动物营养学报 >

2025 , Vol. 37 >Issue 2: 1188 - 1199

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.103

研究论文

饲料中添加群体淬灭酶对凡纳滨对虾生长性能、肌肉营养成分、血清生化指标及肠道消化酶活性的影响

  • 郝青 , 1, 2 ,
  • 邹伟华 2, 3 ,
  • 陈晓瑛 2 ,
  • 甘炼 1 ,
  • 吴浩敏 2 ,
  • 阮灼豪 2 ,
  • 鲁慧杰 2 ,
  • 雷荣芳 2 ,
  • 黄文 , 1, 2, * ,
  • 孙育平 , 1, 2, 3, *
展开
  • 1 华南农业大学,广州 510640
  • 2 广东省农业科学院动物科学研究所,农业农村部华南动物营养与饲料重点实验室,广东省畜禽育种与营养研究重点实验室,广州 510640
  • 3 上海海洋大学,上海 201306
*黄 文,研究员,硕士生导师,E-mail: ;
孙育平,副研究员,硕士生导师,E-mail:

郝 青(2001—),女,安徽安庆人,硕士研究生,研究方向为水产动物饲料与营养。E-mail:

Copy editor: 菅景颖

收稿日期: 2024-07-21

  网络出版日期: 2025-02-16

基金资助

江门市科技计划项目(20200301032400090020)

国家自然科学基金项目(32302977)

2022年省级乡村振兴战略专项资金种业振兴项目(2022-SPY-00-007)

收起

Effects of Diets Supplemented with Quorum Quenching Enzyme on Growth Performance, Muscle Nutritional Composition, Serum Biochemical Indicators and Intestinal Digestive Enzyme Activities of Litopenaeus vannamei

  • HAO Qing , 1, 2 ,
  • ZOU Weihua 2, 3 ,
  • CHEN Xiaoying 2 ,
  • GAN Lian 1 ,
  • WU Haomin 2 ,
  • RUAN Zhuohao 2 ,
  • LU Huijie 2 ,
  • LEI Rongfang 2 ,
  • HUANG Wen , 1, 2, * ,
  • SUN Yuping , 1, 2, 3, *
Expand
  • 1 South China Agricultural University, Guangzhou 510640, China
  • 2 Guangdong Key Laboratory of Animal Breeding and Nutrition, Key Laboratory of Animal Nutrition and Feed Science in South China of Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Institute of Animal Science, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510640, China
  • 3 Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China
*HUANG Wen, professor, E-mail: ;
SUN Yuping, associate professor, E-mail:

Received date: 2024-07-21

  Online published: 2025-02-16

Fold

摘要

本试验旨在研究饲料中添加群体淬灭酶(QQE)对凡纳滨对虾生长性能、肌肉营养成分、血清生化指标和肠道消化酶活性的影响。选取健康、初始体重为(1.26±0.01) g的凡纳滨对虾640尾,随机分为4组,每组4个重复,每个重复40尾虾。对照组(CON组)投喂不含QQE的基础饲料,试验组投喂添加不同水平QQE的饲料,即在对照组饲料中分别添加1.0×104(QQE10组)、3.0×104(QQE30组)、6.0×104 U/kg(QQE60组)QQE,养殖期为56 d。结果显示:1)各试验组成活率(SR)均显著高于CON组(P<0.05),而摄食率(FR)、饲料系数(FCR)仅QQE10组显著高于对照组(P<0.05);QQE30组蛋白质效率(PER)显著高于QQE10组(P<0.05),其他各组间无显著差异(P>0.05)。2)与CON组相比,饲料中添加QQE对肌肉营养成分含量无显著影响(P>0.05)。3)与CON组相比,饲料中添加3.0×104 U/kg的QQE可显著降低血清中胆固醇(CHOL)和甘油三酯(TG)含量(P<0.05),显著提高血清中碱性磷酸酶(AKP)活性(P<0.05)。4)与CON组相比,饲料中添加QQE显著降低了肠道中脂肪酶活性(P<0.05)。综上所述,饲料中添加QQE可提高凡纳滨对虾的SR,促进摄食,调控蛋白质和脂肪代谢。以PER为评价指标,凡纳滨对虾饲料中添加3.25×104 U/kg的QQE较为适宜;以血清中AKP活性为评价指标,凡纳滨对虾饲料中添加2.93×104 U/kg的QQE较为适宜。

关键词： 群体淬灭酶; 凡纳滨对虾; 生长性能; 血清生化指标; 消化酶活性

本文引用格式

郝青 , 邹伟华 , 陈晓瑛 , 甘炼 , 吴浩敏 , 阮灼豪 , 鲁慧杰 , 雷荣芳 , 黄文 , 孙育平 . 饲料中添加群体淬灭酶对凡纳滨对虾生长性能、肌肉营养成分、血清生化指标及肠道消化酶活性的影响[J]. 动物营养学报, 2025 , 37(2) : 1188 -1199 . DOI: 10.12418/CJAN2025.103

Abstract

The purpose of this experiment was to study the effects of diets supplemented with quorum quenching enzyme (QQE) on the growth performance, muscle nutritional composition, serum biochemical indicators and intestinal digestive enzyme activities of Litopenaeus vannamei (L. vannamei). A total of 640 healthy L. vannamei with an initial body weight mass of (1.26±0.01) g were selected and randomly divided into four groups, with four replicates per group and 40 shrimp per replicate. The control group was fed a basal diet without QQE, while the experimental groups were fed diets supplemented with different levels of QQE. Specifically, the diets for the experimental groups contained 1.0×104 (QQE10 group), 3.0×104 (QQE30 group), and 6.0×104 U/kg (QQE60 group) QQE, respectively. The experimental period was 56 days. The results showed as follows: 1) the survival rate (SR) in all experimental groups was significantly higher than that in the control group (P<0.05), while the feeding rate (FR) and feed conversion ratio (FCR) were only significantly higher in the QQE10 group compared with the control group (P<0.05). The protein efficiency ratio (PER) in the QQE30 group was significantly higher than that in the QQE10 group (P<0.05), with no significant differences were observed among the other groups (P>0.05). Compared with the control group, dietary supplementation of QQE had no significant effect on muscle nutrient contents (P>0.05). 3) Compared with the control group, the supplementation of 3.0×104 U/kg QQE to the diet significantly reduced the contents of serum cholesterol (CHOL) and triglycerides (TG) (P<0.05), and significantly increased the activity of serum alkaline phosphatase (AKP) (P<0.05). 4) Compared with the control group, dietary supplementation of QQE significantly decreased the intestinal lipase activity (P<0.05). In summary, dietary supplementation of QQE can enhance the SR, stimulate feeding, and regulate protein and fat metabolism of L. vannamei. Using PER as an evaluation index, it is more appropriate to add 3.25×104 U/kg QQE in the diet of L. vannamei, while using serum AKP activity as an evaluation index, it is more appropriate to add 2.93×104 U/kg QQE in the diet of L. vannamei.

Key words： quorum quenching enzyme; Litopenaeus vannamei; growth performance; serum biochemical indicators; digestive enzyme activities

凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei),俗称南美白对虾,原产于中南美太平洋海岸水域,具生长快、个体大、耐盐度广、抗病力强等优点,是水产养殖中最重要的经济虾类之一[1]。目前,国内外市场对凡纳滨对虾的需求持续增长。2023年,中国凡纳滨对虾养殖产量增至223.84万t,约占对虾总产量的87%,主导虾类消费市场[2]。近年来,凡纳滨对虾集约化养殖模式迅猛发展。然而,在以“高密度、强投饲”为典型特征的养殖模式下,饲料原料资源限制、养殖水体环境可控性不强、种质资源退化导致凡纳滨对虾极容易受到应激反应,病菌侵袭尤为普遍。副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)等病原菌感染及暴发会使养殖经济效益严重受损,这在很大程度上已成为制约对虾养殖成败的关键[3]。而传统病菌防控手段,如使用抗菌剂和抗生素,虽然在短期内可取得一定效果,但长期使用不仅会导致病原菌的抗药性增强,还将对养殖环境和食品安全造成潜在威胁。因此,探索更为环保、高效的病原菌防控策略,对保障凡纳滨对虾养殖业的可持续发展具有重要意义。
当前,国内外学者逐渐将养殖病原菌防控策略的重点转向对病菌致病发生调控技术的研究,试图通过调控病原菌感染发生的途径,达到有效阻断副溶血性弧菌等病原菌感染发生的目标。群体淬灭酶(quorum quenching enzyme,QQE)是一种能够干扰病原菌信号分子分泌、积累、识别途径,从而扰乱病原菌群体感应系统的酶[4]。该酶在不杀死病原菌的前提下,可有效降低病原菌的致病性,避免了抗生素诱导病原菌产生抗药性的弊端[5],为细菌性病害的生物防治提供了一种新途径。研究表明,QQE具有相对稳定的酶学性质,在80 ℃下保温30 min后活性仍可保持在65%以上,且在pH 5~13的广泛范围内可保持淬灭活性[6];此外,该酶对胰蛋白酶、α-凝乳胰蛋白酶、胶原酶和枯草芽孢杆菌蛋白酶等多种酶类具有抗性,并能耐受多种化学试剂[7],对水产养殖环境适应性强。QQE有多个种类,包括内酯酶、酰基水解酶及氧化酶还原酶等,其中,酰基高丝氨酸内酯酶(acyl-homoserine lactonase,AHLase)具有很强的淬灭活性,是发现最早且研究最深入的QQE之一[8]。赵祯等[9]研究发现,在外源添加AHLase后,草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肠道微杆菌属(Microbacterium)、鲸杆菌属(Cetobacterium)和红球菌属(Rhodococcus)的相对丰度有所增加,这表明AHLase能够调节草鱼肠道菌群结构,对维护草鱼肠道的营养代谢和增强抗病力具有重要意义。Yu等[10]研究发现,在水体中添加群体感应淬灭菌株WIB后,哈维弧菌(Vibrio harveyi)对凡纳滨对虾肝胰腺中细胞凋亡相关基因表达的诱导作用显著降低。同时,Wang等[11]研究表明,饲料中添加AHLase AiiO-AIO6对草鱼幼鱼的生长和采食量有积极影响。Wang等[12]的研究结果显示,AHLase对沙门氏菌引起的肉鸡生长性能下降和肠道健康受损具有缓解作用。目前,国内外有关QQE在甲壳动物养殖生产中的研究报道罕见。因此,本试验以凡纳滨对虾为研究对象,探讨饲料中添加QQE对凡纳滨对虾生长性能、肌肉营养成分、血清生化指标以及肠道消化酶活性的影响,以期丰富QQE生物学功能特性充分发挥的科学理论依据,并为QQE在对虾养殖中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用QQE为AHLase,该酶是通过微生物发酵工艺制备而成,其外观呈乳白色粉末状,活性为20 000 U/g。

1.2 试验饲料

根据《水产配合饲料 第5部分:南美白对虾配合饲料》(GB/T 22919.5—2008)设计凡纳滨对虾基础饲料配方,基础饲料组成及营养水平见表1。所有饲料原料粉碎后过60目筛,维生素、矿物质预混料及微量成分采取逐级扩大法混匀。采用SLX-80型双螺杆挤压机制备出粒径为1.5 mm的颗粒饲料,经55 ℃烘干后冷却,过筛去粉末。使用蒸馏水配制1.0×105、3.0×105、6.0×105 U/kg 3个不同活性水平的QQE溶液。在八角搅拌器中,通过后喷法将QQE溶液均匀喷洒至基础饲料上,分别制备成含1.0×104(QQE10组)、3.0×104(QQE30组)、6.0×104 U/kg(QQE60组)QQE的试验饲料,同时向基础饲料表面喷洒等量的蒸馏水,制成对照组(CON组)饲料。所有饲料在18 ℃阴干后,封装于塑料自封袋中,置于-20 ℃保存备用。
表1 基础饲料组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) %

项目Items 含量Content
原料Ingredients
鱼粉Fish meal 20.0
豆粕Soybean meal 20.0
菜籽粕Rapeseed meal 4.0
花生粕Peanut meal 8.0
肉骨粉Meat and bone meal 4.0
虾壳粉Shrimp shell meal 5.0
酵母膏Yeast paste 5.0
高精面粉High-gluten flour 23.6
玉米淀粉Corn starch 4.0
大豆卵磷脂Soybean lecithin 2.0
鱼油Fish oil 1.5
磷酸二氢钙Ca(H2PO4)2 1.5
维生素预混料Vitamin premix1) 0.2
矿物质预混料Mineral premix2) 0.5
氯化胆碱Choline chloride 0.3
胆固醇Cholesterol 0.2
维生素C磷酸酯Ascorbic acid phosphate 0.2
合计Total 100.0
营养水平Nutrient levels3)
水分Moisture 11.21
粗蛋白质Crude protein 38.83
粗脂肪Crude lipid 5.82
粗灰分Ash 9.41

1)维生素预混料为每千克饲料提供 Vitamin premix provided the following per kg of the diet:VA 16 000 IU,VD 8 000 IU,VE 80 mg,VK3 20 mg,VB1 20 mg,VB2 40 mg,VB6 24 mg,VB12 0.08 mg,烟酸 nicotinic acid 140 mg,叶酸 folic acid 6.425 mg,肌醇 inositol 200 mg,泛酸钙 calcium pantothenate 80 mg,生物素 biotin 0.32 mg。

2)矿物质预混料为每千克饲料提供 Mineral premix provided the following per kg of the diet: K 180 mg,Ca 1 150 mg,Mg 45 mg,Zn 40 mg,Fe 50 mg,Mn 9.5 mg,Co 1.25 mg,Se 0.25 mg,I 0.16 mg。

3)营养水平为实测值。Nutrient levels were measured values.

1.3 试验虾与饲养管理

本试验方案及动物试验伦理审查由广东省农业科学院动物科学研究所(水产研究室)实验动物伦理委员会批准(批准号:2023011)。养殖试验在广东省农业科学院动物科学研究所内的水产养殖研发基地开展。试验用凡纳滨对虾购自广州番禺某水产养殖场,运回后暂养1周,暂养期间投喂基础饲料。暂养结束后,选取健康、规格一致的凡纳滨对虾640尾,初始体均重为(1.26±0.01) g,随机分为4组,每组4个重复,每个重复40尾虾。试验虾以重复为单位被置于16个直径为80 cm、高70 cm、有效水体约300 L的玻璃纤维桶内进行饲养。每天于08:00、14:30、18:30分3次,采用表观饱食法进行投喂(具体视对虾摄食、活动及天气等情况进行调整),投料1 h后逐一检查各纤维桶内饲料残余量,若有残余,则采用虹吸管将残饵分别按桶收集,放置-20 ℃冰箱保存,烘干、称重,用于计算每桶的实际采食量。饲养试验持续56 d。试验期间,养殖系统的各纤维桶之间相互独立、不循环;从试验中后期开始,视水色情况分别隔天或每天对各个纤维桶进行吸污、排污后,加注新水,每次加注新水量为纤维桶实际水容量的1/5~1/4;每天记录对虾的健康状况、活动水平、摄食行为以及死亡数量;定期检测水质;试验环境为自然光照,水温(26±2) ℃,养殖水体保持盐度在3‰~4‰,溶氧浓度>5.0 mg/L,亚硝酸盐浓度<0.1 mg/L,氨氮浓度<0.02 mg/L,且pH维持在7.5~8.0。

1.4 样品采集和指标检测

1.4.1 生长性能

饲养至56 d,养殖对虾禁食24 h后采样。记录每桶剩余对虾尾数以及重量,统计每日饲料摄食量,并从每桶随机挑取6尾接近均重的对虾,测量其体长、体重、肝胰腺重,用于计算生长性能指标。生长性能计算公式如下:
成活率(survival rate,SR,%)=100×末虾尾数/初虾尾数;
增重率(weight gain rate,WGR,%)=100×(虾体末重+死亡虾重-虾体初重)/虾体初重;
特定生长率(specific growth rate,SGR,%/d)=100×(ln虾体末均重-ln虾体初均重)/饲喂天数;
摄食率(feeding rate,FR,%/d)=100×摄食总干物质量/[(初虾尾数+末虾尾数)/2]/饲喂天数;
饲料系数(feed conversion ratio,FCR)=摄食饲料总量/(虾体末重+死亡虾重-虾体初重);
蛋白质效率(protein efficiency ratio,PER,%)=(虾体末重-虾体初重)/(饲料摄取量×饲料蛋白质含量);
肥满度(condition factor,CF,g/cm3)=100×虾体重/虾体长3;
肝体比(hepatosomatic index,HSI,%)=100×肝脏重/虾体重。

1.4.2 饲料和肌肉营养成分

将每桶(重复)挑取的6尾接近均重的对虾剥离肌肉,于-20 ℃保存,用于测量肌肉营养成分含量。水分、粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分含量分别采用105 ℃烘箱干燥法(GB/T 6435—2014)、凯氏定氮法(GB/T 6432—2018)、索氏抽提法(GB/T 6433—2006)和550 ℃灼烧法(GB/T 6438—2007)测定,总氨基酸含量采用高效液相色谱仪(Agilent 1260,美国)进行测定。

1.4.3 血清生化指标

每桶随机选取6尾接近均重的对虾,通过围心腔采血,血样收集于5 mL抗凝管中,并于4 ℃静置4 h后离心(2 400×g,10 min),分离上清液并储存于-80 ℃冰箱中备用。采用全自动生化分析仪(Chemray 800,深圳雷杜生命科学股份有限公司)对血清样本中的白蛋白(albumin,ALB)、球蛋白(globulin,GLOB)、胆固醇(cholesterol,CHOL)、甘油三酯(triglyceride,TG)、尿素氮(urea nitrogen,UN)以及谷草转氨酶(aspartate transaminase,AST)等生化指标的含量或活性进行测定;血清中碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)、酸性磷酸酶(acid phosphatase,ACP)活性采用试剂盒测定,试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

1.4.4 肠道消化酶活性

将上述采血后的对虾解剖取出肠道后置于2 mL冻存管中,放入-80 ℃冰箱保存。检测时取出解冻,将肠道、4 ℃冷藏生理盐水按1(g)∶9(mL)稀释后,用匀浆机进行匀浆,将匀浆液离心(1 800×g,10 min)后分离上清液,进行消化酶活性测定。淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶测定试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。

1.5 数据统计鱼分析

试验数据采用SPSS 27.0统计软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),方差分析显著时,再采用Duncan氏法进行多重比较,试验结果以平均值±标准误表示,P<0.05代表差异显著。

2 结果与分析

2.1 生长性能

由表2可知,各试验组SR均显著高于CON组(P<0.05),且QQE10组FR、FCR显著高于CON组(P<0.05),但QQE30、QQE60组与CON组之间无显著差异(P>0.05);各试验组与CON组之间PER差异不显著(P>0.05),但QQE30组PER显著高于QQE10组(P<0.05);FBW、WGR、SGR、CF、HSI各组之间均无显著差异(P>0.05)。
表2 QQE对凡纳滨对虾生长性能的影响

Table 2 Effects of QQE on growth performance of Litopenaeus vannamei

项目
Items		 组别Groups
CON QQE10 QQE30 QQE60
终末体均重FBW/(g/尾) 11.93±0.04 11.74±0.20 11.82±0.17 12.01±0.15
增重率WGR/% 814.47±14.38 808.00±15.47 802.57±19.06 812.64±3.33
特定生长率SGR/(%/d) 4.35±0.02 4.30±0.03 4.32±0.03 4.34±0.02
摄食率FR/(%/d) 3.68±0.08b 4.00±0.12a 3.84±0.08ab 3.86±0.03ab
饲料系数FCR 1.15±0.02b 1.22±0.02a 1.20±0.02ab 1.20±0.01ab
肥满度CF/(g/cm3) 0.87±0.01 0.85±0.00 0.86±0.01 0.86±0.01
肝体比HSI/% 5.40±0.20 5.56±0.14 5.23±0.07 5.24±0.09
成活率SR/% 87.50±1.44b 95.83±3.00a 96.67±2.20a 94.17±0.83a
蛋白质效率PER/% 215.52±1.04ab 210.85±5.07b 225.23±3.78a 216.48±1.95ab

同行数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著(P>0.05),不同字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

Values in the same row with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

由图1可知,当饲料QQE添加量低于3.25×104 U/kg时,凡纳滨对虾的PER随饲料中QQE添加量的增加呈现升高趋势;当饲料中QQE添加量高于3.25×104 U/kg时,凡纳滨对虾的PER随饲料中QQE添加量的增加呈现降低趋势;当饲料中QQE添加量为3.25×104 U/kg时,凡纳滨对虾的PER有最大值。
图1 凡纳滨对虾的PER与饲料中QQE添加量的折线关系

Fig.1 Break-line relationship between dietary QQE supplemental and PER of Litopenaeus vannamei

2.2 肌肉营养成分

由表3可知,凡纳滨对虾肌肉中粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、总氨基酸含量各组之间的差异均不显著(P>0.05)。
表3 QQE对凡纳滨对虾肌肉营养成分的影响(干重基础)

Table 3 Effects of QQE on muscle nutritional composition of Litopenaeus vannamei (dry weight basis) %

项目
Items		 组别Groups
CON QQE10 QQE30 QQE60
粗蛋白质Crude protein 78.82±0.81 79.33±0.98 79.08±1.21 79.43±0.62
粗脂肪Crude lipid 1.89±0.15 2.02±0.14 1.97±0.22 1.61±0.06
粗灰分Ash 5.37±0.16 5.48±0.19 5.50±0.10 5.26±0.13
总氨基酸Total amino acid 69.74±0.77 69.58±0.78 69.97±0.99 70.29±0.31

2.3 血清生化指标

由表4可知,QQE30组血清CHOL、TG含量显著低于CON组(P<0.05),而QQE10组、QQE60组与CON组相比差异不显著(P>0.05);血清UN含量、ACP活性各试验组与CON组之间差异不显著(P>0.05),但QQE60组UN含量显著低于QQE10组和QQE30组(P<0.05),QQE60组ACP活性显著高于QQE10组(P<0.05);QQE30组血清AKP活性显著高于CON组(P<0.05),而QQE10组、QQE60组与CON组相比差异不显著(P>0.05);各组间血清ALB、GLB、GLU含量与ALT、AST活性的差异均不显著(P>0.05)。总体来看,饲料中添加QQE会导致凡纳滨对虾血清ALB、CHOL、TG、GLU含量及ALT活性下降,而使GLB含量及AST和AKP活性升高。
表4 QQE对凡纳滨对虾血清生化指标的影响

Table 4 Effects of QQE on serum biochemical indicators of Litopenaeus vannamei

项目
Items		 组别Groups
CON QQE10 QQE30 QQE60
白蛋白ALB/(g/L) 10.64±0.93 10.56±0.84 9.53±0.29 9.58±1.19
球蛋白GLB/(g/L) 59.26±6.33 63.09±5.11 58.33±7.29 62.18±3.63
胆固醇CHOL/(mmol/L) 3.18±0.22a 3.02±0.16ab 2.36±0.29b 2.56±0.14ab
甘油三酯TG/(mmol/L) 1.54±0.19a 1.40±0.14ab 1.00±0.11b 1.14±0.12ab
葡萄糖GLU/(mmol/L) 1.57±0.11 1.74±0.20 1.39±0.23 1.29±0.14
尿素氮UN/(mmol/L) 5.02±0.17ab 5.22±0.26a 5.61±0.18a 4.40±0.30b
谷丙转氨酶ALT/(U/L) 53.31±3.46 54.94±2.91 53.14±3.31 48.24±3.01
谷草转氨酶AST/(U/L) 21.59±0.80 39.61±4.15 21.82±8.17 39.37±0.23
碱性磷酸酶AKP/(U/L) 4.58±1.08b 6.62±1.43ab 8.51±1.86a 5.75±0.75ab
酸性磷酸酶ACP/(U/L) 5.94±0.52ab 5.15±0.28b 5.40±0.27ab 6.61±0.33a
由图2可知,当饲料中QQE添加量低于2.93×104 U/kg时,凡纳滨对虾血清AKP活性随饲料中QQE添加量的增加呈现升高趋势;当饲料中QQE添加量高于2.93×104U/kg时,凡纳滨对虾血清AKP活性随饲料中QQE添加量的增加呈现降低趋势;当饲料中QQE添加量为2.93×104 U/kg时,凡纳滨对虾血清AKP活性有最大值。
图2 凡纳滨对虾血清AKP活性与饲料中QQE添加量的折线关系

Fig.2 Break-line relationship between and dietary QQE supplemental level and serum AKP activity of Litopenaeus vannamei

2.4 肠道消化酶活性

由表5可知,与CON组相比,各试验组肠道脂肪酶活性均显著降低(P<0.05),而蛋白酶活性则无显著变化(P>0.05);QQE30组淀粉酶活性显著高于CON组、QQE10组和QQE60组(P<0.05),CON组、QQE10组和QQE60组之间则无显著差异(P>0.05)。总体来看,随着饲料中QQE添加量的增加,凡纳滨对虾肠道淀粉酶、蛋白酶活性呈先增强后降低趋势,而脂肪酶活性则呈先下降后稍有升高趋势。
表5 QQE对凡纳滨对虾肠道消化酶活性的影响

Table 5 Effects of QQE on digestive enzyme activities in intestine of Litopenaeus vannamei

项目
Items		 组别Groups
CON QQE10 QQE30 QQE60
淀粉酶Amylase/(U/mg prot) 0.39±0.03b 0.41±0.03b 0.59±0.03a 0.44±0.07b
脂肪酶Lipase/(U/g prot) 167.89±6.83a 103.98±2.56b 101.14±4.39b 105.95±5.60b
蛋白酶Protease/(U/mg prot) 3.55±0.09 2.65±0.53 4.62±1.17 3.90±0.45

3 讨论

3.1 QQE对凡纳滨对虾生长性能及肌肉营养成分的影响

近年来,QQE作为一种新型、高效且环保的生物技术产品,正逐渐在养殖业中引起广泛关注。QQE不仅展现出对养殖对象生长性能的提升潜力,而且能有效调控养殖环境的水质,同时增强宿主的免疫力和抗病力。深入研究表明,QQE能够通过干扰和调控微生物间的群体感应系统,进而影响细菌群落的种间相互作用,从而维护宿主肠道菌群的平衡与稳态[13]。这种作用机制进一步促进了肠道的营养消化能力,为养殖对象提供了更加健康、高效的生长环境。
在本试验条件下,饲料中添加QQE显著提高了凡纳滨对虾的SR,表明QQE在水产养殖中对提升养殖动物的SR具有积极作用。这与Zhang等[14]在鲫鱼研究中所得结果相吻合。Zhang等[14]研究发现,通过饲料补充QQE AiiAQSI-1,能够影响嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)的生物膜形成,从而减弱鲫鱼对嗜水气单胞菌感染的敏感性,最终提高鲫鱼的SR。FCR、FR和PER是反映动物利用饲料能力的重要指标[15]。在本试验中,饲料中添加1.0×104 U/kg的QQE显著提高了凡纳滨对虾的FCR和FR,同时降低了PER。其原因可能是由于添加1.0×104 U/kg QQE试验组的对虾SR较高,而高SR意味着该组对虾整体健康状态相对较好,这就会引起部分养殖对虾对饲料的需求量增加。通常,动物机体的代谢率和行为活动会与其健康状况呈现明显的相关性。正常的生长、代谢等生理活动需要充足的能量和营养支撑,这样会直接导致FR升高而PER降低。本试验结果表明,QQE可能通过调控凡纳滨对虾其他生理机能活动,从而对凡纳滨对虾摄食行为和营养物质吸收利用产生影响[16]。这与Yao等[17]、张广民等[18]的研究结果有所不同。Yao等[17]研究表明,在斑马鱼饲料中添加QQE AiiO-AIO6可促进斑马鱼的生长。张广民等[18]试验结果表明,在肉鸡饲粮中添加500 g/t N-乙酰基高丝氨酸内酯酶可以提高肉仔鸡的日增重和饲料转化率。这种差异产生的原因可能与养殖品种的不同有关。不同种类动物的免疫等生理机制不同,从而可能引起不同品种或生长阶段的动物对QQE的响应机制存在差异,但具体原因有待进一步探究。
肌肉粗蛋白质、粗灰分、粗脂肪和氨基酸含量等是衡量养殖动物物质利用、营养价值及品质的关键指标。蛋白质是构成虾体肌肉的重要成分,同时也对虾机体生长、发育和免疫功能至关重要;粗灰分含量反映对虾体内无机物质含量,包括矿物质和微量元素,两者对于维持虾体的正常生理功能具有重要意义[19];氨基酸作为构成蛋白质的基本单元,不仅反映了蛋白质的质量和营养价值,还直接影响对虾的生长、免疫和消化功能[20]。因此,在养殖过程中,了解这些成分的含量对评估养殖效果至关重要。本研究结果显示,各组之间对虾的肌肉营养成分相近,表明在一定范围内,QQE添加量对凡纳滨对虾的肌肉营养成分影响甚微。这一结果可能归因于QQE发挥主要功能作用的机制,即其主要集中于抑制病原菌释放的毒素和酶类,以增强对虾对病原菌的抵抗力[21],而非直接参与或影响对虾的生理代谢和营养吸收过程。此外,对虾的肌肉成分主要由其摄食的饲料营养组成和自身的代谢过程决定。本试验中各组饲料营养组成基本相似,而QQE为一种非营养型物质,其添加不会造成饲料营养水平与饲料中营养素均衡性的变化,这可能是导致本试验中各组对虾肌肉营养成分无显著差异的重要原因。卢静等[22]研究表明,向欧洲鳗鲡(Anguilla anguilla)饲料中添加复合酶制剂后,其体成分未发生显著变化,这一结论亦与张若然[23]及张丽[24]分别针对黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)和异育银鲫(Carassius auratus gibelio)的研究发现类似,表明饲料中补充酶制剂对水产养殖动物肌肉营养成分影响有限。本研究结果与前人研究报道一致,证明QQE对养殖动物肌肉营养组成不会产生明显影响。

3.2 QQE对凡纳滨对虾血清生化指标的影响

虾类血清生化指标与其新陈代谢、营养吸收以及健康状况紧密关联,是评估虾类生理状态与病理变化的重要依据,被广泛应用于衡量虾类代谢活动与健康状况。血清ALB、GLB含量是反映动物蛋白质吸收代谢的敏感指标;UN作为蛋白质分解代谢的主要终产物,血清中UN含量可反映虾类肝脏功能及体内蛋白质分解代谢的活跃程度。在本试验条件下,饲料中添加QQE对凡纳滨对虾血清中ALB和GLB含量无显著影响,表明QQE可能不会直接对蛋白质的吸收与基本代谢途径产生作用;然而,饲料中添加1.0×104和3.0×104 U/kg的QQE会引起凡纳滨对虾血清UN含量显著升高,表明凡纳滨可能会影响对虾机体蛋白质的分解代谢过程;然而,当饲料中QQE添加量至6.0×104 U/kg时,血清UN含量出现下降,这提示QQE的生理作用与其添加量密切相关,高水平添加可能会对氮代谢途径或肝脏机能产生影响[25]。郑爱娟等[26]研究发现,在饲粮中添加QQE显著提高了21和42日龄肉鸡血清ALB、GLB和UN含量。本试验结果与此不一,这可能与水产动物生物学特性和陆生动物明显不同有关。不同种类动物对QQE的生理反应差异性机制亟待丰富。
血清TG和CHOL在虾类中作为脂类转运和代谢的关键指标,其含量变化共同反映了虾体对脂类的吸收、转运、代谢及整体健康状况[27]。本试验结果表明,饲料中添加不同水平的QQE均能够降低血清中TG和CHOL含量,其中3.0×104 U/kg QQE的作用效果最明显。这一结果反映了QQE在促进脂类物质的分解、转运或利用方面的积极作用。这可能是由于QQE在对虾体内特异性地识别并结合群体感应(quorum sensing,QS)系统中的酰基高丝氨酸环内酯(acyl-homoserine lactones,AHLs)信号分子,然后将其水解为无活性的小分子物质,这一过程有效阻断了AHLs信号在病原菌群体中的传递与响应,进而削弱了病原菌的致病能力[28]。随着病原菌致病能力的减弱,肠道黏膜受到的病原菌刺激降低,肠道内的营养吸收条件得到改善,从而提高了机体的脂质代谢能力[29]。然而,郑爱娟等[26]研究发现,饲粮中添加QQE提高了42日龄肉鸡血清总胆固醇含量,本结果与此不同。这可能与试验对象的生理特性、饲料配方、操作条件以及群体感应系统与免疫调节机制等不同有关。试验对象及环境的不同,可能会直接影响到QQE生物功能的发挥。血糖是对虾体内主要的能量来源之一,对虾的血糖含量是一个动态变化的指标,反映了其营养状态和能量代谢的活跃程度[30]。目前QQE对血糖影响的报道罕见。但本试验发现,饲料中添加QQE对血清GLU含量无显著影响,表明QQE对凡纳滨对虾的血糖代谢无不良影响。
作为无脊椎动物,凡纳滨对虾没有特异性免疫,其免疫防御完全依赖于非特异性免疫。在对虾的免疫防御机制中,AKP和ACP作为非特异性免疫的关键指标,发挥着至关重要的作用。AKP是对虾体内参与免疫防御的重要水解酶之一,直接参与了对虾体内免疫应答的多个环节[31];ACP是对虾体内重要的免疫相关酶[32],二者活性变化可以反映对虾的非特异性免疫状态。本试验条件下,饲料中添加QQE提高了对虾血清中AKP活性,说明QQE可能对增强对虾非特异性免疫能力方面发挥积极作用。QQE可能通过促进对虾体内免疫细胞的活化[33]、增强免疫因子的产生或调节免疫信号通路[34]等多种机制,来提高AKP的活性。这种提高有助于对虾更好地应对外界病原体的入侵,增强其对疾病的抵抗力,其深层次原因有待进一步阐释。ALT和AST主要参与体内氨基酸代谢和能量生成,是衡量肝细胞损伤的敏感指标[35]。当血液中这2种酶的活性升高时,通常表示肝细胞受到损伤。在本试验中,饲料中添加QQE对凡纳滨对虾血清中ALT和AST活性无显著影响,表明在本试验的添加范围内QQE未对凡纳滨对虾肝胰腺产生负面影响。

3.3 QQE对凡纳滨对虾肠道消化酶活性的影响

肠道是营养物质吸收的主要场所,水产动物通过其内的消化酶对饲料进行化学消化,以吸收饲料中的营养成分,这些酶的活性与水产动物的消化能力、生长速度和免疫力密切相关[36]。淀粉酶是评估对虾对饲料中淀粉类成分消化效能的关键性参数,其活性的升降直接反映了对虾对淀粉类物质消化能力的高低[37]。本研究中,饲料中添加3.0×104 U/kg的QQE显著提高了凡纳滨对虾肠道中淀粉酶活性,这表明饲料中添加适量QQE在促进淀粉类物质的消化过程中具有积极作用。郑爱娟等[26]的研究结果与此相似,其发现饲料中补充QQE能够显著改善肉鸡的肠道组织结构,具体表现为绒毛高度的增加、绒隐比的优化以及回肠隐窝深度的减少,认为这是引起肉鸡对饲粮中营养物质消化与吸收能力提升[38]的原因。
脂肪酶是对虾肠道内的一种重要的消化酶,其主要将TG等脂肪分子水解为甘油和脂肪酸[39],便于脂肪类物质的吸收利用。本试验结果表明,饲料中添加QQE显著降低了凡纳滨对虾肠道内脂肪酶活性,这一发现与本试验在血清生化指标检测中得出的QQE导致凡纳滨对虾血清TG和CHOL含量降低的结果相一致,表明QQE在调控脂质代谢、优化脂肪消化利用方面可能发挥积极作用。
肠道蛋白酶的活性直接影响蛋白质的消化吸收效率,进而间接影响血清中ALB等营养物质的含量及机体的免疫功能,是评估对虾肠道健康与整体营养状态的关键指标[40]。本试验结果表明,饲料中添加QQE未显著影响凡纳滨对虾肠道中蛋白酶的活性。这与本试验得出的各组凡纳滨对虾血清ALB与GLB含量保持相对稳定、未呈现显著差异相吻合,进一步证实了QQE对蛋白质代谢途径可能不会有明显作用的观点。

4 结论

本试验条件下,饲料中添加QQE可提高凡纳滨对虾的SR,促进摄食,调控蛋白质和脂肪代谢,但对终末体重、肌肉营养成分无显著影响。以PER为评价指标时,凡纳滨对虾饲料中QQE的添加量以3.25×104 U/kg为宜,而以血清AKP活性为评价指标时,凡纳滨对虾饲料中QQE的添加量以2.93×104 U/kg为宜。

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