蛋白核小球藻與水蕹菜調控對南美白對蝦養殖水體及其生長影響的初步研究

何海生，原居林，劉 梅，倪 蒙，顧志敏

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

養殖過程中水質惡化和病害頻發問題一直是制約水產養殖產量和經濟效益的主要障礙[1-3]，通過接種微藻或種植水生植物來有效調控水質、降低病害發生頻率是目前有效確保水產養殖健康發展的重要調控手段之一[4-5]。蛋白核小球藻(Chlorellavulgaris)因具備較好的凈化水體效果和較強的繁殖能力在水產養殖中備受養殖戶的青睞[6]。水蕹菜(IpomoeaAquatica)作為既能凈化水質又能為養殖動物提供庇護場所的一種水生經濟作物[7-8]，被廣泛應用于水產養殖。目前，關于蛋白核小球藻和水蕹菜對水產養殖動物的調控研究較多，陳剛等[9]研究表明海水小球藻能有效促進大菱鲆(Scophthalmusmsximus)幼魚的成活率，張云等[10]研究發現利用浮床種植水蕹菜能有效降低養殖克氏原螯蝦(Procambarusclarkii)的死亡率，但目前關于微藻和水生蔬菜對南美白對蝦(PenaeusVannamei)的調控研究較少。為此，本研究以南美白對蝦為試驗對象，通過分析接種蛋白核小球藻、種植水蕹菜及二者聯合處理3種不同調控方式對養殖水質理化指標、南美白對蝦生長特性及免疫相關酶活性的影響，以期為南美白對蝦健康養殖提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

蛋白核小球藻藻種購于中國科學院水生生物研究所藻種庫，接種于BG-11培養液于溫度25 ℃、光照度3 000 Lx、光照周期12 h∶12條件下活化培養，獲取對數生長期的蛋白核小球藻用于接種，每15 d接種一次使養殖水體中的藻細胞密度維持在1.0×107cell/L。

水蕹菜購于湖州某市場，在配制的霍格蘭營養液中馴化7 d后待長出根部用于試驗。試驗期間將水蕹菜種植于生態浮床上，使其覆蓋面積達到養殖水體的25%。生態浮床采用PVC管和漁網制作，其中PVC管連接成長方形，用透明膠嚴格密封防止塑料管進水。

1.2 試驗方法

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

用海水晶配制5‰養殖試驗用水100 L裝入160 L試驗水槽，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，淀粉碘化鉀檢測無殘留后曝氣24 h后試水蝦苗，待確認無顯著死亡時，放養試驗對蝦。設置“對照組、蛋白核小球藻調控組、水蕹菜調控組、菜藻聯合處理調控組”4個處理組，每個處理設置3個重復，每槽隨機挑選體質健康、規格一致的南美白對蝦25尾，試驗周期77 d，每7 d采集水樣一次，測定水質理化指標。試驗各處理組統一設定曝氣量，每日投餌量以南美白對蝦總重的2%進行喂食，分3次(8:00、14:00、20:00)進行投喂。

1.3 水質指標

1.4 生長及免疫指標

分別在試驗開始和結束時測定各處理組南美白對蝦體重，并統計試驗結束時的存活數量，進而計算特性生長率(SGR)和成活率。試驗結束時每個平行試驗水槽取9尾南美白對蝦的肝胰腺，于-80 ℃冰箱內保存用于測定免疫相關酶。采用南京建成生物工程研究所試劑盒及美國伯騰儀器有限公司的microplate reader Gen5測定總超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽-S轉移酶(GST)活性及谷胱甘肽(GSH)含量，具體方法參照其說明書。

增長率=100%×(W末-W始)/W始

特定生長率=100%×(W末-W始)/t

W末：實驗終止時體重；W始：實驗初始時體重；t：實驗周期(d)

1.5 數據處理

結果以平均值±標準差(Mean±SD)表示，采用SPSS 18.0進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 結果

2.1 對水質理化指標的影響

圖1 養殖過程中和TP的變化

2.2 對南美白對蝦生長特性的影響

南美白對蝦的生長情況如表1所示。試驗結束時，蛋白核小球藻組、水蕹菜組和聯合處理組南美白對蝦的平均體重分別為對照組的1.089倍、1.186倍和1.588倍，其中聯合處理組顯著高于其它試驗組。而就南美白對蝦成活率而言，各處理組成活率具有一定程度提高，其中尤以聯合處理組最為突出，成活率較對照組提高了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%。試驗結束時，各處理組南美白對蝦的增長率和特定生長率的大小依次表現為聯合處理組>水蕹菜組>蛋白核小球藻組>對照組，其中聯合處理組顯著高于其他處理組。

表1 南美白對蝦生長變化

注：同行數據間標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.3 對南美白對蝦肝胰腺免疫相關酶活性的影響

2.3.1 SOD活性變化

南美白對蝦肝胰腺SOD活性情況見圖2。各處理組南美白對蝦肝胰腺SOD活性依次表現為聯合處理組>蛋白核小球藻組>水蕹菜組>對照組。其中聯合處理組南美白對蝦肝胰腺SOD活性顯著大于對照組和水蕹菜組，而水蕹菜組和蛋白核小球藻組南美白對蝦肝胰腺SOD活性與對照組無顯著性差異。

圖2 南美白對蝦肝胰腺SOD活性變化

2.3.2 GST活性變化

南美白對蝦肝胰腺GST活性變化見圖3。水蕹菜組南美白對蝦肝胰腺GST活性較對照組、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，而其他三個處理組之間無顯著差異。

圖3 南美白對蝦肝胰腺GST活性變化

2.3.3 GSH含量變化

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

圖4 南美白對蝦肝胰腺GSH含量變化

2.3.3 南美白對蝦肝胰腺CAT活性變化

南美白對蝦肝胰腺CAT活性變化情況見圖5。試驗結束時，水蕹菜組和聯合處理組南美白對蝦肝胰腺CAT活性分別較對照組增加了128.84%和 86.96%，差異顯著。蛋白核小球藻組南美白對蝦肝胰腺CAT活性與其他處理組無顯著差異。

圖5 南美白對蝦肝胰腺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南美白對蝦養殖水質的影響

3.2 接種蛋白核小球藻和種植水蕹菜對南美白對蝦生長特性的影響

目前國內外關于接種微藻和種植水生植物對養殖動物生長特性的影響研究說法不一，Sangsa等[23]研究發現在南美白對蝦養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幼體蝦的成活率并促進其快速生長。陳家長等[19]研究水蕹菜與鯽(Carassiusauratus)共生養殖時發現魚菜共生養殖塘的鯽成活率和產量均顯著提高，而且養殖水體的水質也明顯得到改善[24]。胡振雄[25]和Ju等[26]研究發現種植水蕹菜和實施微藻調控能顯著提高南美白對蝦養殖產量和生長速度。但喻雪均[27]研究發現微藻密度過高會抑制南美白對蝦的成活，可能是藻密度過大造成夜間水體溶解氧的缺乏進而影響南美白對蝦的成活[28]。本研究發現，各處理組均能有效促進南美白對蝦的生長和提高其增長率及成活率，且菜藻聯合處理效果最優。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，為其生長提供良好的環境；另一方面，可能是水生蔬菜發達的根系為養殖動物提供庇護場所[29]，且根系能集聚著大量微藻、微生物、原生動物以及有機質[30]，可以為南美白對蝦提供生物餌料，增強其免疫力，從而促進其快速生長。而譚洪新等[31]也研究發現硝化型生物絮團能有效提高南美白對蝦成活率和生長速度，從而降低養殖成本。

3.3 接種蛋白核小球藻和種植水蕹菜對南美白對蝦肝胰腺免疫相關酶活性的影響

大量研究表明，接種微藻和種植水生植物能夠顯著改善養殖動物免疫酶活性。黃翔鵠等[32,33]研究結果表明引入微藻可以顯著提供南美白對蝦酚氧化酶、溶菌酶、抗菌酶的活性。史麗娜等[34]研究認為魚腥草浮床可明顯提高羅非魚非特異免疫能力。本研究中，蛋白核小球藻、水蕹菜及其聯合處理對南美白對蝦免疫相關酶活性均有促進作用，其中，菜藻聯合處理對促進南美白對蝦肝胰腺SOD活性效果最佳，水蕹菜對南美白對蝦肝胰腺GST和CAT活性促進效果最佳，而蛋白核小球藻對南美白對蝦肝胰腺免疫相關酶活均有促進作用，但其效果均低于水蕹菜和菜藻聯合處理組，這與水蕹菜和聯合處理處理組具有更好的水質指標結果相一致。分析原因，可能與水蕹菜處理使養殖水體獲得了更優的水質和促進有益菌團的形成，從而提高了南美白對蝦免疫力有關[35]。與Li等[36]研究的益生菌對南美白對蝦的SOD活性無促進作用的結果相反，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南美白對蝦免疫活性結果相一致。