖密度对青鱼幼鱼的粗灰分含量有显著的交互作用(P＜0．05)。在试验16周时，牛磺酸和养殖密度对青鱼幼鱼体成分没有显著影响且二者没有显著的交互作用(P＞0．05)。3、血清中GH和IGF-1含量由表4可知，在试验第8周时，青鱼幼鱼血清中GH和IGF-1含量各组间差异不显著(P＞0．05)。牛磺酸和养殖密度对青鱼幼鱼血清中GH和IGF-1含量无显著的交互作用(P＞0．05)。在试验第16周时，高养殖密度有使青鱼幼鱼血清中GH和IGF-1含量降低(P＞0．05)，饲料中添加牛磺酸可提高青鱼幼鱼血清中GH和IGF-1含量，且高密度组血清中GH含量显著升高(P＜0．05)。牛磺酸和养殖密度对青鱼幼鱼血清中GH和IGF-1含量无显著的交互作用(P＞0．05)。4、肠道消化酶活性由表5可知，在试验第8周时，青鱼幼鱼肠道脂肪酶和淀粉酶活性随着养殖密度的升高有升高的趋势，且在牛磺酸添加量为0时高密度组肠道淀粉酶活性显著高于低密度组(P＜0．05)，牛磺酸添加量为0．10%时高密度组肠道淀粉酶活性显著高于低、中密度组(P＜0．05)。在高养殖密度下，饲料中添加牛磺酸可显著提高肠道胰蛋白酶活性(P＜0．05)。饲料中添加牛磺酸可不同程度提高各密度组肠道脂肪酶活性，其中高密度组脂肪酶活性显著提高(P＜0．05)。牛磺酸和养殖密度对青鱼幼鱼肠道消化酶活性无显著的交互作用(P＞0．05)。在试验第16周时，青鱼幼鱼肠道脂肪酶和淀粉酶活性随着养殖密度的升高呈先上升后下降的趋势，胰蛋白酶活性则逐渐下降，其中在牛磺酸添加量为0时中密度组肠道淀粉酶活性显著高于低、高密度组(P＜0．05)。饲料中添加牛磺酸可不同程度降低各密度组肠道胰蛋白酶和淀粉酶活性，其中中密度组淀粉酶活性显著降低(P＜0．05)。牛磺酸和养殖密度对青鱼幼鱼肠道消化酶活性无显著的交互作用(P＞0．05)。5、血清免疫及抗氧化指标由表6可知，在试验第8周时，随着养殖密度的升高，血清中MDA含量呈上升的趋势，IgM含量呈下降的趋势，在牛磺酸添加量为0．10%时高密度组血清中MDA含量显著高于中、低密度组(P＜0．05)。血清中S-IgA含量随着养殖密度的升高先升高后降低，在添加和不添加牛磺酸的情况下均表现为中密度组显著高于低密度组(P＜0．05)。在高养殖密度下，饲料中添加牛磺酸显著提高血清中MDA含量(P＜0．05)。牛磺酸和养殖密度对青鱼幼鱼血清中LSZ活性有显著的交互作用(P＜0．05)。在试验第16周时，牛磺酸添加量为0时，随着养殖密度的升高，血清中S-IgA含量呈下降趋势，血清中MDA含量呈升高的趋势。饲料中添加牛磺酸有提高各密度组血清中IgM含量和SOD活性的趋势，并且有降低各密度组血清中S-IgA的含量，但差异均未达显著水平(P＞0．05)。牛磺酸和养殖密度对青鱼幼鱼血清免疫及抗氧化指标无显著的交互作用(P＞0．05)。6、血清应激指标由表7可知，在试验第8周时，牛磺酸添加量为0．10%时，中密度组血清中TC含量显著高于低、高密度组(P＜0．05)，高密度组血清中TG含量显著低于低、中密度组(P＜0．05)。饲料中添加牛磺酸可显著提高中密度组血清中TC含量(P＜0．05)，并显著降低高密度组血清中COＲ含量(P＜0．05)。牛磺酸和养殖密度对青鱼幼鱼血清中TC和TG含量有显著的交互作用(P＜0．05)。在试验第16周时，牛磺酸添加量为0时中密度组血清中TG含量显著低于低密度组(P＜0．05)，牛磺酸添加量为0．10%时中、低密度组血清中TG含量显著低于高密度组(P＜0．05)。饲料中添加牛磺酸可不同程度提高各密度组血清中COＲ含量，且低密度组血清中COＲ含量显著提高(P＜0．05)。牛磺酸和养殖密度对青鱼幼鱼血清中TG含量有显著的交互作用(P＜0．05)。讨论1、不同养殖密度下牛磺酸对青鱼幼鱼生长性能的影响高养殖密度作为一种慢性胁迫因子，会对鱼类造成一定程度的应激效应，机体需要消耗更多的能量来应对胁迫，以维持正常的代谢过程，进而导致鱼类机体免疫损伤或死亡。本试验结果表明，随着养殖密度的升高，WGＲ有下降的趋势，且后期高密度组降低显著，这与在尾斑石脂鲤(Bryconinsignis)上的研究结果一致。而当饲料中添加0．10%牛磺酸时，可提高中、高密度组的WGＲ，且高密度组WGＲ可达到未添加牛磺酸时中密度组的养殖效果。这可能是因为牛磺酸具有缓解高密度所带来的慢性胁迫应激效果，从而改善高密度下的养殖效果。本试验结果还证实，高养殖密度会使青鱼幼鱼血清中GH和IGF-1含量降低，这与在虹鳟(Oncorhynchusmykiss)上所得结果类似。而当饲料中添加牛磺酸时可提高GH和IGF-1的分泌，其原因是牛磺酸可提高血清中甲状腺激素［三碘甲状腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)］的含量，从而调控IGF-1和GH的分泌，进而改善鱼类的生长和发育。肠道消化酶活性的高低直接反映了机体对营养物质的消化吸收能力，并且消化酶的分泌可以促进机体摄食，进而提高生长性能。在本试验养殖后期，高密度组青鱼幼鱼肠道消化酶活性低于中密度组，其原因是高养殖密度胁迫环境会影响鱼体摄食，从而导致消化酶活性降低，并且机体处在应激状态下会影响体内酶的合成和分泌。而饲料中添加牛磺酸可提高养殖前期高密度组脂肪酶和胰蛋白酶的活性。2、不同养殖密度下牛磺酸对青鱼幼鱼免疫及抗胁迫能力的影响高养殖密度作为胁迫因子会对鱼类免疫及抗氧化能力造成一定影响。LSZ是鱼类重要的非特异性免疫因子之一，被分泌到血液及黏液中发挥溶菌效应。有研究表明，当鱼体受到急性胁迫后，通常伴随着血液LSZ活性升高，而慢性胁迫则会造成LSZ活性降低。在本试验中，青鱼幼鱼血清中LSZ活性随着养殖密度的升高没有显著变化。这些结果的不同提示，胁迫后鱼体LSZ活性变化的趋向可能受到诸多因素的影响，如胁迫的类型、强度和时间等。IgM是鱼类主要的一种抗体，在本试验后期青鱼幼鱼血清中IgM含量随着养殖密度的升高而下降，这与在智利油南鲫鱼(Eleginopsmaclovinus)、虹鳟上所得结果基本一致，说明长期拥挤胁迫使会在一定程度上降低青鱼幼鱼的免疫力。饲料中添加牛磺酸可增加血清IgM的含量，说明牛磺酸的添加可增强机体免疫力，从而缓解高养殖密度慢性胁迫。当鱼类面临环境与生理胁迫时会产生氧化压力，鱼体内SOD活性和MDA含量的高低间接反映了机体的抗氧化能力。本研究结果表明，随着养殖密度的升高，青鱼幼鱼血清中MDA含量增加，表明高密度组鱼体受到拥挤胁迫时机体能耗升高，促进了氧自由基的产生，导致血清中MDA含量升高。牛磺酸的添加能促使中、高密度组血清中SOD活性上升，这可能是因为牛磺酸能在高养殖密度环境下增强机体清除超氧阴离子自由基的能力，从而减轻过多的活性氧自由基对机体所造成的氧化损伤，降低脂质过氧化程度。应激反应是机体对外界刺激的一种非特异性防御反应，鱼体的应激灵敏信号是血清COＲ和GLU含量的变化，通常高养殖密度应激下血清COＲ含量呈上升趋势。本试验结果显示，经过8周养殖后，随着养殖密度的升高，青鱼幼鱼血清中COＲ含量有上升趋势，与曹阳等的研究结果基本一致。而添加牛磺酸能够降低各养殖密度下青鱼幼鱼血清中COＲ的含量，且高密度组效果最明显，这与黄斑篮子鱼浅水应激结果类似，说明在饲料中添加牛磺酸有助于缓解高养殖密度环境对青鱼幼鱼所带来的负面影响。但经过16周的养殖后，血清中COＲ的含量反而出现降低，可能的原因是鱼体经长时间养殖后对环境胁迫已逐渐适应，从而血清中COＲ含量随着养殖时间的延续逐渐下降。可反映机体处于应激状况的另一重要特征是血脂含量的变化，目前已有报道表明养殖密度对虹鳟和欧洲狼鲈(Dicentrarchuslabrax)血清中TC和TG含量有影响。血清中的TC和TG主要来源于肠道对于脂类的吸收以及肝脏中脂肪的代谢，鱼体利用自身的平衡与调节机制，增加了肝脏中脂肪的代谢，以提供更多能量来满足抗应激的需求。本研究结果显示，在饲料中添加牛磺酸可提高低、中密度组血清中TC含量，表明牛磺酸对青鱼幼鱼脂肪代谢有一定的促进作用，这与刘兴旺等、Hoseini等的研究结果相似。但在高养殖密度下牛磺酸对青鱼幼鱼脂肪代谢没有直接影响，具体原因有待进一步研究。结论在本试验条件下，养殖密度在100尾/网箱时最适合青鱼幼鱼生长，养殖密度升高到200尾/网箱时会使青鱼幼鱼生长减慢，免疫力下降，抗氧化能力降低;饲料中添加0．10%牛磺酸能够提高青鱼幼鱼的生长性能和免疫力，且在养殖密度为200尾/网箱时效果最好，并可缓解前期高密度养殖引起的慢性胁迫反应。参考 | 石 勇 胡 毅* 田芊芊 刘艳莉 钟 蕾* 谢 骏 周建成 《饲料中添加牛磺酸对不同养殖密度下青鱼幼鱼生长、免疫及抗胁迫能力的影响》节选编辑 | 张雅婷审核 | 何玖玖往期阅读1圣元环保入选2023福建省服务业民营企业100强2情系桑榆慰晚晴，庆阳圣元携手多家爱心单位开展重阳节志愿服务活动3南安市城市生命安全教育体验馆开馆仪式暨圣元环保安全环保科普宣传活动在泉州圣元举行4知识科普 | 外源性牛磺酸对肉鸡生产的作用