日糧不同碳源和碳氮比對(duì)羅非魚生長(zhǎng)性能、腸道形態(tài)和非特異性免疫的影響

張 雯，崔寶祿，鄒 溪，韋玲冬，張玉明，陳 志

（貴州省都勻市黔南民族師范學(xué)院，貴州都勻 558000）

羅非魚是世界上最有發(fā)展前途的魚種之一，其具有耐高鹽度、耐低氧、抗病性和抗逆性強(qiáng)、生長(zhǎng)速度快、市場(chǎng)可接受性強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛養(yǎng)殖。生物絮凝技術(shù)是支持羅非魚集約化生產(chǎn)的技術(shù)之一。生物絮凝技術(shù)是在有限的水資源和空間利用率下提高水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)力的一種新途徑，這項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)是吸收廢棄的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并將其轉(zhuǎn)化為微生物利用，而微生物或其代謝物又可以作為水產(chǎn)動(dòng)物的天然食物來(lái)源，尤其是那些具有有害習(xí)慣的水產(chǎn)物種，如羅非魚和蝦（De Schryver等，2008）。營(yíng)養(yǎng)廢物的同化可以使培養(yǎng)基中有毒廢物維持在較低水平，使水分交換最小化，從而提高水利用效率和更高的生物安全性（Ekasari等，2014）。Haridas等（2017）發(fā)現(xiàn)，微生物絮體系統(tǒng)對(duì)羅非魚的生長(zhǎng)發(fā)育、消化酶和抗氧化酶分泌及體液非特異性免疫反應(yīng)具有正向影響。生物絮體系統(tǒng)是通過(guò)控制水中碳氮比形成的微生物集合體，培養(yǎng)基中增加碳氮比可以刺激異養(yǎng)菌的生長(zhǎng)和增殖，加速無(wú)機(jī)氮同化過(guò)程，促進(jìn)有機(jī)物的利用（Ferreira等，2015）。碳氮比值可以通過(guò)向水中添加額外的有機(jī)碳源或通過(guò)增加飼料中的碳水化合物與蛋白質(zhì)的比值來(lái)控制。因此，本研究旨在評(píng)價(jià)不同碳源和兩種碳氮比生物絮體系統(tǒng)對(duì)羅非魚飼養(yǎng)系統(tǒng)水質(zhì)、生長(zhǎng)性能、飼料利用率、腸道形態(tài)特征和免疫反應(yīng)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采用5×2因子設(shè)計(jì)，即5種不同的碳源和兩個(gè)碳氮比，由10個(gè)生物絮體系統(tǒng)和一個(gè)清水系統(tǒng)（對(duì)照組）構(gòu)成。試驗(yàn)選擇330條（2.7±0.4）g的羅非魚，分為10組。試驗(yàn)用5種不同的有機(jī)碳源，其中糖蜜逐步被小麥粉取代，包括100%糖蜜、75%糖蜜+25%面粉、50%糖蜜+50%面粉、25%糖蜜+75%面粉和100%面粉，這些組合應(yīng)用于兩個(gè)碳氮比，即15∶1和20∶1（表1）。整個(gè)微生物絮體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參考Crab等（2012）的研究方法。

表1 試驗(yàn)處理

1.2 水質(zhì)分析和生長(zhǎng)性能 在試驗(yàn)過(guò)程中測(cè)量各處理的水質(zhì)參數(shù)，包括水溫、溶解氧、電導(dǎo)率和pH，分別用氧氣儀、電導(dǎo)率儀和便攜式pH儀測(cè)定。每周采用分光光度計(jì)法測(cè)定總氨氮、硝酸鹽和亞硝酸鹽。試驗(yàn)8周后，羅非魚饑餓24 h稱重，根據(jù)采食量、體重分析其生長(zhǎng)性能。

1.3 腸道形態(tài)和免疫性能 腸道形態(tài)學(xué)采用顯微鏡法進(jìn)行測(cè)定，腸道切片和著色后，用光學(xué)顯微鏡（放大100倍）觀察并記錄，每組均取前腸三橫截面進(jìn)行形態(tài)學(xué)分析，測(cè)定不同處理組魚的腸絨毛長(zhǎng)度、絨毛直徑、腸腔直徑。試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行采血，分離血清，用試劑盒測(cè)定血清總蛋白、白蛋白、球蛋白含量，參考Ellis（2001）的方法分析血清溶菌酶和溶血活性。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 數(shù)據(jù)采用SPSS軟件進(jìn)行分析，所有數(shù)據(jù)以 “平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤差”表示，對(duì)所有百分比數(shù)據(jù)進(jìn)行反正弦變換，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析前方差齊性。采用兩因素方差分析方法分析碳源和碳氮比及其相互作用對(duì)羅非魚水質(zhì)理化參數(shù)、生長(zhǎng)性能、微生物絮體及羅非魚體成分和免疫反應(yīng)，采用Turkey法進(jìn)行多重比較，P＜0.05作為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 水質(zhì) 由表2可知，時(shí)間效應(yīng)對(duì)3個(gè)參數(shù)均有顯著性影響，說(shuō)明3個(gè)參數(shù)均存在顯著周變化（P＜0.05）。同時(shí)時(shí)間和碳氮比以及時(shí)間和碳源對(duì)各指標(biāo)的影響均有顯著交互效應(yīng)（P＜0.05）。水中亞硝酸鹽和硝酸鹽濃度受碳氮比、碳源組成及其相互作用的顯著影響（P＜0.05），而生物絮凝體組中總氨氮、硝酸鹽和亞硝酸鹽濃度隨碳氮比值的增加而增加。

表2 不同碳源不同生物絮體系統(tǒng)的水含氮參數(shù)及???????????碳氮比 56?d 的數(shù)據(jù)分析??????mg/L

2.2 水理化特性 由表3可知，試驗(yàn)過(guò)程水溫維持穩(wěn)定（27.9～ 28.9℃）（P＞ 0.05），其他物理化學(xué)參數(shù)（包括pH、電導(dǎo)率和溶解氧）受試驗(yàn)處理的顯著影響（P＜0.05）。隨碳氮比的下降，水的pH顯著下降（P＜0.05）。

表3 不同碳源不同生物絮體系統(tǒng)的水理化特性

2.3 生長(zhǎng)性能 由表4可知，處理組較對(duì)照組羅非魚有更好的生長(zhǎng)性能和飼料利用率（P＜0.05）。與對(duì)照組相比，處理組的魚體重增加約71.8%～319.9%。與其他組相比，T5組羅非魚增重（519%）、特定生長(zhǎng)率（3.3%）、豐滿度（1.7%）表現(xiàn)最高（P＜0.05），料重比表現(xiàn)最低（1.0）（P＜0.05），其中碳氮比為15∶1以及以面粉替代糖蜜作為碳源的生長(zhǎng)性能最佳。同時(shí)隨著面粉替代比例的增加，料重比改善顯著（P＜0.05）。

2.4 生物絮體及羅非魚體成分 由表5可知，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，不同處理組生物絮體系統(tǒng)蛋白質(zhì)含量為23%～36.7%，其中碳氮比、碳源及其交互效應(yīng)對(duì)生物絮體系統(tǒng)蛋白質(zhì)、脂肪和灰分含量具有顯著影響（P＜0.05），隨著碳氮比的升高，蛋白質(zhì)和脂肪含量降低，灰分含量升高。

表5 不同碳源和碳氮比對(duì)生物絮體系統(tǒng)成分的影響?%

表4 不同碳源不同生物絮體系統(tǒng)對(duì)羅非魚生長(zhǎng)性能的影響

由表6可知，碳源和碳氮比對(duì)羅非魚機(jī)體蛋白質(zhì)含量均無(wú)顯著影響（P＞0.05），但處理組蛋白質(zhì)含量較對(duì)照組高，而對(duì)照組脂肪含量顯著高于處理組（P＜0.05）。微生物絮體碳氮比和碳源對(duì)羅非魚水分和脂肪含量（P＜0.05）。

表6 不同碳源和碳氮比對(duì)羅非魚體成分的影響?%

2.5 腸道形態(tài) 由表7可知，處理組較對(duì)照組顯著提高了絨毛高度和絨毛直徑（P＜0.05），但對(duì)照組腸腔直徑顯著升高（P＜0.05）。此外，隨著碳氮比和面粉替代糖蜜水平的升高，絨毛高度顯著升高（P＜0.05）。

表7 不同碳源和碳氮比對(duì)羅非魚腸道形態(tài)的影響??????????????????????????????????????μm

2.6 血清免疫參數(shù) 由表8可知，與對(duì)照組相比，處理組提高了血清總蛋白、白蛋白、球蛋白含量及溶菌酶和溶血性活力，其中血清總蛋白含量顯著提高（P＜0.05）。

表8 不同碳源和碳氮比對(duì)羅非魚血清?免疫參數(shù)的影響

3 討論

一般來(lái)說(shuō)，水體中硝酸鹽和亞硝酸鹽濃度分別高于5和60 mg/L時(shí)對(duì)魚的生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生有害影響（Qiao等，2006）。Luo等（2014）發(fā)現(xiàn)，水質(zhì)總氨氮含量波動(dòng)可能是由于含氮微生物細(xì)胞分解，氮以氨氮的形式釋放，導(dǎo)致溶解的氨與絮凝體之間的重復(fù)循環(huán)。本研究中，生物絮凝劑處理組總氨氮、硝酸鹽和亞硝酸鹽濃度較高可能是由于與對(duì)照相比，水分交換減少，導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)積累和礦化率升高，同時(shí)也可能是由于處理組中發(fā)生硝化作用，導(dǎo)致無(wú)機(jī)氮濃度較高。本研究中，隨著碳氮比升高，水的pH顯著下降。造成pH下降的原因可能與微生物群落的生長(zhǎng)、呼吸頻率升高，二氧化碳濃度增加有關(guān)。對(duì)照組（清水）具有相對(duì)較高的溶解氧濃度，但其電導(dǎo)率較低，可能是由于生物絮凝劑的蒸發(fā)和零水交換導(dǎo)致鹽濃度增加（Effendy等，2016）。

Avnimelech和Kochba（2009）報(bào)道，羅非魚每天從生物絮凝劑中吸收的微生物蛋白約為該物種正常蛋白日攝入量的25%，生物絮凝體不僅富含高必需氨基酸和高可消化蛋白，而且含有必需脂肪酸、維生素、礦物質(zhì)、類胡蘿卜素和植物類固醇等生物活性成分。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，微生物絮體組比對(duì)照組具有更好的生長(zhǎng)性能和飼料利用率。此外，微生物絮體組的飼料效率提高，與魚腸道形態(tài)特征的改變（如絨毛長(zhǎng)度和直徑的增加）相吻合，這可能導(dǎo)致這些組的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收更高。微生物絮體和益生菌一樣，可能會(huì)增加絨毛杯狀細(xì)胞的數(shù)量，如果每個(gè)絨毛包含額外的側(cè)向分支表明絨毛上皮細(xì)胞在增生，從而增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，造成腸內(nèi)腔直徑減少（Ali等，2015）。微生物絮體系統(tǒng)是藻類和細(xì)菌的復(fù)雜混合物，用于不同的應(yīng)用，如抗生素、益生菌和益生元，其可以通過(guò)改善腸黏膜結(jié)構(gòu)增加腸道吸收面積，提高生長(zhǎng)性能和飼料利用率。

本試驗(yàn)結(jié)果顯示，處理組較對(duì)照組提高了血清總蛋白、白蛋白和球蛋白水平，以及血清溶菌酶和溶血活動(dòng)。免疫刺激作用，生物絮凝體的高營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及有益菌群（如芽孢桿菌或乳酸菌）的存在均可促進(jìn)培養(yǎng)菌種的免疫能力（Zhao等，2016）。溶菌酶作為一種天然抗生素，通過(guò)刺激補(bǔ)體系統(tǒng)和吞噬細(xì)胞對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌細(xì)胞壁具有直接裂解活性，對(duì)革蘭氏陰性菌具有間接殺菌活性（Saurabh和Sahoo，2008）。此外，研究結(jié)果表明，血清溶菌酶活性隨面粉添加水平的增加而增加，這與Ahmad等（2016）的研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

綜上所述，本研究結(jié)果表明，生物絮體系統(tǒng)可以提高羅非魚的生長(zhǎng)性能、飼料利用率和免疫性能。碳氮比和碳源組成對(duì)生物絮體系統(tǒng)的水質(zhì)及魚生長(zhǎng)和健康性能都有影響。在不同的生絮體組中，碳氮比為15∶1和完全以面粉作為碳源組羅非魚生長(zhǎng)性能最好。此外，建議采用碳氮比為15∶1、面粉替代糖蜜量75%～100%作為碳源作為羅非魚的飼養(yǎng)系統(tǒng)。