蛋白核小球藻與水蕹菜調(diào)控對(duì)南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖水體及其生長(zhǎng)影響的初步研究

何海生，原居林，劉 梅，倪 蒙，顧志敏

(1.上海海洋大學(xué)，上海 201306；2.浙江省淡水水產(chǎn)研究所，浙江湖州 313001 )

養(yǎng)殖過(guò)程中水質(zhì)惡化和病害頻發(fā)問(wèn)題一直是制約水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的主要障礙[1-3]，通過(guò)接種微藻或種植水生植物來(lái)有效調(diào)控水質(zhì)、降低病害發(fā)生頻率是目前有效確保水產(chǎn)養(yǎng)殖健康發(fā)展的重要調(diào)控手段之一[4-5]。蛋白核小球藻(Chlorellavulgaris)因具備較好的凈化水體效果和較強(qiáng)的繁殖能力在水產(chǎn)養(yǎng)殖中備受養(yǎng)殖戶的青睞[6]。水蕹菜(IpomoeaAquatica)作為既能凈化水質(zhì)又能為養(yǎng)殖動(dòng)物提供庇護(hù)場(chǎng)所的一種水生經(jīng)濟(jì)作物[7-8]，被廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖。目前，關(guān)于蛋白核小球藻和水蕹菜對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的調(diào)控研究較多，陳剛等[9]研究表明海水小球藻能有效促進(jìn)大菱鲆(Scophthalmusmsximus)幼魚(yú)的成活率，張?jiān)频萚10]研究發(fā)現(xiàn)利用浮床種植水蕹菜能有效降低養(yǎng)殖克氏原螯蝦(Procambarusclarkii)的死亡率，但目前關(guān)于微藻和水生蔬菜對(duì)南美白對(duì)蝦(PenaeusVannamei)的調(diào)控研究較少。為此，本研究以南美白對(duì)蝦為試驗(yàn)對(duì)象，通過(guò)分析接種蛋白核小球藻、種植水蕹菜及二者聯(lián)合處理3種不同調(diào)控方式對(duì)養(yǎng)殖水質(zhì)理化指標(biāo)、南美白對(duì)蝦生長(zhǎng)特性及免疫相關(guān)酶活性的影響，以期為南美白對(duì)蝦健康養(yǎng)殖提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

蛋白核小球藻藻種購(gòu)于中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所藻種庫(kù)，接種于BG-11培養(yǎng)液于溫度25 ℃、光照度3 000 Lx、光照周期12 h∶12條件下活化培養(yǎng)，獲取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的蛋白核小球藻用于接種，每15 d接種一次使養(yǎng)殖水體中的藻細(xì)胞密度維持在1.0×107cell/L。

水蕹菜購(gòu)于湖州某市場(chǎng)，在配制的霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液中馴化7 d后待長(zhǎng)出根部用于試驗(yàn)。試驗(yàn)期間將水蕹菜種植于生態(tài)浮床上，使其覆蓋面積達(dá)到養(yǎng)殖水體的25%。生態(tài)浮床采用PVC管和漁網(wǎng)制作，其中PVC管連接成長(zhǎng)方形，用透明膠嚴(yán)格密封防止塑料管進(jìn)水。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在浙江省淡水水產(chǎn)研究所玻璃溫室中進(jìn)行。南美白對(duì)蝦苗種在200 L試驗(yàn)水槽中暫養(yǎng) 15 d后分組稱重，初始體重(0.12±0.03) g。

用海水晶配制5‰養(yǎng)殖試驗(yàn)用水100 L裝入160 L試驗(yàn)水槽，使用氯制劑消毒，1 d后使用五水合硫代硫酸鈉中和多余的氯制劑，淀粉碘化鉀檢測(cè)無(wú)殘留后曝氣24 h后試水蝦苗，待確認(rèn)無(wú)顯著死亡時(shí)，放養(yǎng)試驗(yàn)對(duì)蝦。設(shè)置“對(duì)照組、蛋白核小球藻調(diào)控組、水蕹菜調(diào)控組、菜藻聯(lián)合處理調(diào)控組”4個(gè)處理組，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每槽隨機(jī)挑選體質(zhì)健康、規(guī)格一致的南美白對(duì)蝦25尾，試驗(yàn)周期77 d，每7 d采集水樣一次，測(cè)定水質(zhì)理化指標(biāo)。試驗(yàn)各處理組統(tǒng)一設(shè)定曝氣量，每日投餌量以南美白對(duì)蝦總重的2%進(jìn)行喂食，分3次(8:00、14:00、20:00)進(jìn)行投喂。

1.3 水質(zhì)指標(biāo)

1.4 生長(zhǎng)及免疫指標(biāo)

分別在試驗(yàn)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)測(cè)定各處理組南美白對(duì)蝦體重，并統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的存活數(shù)量，進(jìn)而計(jì)算特性生長(zhǎng)率(SGR)和成活率。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)每個(gè)平行試驗(yàn)水槽取9尾南美白對(duì)蝦的肝胰腺，于-80 ℃冰箱內(nèi)保存用于測(cè)定免疫相關(guān)酶。采用南京建成生物工程研究所試劑盒及美國(guó)伯騰儀器有限公司的microplate reader Gen5測(cè)定總超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽-S轉(zhuǎn)移酶(GST)活性及谷胱甘肽(GSH)含量，具體方法參照其說(shuō)明書(shū)。

增長(zhǎng)率=100%×(W末-W始)/W始

特定生長(zhǎng)率=100%×(W末-W始)/t

W末：實(shí)驗(yàn)終止時(shí)體重；W始：實(shí)驗(yàn)初始時(shí)體重；t：實(shí)驗(yàn)周期(d)

1.5 數(shù)據(jù)處理

結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示，采用SPSS 18.0進(jìn)行單因素方差分析和顯著性分析，以P<0.05為差異顯著，并采用Origin 8.6作圖。

2 結(jié)果

2.1 對(duì)水質(zhì)理化指標(biāo)的影響

圖1 養(yǎng)殖過(guò)程中和TP的變化

2.2 對(duì)南美白對(duì)蝦生長(zhǎng)特性的影響

南美白對(duì)蝦的生長(zhǎng)情況如表1所示。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，蛋白核小球藻組、水蕹菜組和聯(lián)合處理組南美白對(duì)蝦的平均體重分別為對(duì)照組的1.089倍、1.186倍和1.588倍，其中聯(lián)合處理組顯著高于其它試驗(yàn)組。而就南美白對(duì)蝦成活率而言，各處理組成活率具有一定程度提高，其中尤以聯(lián)合處理組最為突出，成活率較對(duì)照組提高了27.27%，較蛋白核小球藻組和水蕹菜組分別提高了24.44%和16.66%。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，各處理組南美白對(duì)蝦的增長(zhǎng)率和特定生長(zhǎng)率的大小依次表現(xiàn)為聯(lián)合處理組>水蕹菜組>蛋白核小球藻組>對(duì)照組，其中聯(lián)合處理組顯著高于其他處理組。

表1 南美白對(duì)蝦生長(zhǎng)變化

注：同行數(shù)據(jù)間標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.3 對(duì)南美白對(duì)蝦肝胰腺免疫相關(guān)酶活性的影響

2.3.1 SOD活性變化

南美白對(duì)蝦肝胰腺SOD活性情況見(jiàn)圖2。各處理組南美白對(duì)蝦肝胰腺SOD活性依次表現(xiàn)為聯(lián)合處理組>蛋白核小球藻組>水蕹菜組>對(duì)照組。其中聯(lián)合處理組南美白對(duì)蝦肝胰腺SOD活性顯著大于對(duì)照組和水蕹菜組，而水蕹菜組和蛋白核小球藻組南美白對(duì)蝦肝胰腺SOD活性與對(duì)照組無(wú)顯著性差異。

圖2 南美白對(duì)蝦肝胰腺SOD活性變化

2.3.2 GST活性變化

南美白對(duì)蝦肝胰腺GST活性變化見(jiàn)圖3。水蕹菜組南美白對(duì)蝦肝胰腺GST活性較對(duì)照組、蛋白核小球藻組和水蕹菜組分別增加了235.39%、117.19%和176.37%，顯著高于其他三組，而其他三個(gè)處理組之間無(wú)顯著差異。

圖3 南美白對(duì)蝦肝胰腺GST活性變化

2.3.3 GSH含量變化

南美白對(duì)蝦肝胰腺GSH含量變化見(jiàn)圖4。聯(lián)合處理組南美白對(duì)蝦肝胰腺GSH含量顯著高于其他處理組，分別較對(duì)照組、蛋白核小球藻組和水蕹菜組增加了1 376.69%、674.24%和180.60%；水蕹菜組南美白對(duì)蝦肝胰腺GSH含量顯著高于對(duì)照組和蛋白核小球藻組，分別增加了426.26%和175.92%。

圖4 南美白對(duì)蝦肝胰腺GSH含量變化

2.3.3 南美白對(duì)蝦肝胰腺CAT活性變化

南美白對(duì)蝦肝胰腺CAT活性變化情況見(jiàn)圖5。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，水蕹菜組和聯(lián)合處理組南美白對(duì)蝦肝胰腺CAT活性分別較對(duì)照組增加了128.84%和 86.96%，差異顯著。蛋白核小球藻組南美白對(duì)蝦肝胰腺CAT活性與其他處理組無(wú)顯著差異。

圖5 南美白對(duì)蝦肝胰腺CAT活性變化

3 討論

3.1 接種蛋白核小球藻和種植水蕹菜對(duì)南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖水質(zhì)的影響

3.2 接種蛋白核小球藻和種植水蕹菜對(duì)南美白對(duì)蝦生長(zhǎng)特性的影響

目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于接種微藻和種植水生植物對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物生長(zhǎng)特性的影響研究說(shuō)法不一，Sangsa等[23]研究發(fā)現(xiàn)在南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖中添加海洋牟勒氏角毛藻和球等鞭金藻制備的活藻劑能有效促進(jìn)幼體蝦的成活率并促進(jìn)其快速生長(zhǎng)。陳家長(zhǎng)等[19]研究水蕹菜與鯽(Carassiusauratus)共生養(yǎng)殖時(shí)發(fā)現(xiàn)魚(yú)菜共生養(yǎng)殖塘的鯽成活率和產(chǎn)量均顯著提高，而且養(yǎng)殖水體的水質(zhì)也明顯得到改善[24]。胡振雄[25]和Ju等[26]研究發(fā)現(xiàn)種植水蕹菜和實(shí)施微藻調(diào)控能顯著提高南美白對(duì)蝦養(yǎng)殖產(chǎn)量和生長(zhǎng)速度。但喻雪均[27]研究發(fā)現(xiàn)微藻密度過(guò)高會(huì)抑制南美白對(duì)蝦的成活，可能是藻密度過(guò)大造成夜間水體溶解氧的缺乏進(jìn)而影響南美白對(duì)蝦的成活[28]。本研究發(fā)現(xiàn)，各處理組均能有效促進(jìn)南美白對(duì)蝦的生長(zhǎng)和提高其增長(zhǎng)率及成活率，且菜藻聯(lián)合處理效果最優(yōu)。分析原因，一方面水生蔬菜和微藻能有效降低水體中有毒有害物質(zhì)，為其生長(zhǎng)提供良好的環(huán)境；另一方面，可能是水生蔬菜發(fā)達(dá)的根系為養(yǎng)殖動(dòng)物提供庇護(hù)場(chǎng)所[29]，且根系能集聚著大量微藻、微生物、原生動(dòng)物以及有機(jī)質(zhì)[30]，可以為南美白對(duì)蝦提供生物餌料，增強(qiáng)其免疫力，從而促進(jìn)其快速生長(zhǎng)。而譚洪新等[31]也研究發(fā)現(xiàn)硝化型生物絮團(tuán)能有效提高南美白對(duì)蝦成活率和生長(zhǎng)速度，從而降低養(yǎng)殖成本。

3.3 接種蛋白核小球藻和種植水蕹菜對(duì)南美白對(duì)蝦肝胰腺免疫相關(guān)酶活性的影響

大量研究表明，接種微藻和種植水生植物能夠顯著改善養(yǎng)殖動(dòng)物免疫酶活性。黃翔鵠等[32,33]研究結(jié)果表明引入微藻可以顯著提供南美白對(duì)蝦酚氧化酶、溶菌酶、抗菌酶的活性。史麗娜等[34]研究認(rèn)為魚(yú)腥草浮床可明顯提高羅非魚(yú)非特異免疫能力。本研究中，蛋白核小球藻、水蕹菜及其聯(lián)合處理對(duì)南美白對(duì)蝦免疫相關(guān)酶活性均有促進(jìn)作用，其中，菜藻聯(lián)合處理對(duì)促進(jìn)南美白對(duì)蝦肝胰腺SOD活性效果最佳，水蕹菜對(duì)南美白對(duì)蝦肝胰腺GST和CAT活性促進(jìn)效果最佳，而蛋白核小球藻對(duì)南美白對(duì)蝦肝胰腺免疫相關(guān)酶活均有促進(jìn)作用，但其效果均低于水蕹菜和菜藻聯(lián)合處理組，這與水蕹菜和聯(lián)合處理處理組具有更好的水質(zhì)指標(biāo)結(jié)果相一致。分析原因，可能與水蕹菜處理使養(yǎng)殖水體獲得了更優(yōu)的水質(zhì)和促進(jìn)有益菌團(tuán)的形成，從而提高了南美白對(duì)蝦免疫力有關(guān)[35]。與Li等[36]研究的益生菌對(duì)南美白對(duì)蝦的SOD活性無(wú)促進(jìn)作用的結(jié)果相反，原因可能益生菌種的不同，而與郝凱[37]研究的益生菌能有效促進(jìn)南美白對(duì)蝦免疫活性結(jié)果相一致。