■孔祎頔 李 民 吳雪芹 尹 壯 單曉楓 王桂芹
(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,動物生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)教育部國際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,吉林省動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,吉林長春 130118)
烏鱧(Channa argus)屬鱸形目、鱧科、鱧屬,是一類有胃的肉食性魚類,在我國分布范圍廣泛,是我國北方名特優(yōu)魚類,是國家“十三五”漁業(yè)規(guī)劃重點(diǎn)發(fā)展魚類,具有抗逆性強(qiáng)、營養(yǎng)豐富、經(jīng)濟(jì)價值高等諸多優(yōu)點(diǎn),得到了養(yǎng)殖者廣泛喜愛。近年來,隨著集約化養(yǎng)殖的發(fā)展,水體環(huán)境逐漸惡化,養(yǎng)殖者為了滿足市場需求,錯誤地投喂高糖高脂飼料,又常常因儲存方式不當(dāng)導(dǎo)致飼料發(fā)生霉變及氧化酸敗,將這樣的飼料投喂給魚類,直接影響了它們健康,引發(fā)各類魚病,在烏鱧的養(yǎng)殖過程中最常見的疾病就是脂肪肝、肝膽綜合征等。于是,養(yǎng)殖者開始大量使用化學(xué)藥物或抗生素藥物進(jìn)行治療,然而,抗生素的濫用不僅會導(dǎo)致水體藥物殘留,影響水產(chǎn)品安全及人類健康,阻礙烏鱧的綠色養(yǎng)殖,還會導(dǎo)致耐藥菌株日益增多,破壞魚類機(jī)體內(nèi)微生態(tài)平衡。隨著飼料無抗時代的到來,尋求有效的替抗添加劑尤為重要,當(dāng)下具有潛力的包括中草藥、植物提取物及益生菌等。乳酸菌(Lactic acid bacteria,LAB)作為一類FAO公認(rèn)的益生菌,是由發(fā)酵糖類產(chǎn)生大量乳酸的無芽孢、革蘭氏陽性菌,是水產(chǎn)動物腸道中的固有菌群之一,同時也是《飼料添加劑品種目錄(2013)》中允許添加的菌種。LAB具有降脂、抑制有害菌、維持腸道菌群平衡以及增強(qiáng)機(jī)體免疫功能等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此,功能性LAB的篩選成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)之一,對研究水產(chǎn)動物的疾病有重要意義。目前,已從多種水產(chǎn)動物的腸道中篩選出了LAB,例如:尼羅羅非魚(Oreochromis niloticus)、鯉(Cirrhinus mrigala)、虹鱒(Oncorhynchus mykiss)等。本研究選取烏鱧為研究對象,探討在飼料中添加從健康烏鱧腸道內(nèi)容物中篩選出的乳酸乳球菌L19最適添加量對烏鱧生長和免疫功能的影響,為烏鱧的健康養(yǎng)殖及LAB在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的科學(xué)應(yīng)用提供理論依據(jù)。
乳酸乳球菌L19(GenBank: MT102745.1)從健康烏鱧腸道內(nèi)容物中篩選獲得并由本實(shí)驗(yàn)室保存;試驗(yàn)烏鱧購自山東臨沂某養(yǎng)殖場,試驗(yàn)前暫養(yǎng)于塑料水族箱中,暫養(yǎng)期間投喂基礎(chǔ)飼料,馴化14 d?;A(chǔ)飼料以魚粉為蛋白源,其組成及營養(yǎng)水平見表1。在基礎(chǔ)飼料中分別添加0(對照組)、1.0×106、1.0×107、1.0×108、1.0×109、1.0×1010CFU/gL. lactisL19,配制成6種等氮等脂的試驗(yàn)飼料(見表2)。飼料原料經(jīng)充分粉碎后、稱重、混均、擠壓成直徑為1.5 mm的顆粒,將菌懸液均勻噴灑于基礎(chǔ)飼料中制成L. lactisL19 終含量分別為1.0×106、1.0×107、1.0×108、1.0×109、1.0×1010CFU/g的飼料,基礎(chǔ)飼料噴灑與菌懸液等體積的PBS溶液作為對照組飼料,在25 ℃空調(diào)房晾干,每3 d準(zhǔn)備一批新的飼料,保存在4 ℃的單獨(dú)密封的塑料容器中,以保持LAB的活性,每天檢測制備的飼料中LAB活性。
表1 試驗(yàn)飼料配方及其營養(yǎng)水平(%干物質(zhì)基礎(chǔ))
表2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
暫養(yǎng)結(jié)束后,選取540 尾體質(zhì)健康、大小一致的烏鱧,初始體質(zhì)量為(8.68±0.22)g,隨機(jī)分配到18 個塑料水族箱中,分成6 個處理組,每處理3 重復(fù),每重復(fù)30尾魚。每天09:00、16:00飽食投喂2次,飼養(yǎng)8周,溫度(26±2)℃,pH(7.5±0.1),氨氮<0.5 mg/L,亞硝酸鹽<0.05 mg/L,溶解氧>7.0 mg/L。
飼養(yǎng)8周,禁食24 h,計(jì)數(shù)并稱重;每桶隨機(jī)取10尾魚,用100 mg/L MS-222 麻醉,尾靜脈采血,4 ℃靜置12 h,4 000 r/min離心15 min收集血清,-20 ℃保存待測。在冰上快速收集肝臟和腸道,在液氮中快速冷凍,-80 ℃保存待測。
平均增重率(WG,%)=100×(Wt-W0)/W0
特定生長率(SGR,%/d)=100×(lnWt-lnW0)/t
飼料效率(FER,%)=100×(Wt-W0)/I
蛋白質(zhì)效率(PER)=(Wt-W0)/(I×C)
成活率(SR,%)=100×(試驗(yàn)?zāi)┐婊铘~總數(shù)/試驗(yàn)初存活魚總數(shù))
式中:I——攝入飼料的重量(g);
t——試驗(yàn)時間(d);
W0、Wt——試驗(yàn)初始和結(jié)束時烏鱧的體質(zhì)量(g);
C——飼料蛋白質(zhì)的含量(%)。
血清中酸性磷酸酶(ACP)、堿性磷酸酶(AKP)、溶菌酶(LZM)活性及免疫球蛋白M(IgM)、補(bǔ)體3(C3)、補(bǔ)體4(C4)含量,肝臟和腸道中總抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性及丙二醛(MDA)含量,均參考Liu 等和Guo 等的方法通過南京建成研究所試劑盒測定。
采用SPSS 20.0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析,用Duncan’s多重比較法進(jìn)行組間多重比較,數(shù)據(jù)用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示,P<0.05表示顯著差異。
表3 乳酸乳球菌L19對烏鱧生長和飼料利用的影響
由表3可知,8周的飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束后,L. lactisL19添加量分別為1.0×107、1.0×108、1.0×109CFU/g 和1.0×1010CFU/g 組烏鱧的終末體質(zhì)量、增重率、特定生長率、飼料效率及蛋白質(zhì)效率均顯著高于對照組(P<0.05),但上述的試驗(yàn)組間的差異不顯著(P>0.05)。其中,L. lactisL19添加量為1.0×108CFU/g 組達(dá)到最高。與對照組相比,L. lactisL19添加量為1.0×106CFU/g組的這些指標(biāo)均無顯著差異(P>0.05)。
由圖1A、B可知,8周的飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束后,L. lactisL19 添加量分別為1.0×108、1.0×109CFU/g 和1.0×1010CFU/g 組烏鱧血清中的IgM 和C4 含量均顯著高于對照組(P<0.05)。與對照組相比,L. lactisL19添加量分別為1.0×106CFU/g和1.0×107CFU/g組烏鱧血清中的IgM 和C4 含量有升高趨勢,但差異不顯著(P>0.05)。由圖1C、D、E 和F 可知,8 周的飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束后,除L. lactisL19 添加量為1.0×106CFU/g 組烏鱧血清中的ACP、AKP 和LZM 活性及C3 含量與對照組相比差異不顯著(P>0.05),其余各添加組均顯著高于對照組(P<0.05),其中,L. lactisL19添加量為1.0×108CFU/g組達(dá)到最高。
圖1 乳酸乳球菌L19對烏鱧血清非特性免疫指標(biāo)的影響
由圖2A 可知,8 周的飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束后,L. lactisL19添加量分別為1.0×107、1.0×108、1.0×109CFU/g和1.0×1010CFU/g組烏鱧肝臟和腸道中的SOD活性均顯著高于對照組(P<0.05),其中,L. lactisL19 添加量為1.0×108CFU/g 組達(dá)到最高。由圖2B 可知,L. lactisL19 添加量分別1.0×107、1.0×108、1.0×109CFU/g 和1.0×1010CFU/g 組烏鱧肝臟中的CAT活性均顯著高于對照組(P<0.05);L. lactisL19 添加量分別1.0×108、1.0×109CFU/g和1.0×1010CFU/g組烏鱧腸道中的CAT活性顯著高于對照組(P<0.05)。由圖2C 可知,在肝臟中,除L. lactisL19 添加量為1.0×106CFU/g 組烏鱧的GSH-Px 活性與對照組相比差異不顯著(P>0.05),其余各添加組均顯著高于對照組(P<0.05);在腸道中,1.0×106CFU/g 組和1.0×1010CFU/g 組的GSH-Px活性與對照組相比差異不顯著(P>0.05),1.0×107、1.0×108CFU/g 組和1.0×109CFU/g 組顯著高于對照組(P<0.05)。相反地,由圖2D 可知,所有添加L. lactisL19組烏鱧肝臟中的MDA含量均顯著低于對照組(P<0.05),其中,L. lactisL19 添加量為1.0×108CFU/g 組達(dá)到最低,L. lactisL19 添加量為1.0×109CFU/g 和1.0×1010CFU/g 組有逐漸回升的趨勢。在腸道中,除L. lactisL19 添加量為1.0×106CFU/g 組的烏鱧MDA含量與對照組相比差異不顯著(P>0.05),其余各添加組均顯著低于對照組(P<0.05)。
圖2 乳酸乳球菌L19對烏鱧肝臟和腸道抗氧化指標(biāo)的影響
在飼料中適量添加L. lactis,可有效促進(jìn)動物生長、飼料利用和蛋白質(zhì)合成。研究報道,添加LAB 可以顯著提高鯉(Cyprinus carpio)、牙鲆(Paralichthys olivaceus)、真鯛(Pagrus major)、太平洋紅鯛(Lutjanus peru)、羅非魚(Oreochromis spp.)、駝背鱸(Cromileptes altivelis)等的生長性能。在本研究中,飼料中L. lactisL19 添加量分別為1.0×107、1.0×108、1.0×109CFU/g 和1.0×1010CFU/g時,烏鱧FBW、WG、FER、SGR和PER均顯著提高,比對照組和1.0×106CFU/g效果顯著,說明飼料中添加適量濃度的L. lactisL19能有效提高飼料蛋白質(zhì)利用率,從而促進(jìn)烏鱧的生長。與我們的研究結(jié)果一致,飼料中L. lactisHNL12添加濃度為1.0×108CFU/g和1.0×1010CFU/g時比對照組和1.0×106CFU/g組效果顯著,均能顯著提高駝背鱸的FBW、WG 和SGR。同樣,在飼料中添加1.0×108CFU/gL. lactis subsp. lactis JCM5805,飼喂給羅非魚6 周后顯著提高了FBW、WG和FER。以上結(jié)果均表明,飼料中添加適量的L. lactis能夠提高魚類的生長性能,但所添加的適宜濃度因魚種類、大小以及L.lactis菌株的不同而不同。
LAB作為典型的益生菌之一,是水產(chǎn)動物腸道中固有的菌群之一,能夠黏附在水產(chǎn)動物腸道表面,具有良好的抑制病原菌和增強(qiáng)機(jī)體免疫的能力。LAB可刺激造血功能,從而提高魚類的體液免疫。IgM、C3、C4、ACP、AKP和LZM是體液免疫系統(tǒng)的主要組成成分,在體液免疫中起關(guān)鍵作用,是評價魚類免疫功能的常見指標(biāo)。在本研究中,飼料中L. lactisL19 添加量為1.0×108、1.0×109CFU/g和1.0×1010CFU/g時,烏鱧血清中IgM 和C4 含量均顯著升高,比對照組、1.0×106CFU/g 組和1.0×107CFU/g 組效果顯著,當(dāng)飼料中L. lactisL19添加量為1.0×107、1.0×108、1.0×109CFU/g和1.0×1010CFU/g時,烏鱧血清中的ACP、AKP和LZM活性及C3含量均顯著升高,比對照組和1.0×106CFU/g組效果顯著,且添加濃度為1.0×108CFU/g 組烏鱧表現(xiàn)出最好的免疫水平。與本研究結(jié)果相似,在飼料中添加1.0×107CFU/g 的德氏乳桿菌(Lactobacillus delbrueckii),飼喂黃河鯉8周后,ACP和LZM活性顯著增加。同樣,在飼料中添加1.0×106CFU/g沙克乳酸桿菌(Lactobacillus sakei),飼喂太平洋紅鯛6 周后,IgM 含量和LZM 活性顯著升高。此外,在飼料中添加1.0×1010CFU/g 的植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)VSG3,飼喂南亞黑鯪60 d 后,IgM 含量及ACP 和LZM活性均顯著升高。在硬骨魚飼料中添加不同種屬LAB 的適宜添加量可能略有不同,推測原因可能是LAB菌種、飼料配方及其他環(huán)境因素等條件的不同。
通常SOD、CAT、GSH-Px 和MDA 是檢測水產(chǎn)動物抗氧化能力的重要指標(biāo)。在本研究中,飼料中L.lactisL19 添加量分別為1.0×107、1.0×108CFU/g 和1.0×109CFU/g 時,烏鱧肝臟和腸道中SOD、GSH-Px及肝臟中的CAT 活性均顯著升高,比對照組和1.0×106CFU/g 組效果顯著,而MDA 則呈現(xiàn)相反的趨勢。在黃河鯉的研究中觀察到相似的結(jié)果,將添加1.0×107CFU/g德氏乳桿菌的飼料投喂黃河鯉8周后,肝臟中的SOD、CAT 和GSH-Px 活性升高,MDA 含量降低。與本研究結(jié)果一致,將添加1.0×106CFU/g 沙克乳酸桿菌的飼料投喂太平洋紅鯛6周后,顯著增加了血清中的SOD和CAT活性。以上結(jié)果均表明,在飼料中添加適宜濃度的LAB 菌株可以有效清除魚體內(nèi)過多的自由基,增強(qiáng)魚類的抗氧化能力。
當(dāng)下,人們越來越重視水產(chǎn)品安全及水體環(huán)境等問題,細(xì)菌性疾病的暴發(fā)就成了困擾水產(chǎn)養(yǎng)殖人員的難題之一,而益生菌、抗菌肽及中草藥制劑的研發(fā)成為了防控水產(chǎn)病害的新方法,能在一定程度上提高魚體健康。本試驗(yàn)結(jié)果為烏鱧健康養(yǎng)殖以及深入探討LAB對水產(chǎn)動物的益生作用奠定了理論基礎(chǔ)。
綜上所述,飼料中適量添加L. lactisL19 在一定程度上可有效促進(jìn)烏鱧生長、飼料利用,提高免疫功能和抗氧化能力。在本試驗(yàn)條件下,烏鱧飼料中L.lactisL19的適宜添加量為1.0×108CFU/g。