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低聚木糖对低盐胁迫下凡纳滨对虾生长、免疫及肠道菌落的影响
发布时间 : 2023.11.24
低聚木糖(XOS) 凡纳滨对虾 低盐胁迫 生长 免疫 肠道菌群


试验目的

 探究低盐胁迫下低聚木糖(XOS)对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生长性能、抗氧化能力、免疫相关基因表达及肠道菌群结构的影响。

试验设计

 挑选450尾规格均匀、活力强、体重相近(0.30±0.01 g)的幼虾,按照养殖水体盐度和XOS添加量随机分为5个处理(每处理设3个平行,每个平行为1350 L的养殖桶):海水对照组HS0(盐度30+0 mg/kg XOS)及低盐对照组LS0(盐度3+0 mg/kg XOS)、LS250(盐度3+250 mg/kg XOS)、LS500(盐度3+500 mg/kg XOS)和LS1000(盐度3+1000 mg/kgXOS)。饲养8周后计算生长指标,采用试剂盒测定消化酶活性和抗氧化指标,并通过实时荧光定量PCR检测免疫相关基因的表达情况。

 每天投喂4次(800120018002300),饱食投喂,1 h后收集残饵和粪便。日换水量为总水体的30%,水温维持在26~28 ℃,pH 7.5~8.0,溶解氧≥5 mg/L,总氨<0.05 mg/L

 基础饲料以鱼粉、豆粕、花生粕、小麦粉、乌贼膏、虾壳粉、大豆卵磷脂、鱼油及预混料配制而成,饲料具体配方见表1XOS(纯度99%)先溶于水,再加入基础饲料搅拌均匀,制成含255001000 mg/kg XOS3种试验饲料,置于烘箱中55℃烘干24 h后过筛制成1.5~1.8 mm颗粒饲料。试验饲料含水率低于10%,密封保存备用。

 生长指标计算方法:

 增重率(WGR%=(终末体重-初始体重)/初始体重×100

 特定生长率(SGR%/d=ln终末体重-ln初始体重)/试验天数×100

 肥满度(CF%=终末体重/终末体长3×100

 肝体指数(HSI%=终末肝胰腺重/终末体重×100

 存活率(SR%=终末尾数/初始尾数×100

 实时荧光定量PCR扩增引物序列信息如表2所示。

 

试验结果

1XOS对凡纳滨对虾生长性能的影响

 在不同XOS添加量和低盐胁迫条件下,凡纳滨对虾的生长性能指标见图1。其中,HS0组凡纳滨对虾的各项指标均显著高于LS0组(P0.05,下同),各低盐胁迫组凡纳滨对虾的增重率、特定生长率、肥满度、肝体指数和存活率均随饲料中XOS添加量的增加呈上升趋势。相对于LS0组,LS1000组凡纳滨对虾的各项生长指标均显著升高,LS500组凡纳滨对虾的增重率、特定生长率和存活率呈显著升高趋势,而LS250组凡纳滨对虾的各项指标无显著变化(P0.05,下同)。

 

2XOS对凡纳滨对虾消化酶和抗氧化指标的影响

 在不同XOS添加量和低盐胁迫条件下,凡纳滨对虾的肠道消化酶活性和肝胰腺抗氧化指标见图2。与HS0组相比,LS0组凡纳滨对虾的淀粉酶(AMS)活性和丙二醛(MDA)含量显著升高,而胰蛋白酶(Trp)和脂肪酶(LPS)活性显著降低。各低盐胁迫组凡纳滨对虾的消化酶活性及抗氧化性能均随饲料中XOS添加量的增加而逐渐提高,其中,LS500LS1000组凡纳滨对虾的AMS活性显著高于LS0组,LS500组凡纳滨对虾的过氧化氢酶(CAT)活性显著高于LS0组,MDA含量则表现为LS500LS1000组凡纳滨对虾显著低于LS0组。

 

 

3XOS对凡纳滨对虾免疫相关基因表达量的影响

 在不同XOS添加量和低盐胁迫条件下,凡纳滨对虾鳃组织中免疫相关基因的表达情况见图3。与HS0组相比,LS0组凡纳滨对虾鳃组织中的酚氧化酶原(proPO)、抗脂多糖因子(ALF)、溶菌酶(LZM)、Toll样受体1TLR1)、Toll样受体2TLR2)和Toll样受体3TLR3)基因的相对表达量均有所下降,但差异不显著。各低盐胁迫组凡纳滨对虾鳃组织中免疫相关基因相对表达量均随饲料中XOS添加量的增加呈上升趋势,其中,LS500LS1000组凡纳滨对虾免疫相关基因的相对表达量均显著高于LS0组,而LS250组凡纳滨对虾的ALFLZMTLR1TLR2TLR3基因相对表达量与LS0组无显著差异。

 

 

4XOS对凡纳滨对虾肠道菌群结构组成及多样性的影响

 高通量测序分析结果显示,每个样本序列平均长度为420.66 bp。由表3可知,LS1000组凡纳滨对虾肠道菌群的Shannon指数、Chao1指数和ACE指数均显著高于LS0组凡纳滨对虾,Simpson指数显著低于LS0组凡纳滨对虾,而LS250LS500组凡纳滨对虾的肠道菌群物种多样性及丰富度与LS0组凡纳滨对虾无显著差异。

 对比各低盐胁迫组的凡纳滨对虾肠道样品发现,在门分类水平下凡纳滨对虾肠道中的优势菌群依次为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)、蓝细菌门(Cyanobacteria_Chloroplast)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteriota)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和浮霉菌门(Planctomycetes)。与LS0组相比,LS500LS1000组凡纳滨对虾肠道变形菌门和拟杆菌门的相对丰度显著降低,LS1000组凡纳滨对虾肠道蓝细菌门、厚壁菌门和疣微菌门的相对丰度显著增高,LS500组凡纳滨对虾肠道蓝细菌门和放线菌门的相对丰度也显著增高(图4)。

 在属分类水平上,凡纳滨对虾肠道菌群中排名前10的优势菌群分别为弧菌属(Vibrio,占30.92%)、黄海绵菌属(Spongiimonas,占6.04%)、斯氏弓型菌属(Arcobacter,占5.23%)、希瓦氏菌属(Shewanella,占5.21%)、葡萄球状菌属(Staphylococcus,占2.14%)、肠球菌属(Enterococcus,占1.87%)、链霉菌属(Streptophyta,占1.69%)、节杆菌属(Arthrobacter,占0.65%)、乳酸杆菌属(Lactobacillus,占0.17%)和不动杆菌属(Acinetobacter,占0.17%)。与LS0组相比,LS1000组凡纳滨对虾肠道弧菌属、黄海绵菌属、斯氏弓型菌属、希瓦氏菌属的相对丰度显著降低,乳酸杆菌属和不动杆菌属的相对丰度则显著增加(图5)。

 

试验结论

 低盐胁迫下在基础饲料中添加500~1000 mg/kgXOS,可显著提高凡纳滨对虾生长速率、抗氧化性能、免疫相关基因表达及改善肠道菌群组成结构,有效提高对虾在低盐胁迫下的养殖效果,即XOS可作为凡纳滨对虾淡化养殖饲料添加剂进一步开发应用。

 


参考文献:

朱启飞,贺莹,李云,刘红.低聚木糖对低盐胁迫下凡纳滨对虾生长、免疫及肠道菌落的影响[J].南方农业学报,2023,54(2): 618-628.