養殖密度對墨吉明對蝦生長、代謝和免疫的影響

劉慧玲，郭文俊，王成桂，牛瀟瑜，楊世平，孫成波

( 廣東海洋大學 水產學院，廣東省水產經濟動物病原生物學及流行病學重點實驗室暨水產經濟動物病害控制廣東省普通高等學校重點實驗室，廣東 湛江 524088 )

對蝦養殖業是我國水產養殖業中重要的產業之一，主要養殖品種為凡納濱對蝦(Litopenaeusvannamei)，約占我國海水養殖對蝦產量的75%。近年來，疾病頻發、良種匱乏和養殖成本不斷提高影響和制約了凡納濱對蝦養殖業的發展[1]。因此，研究和推廣南方本土品種來優化對蝦養殖產業結構勢在必行。墨吉明對蝦(Fenneropenaeusmeiguiensis)，屬十足目、對蝦科、明對蝦屬，俗稱大明蝦、大蝦等，在我國廣東、廣西和海南等海區均有分布，是我國20世紀80年代重要的對蝦養殖本土品種之一[2]。墨吉明對蝦個體大、肉質鮮美、食用價值高，是中國傳統的名貴海鮮。自20世紀70年代起，我國科技工作者相繼開展了墨吉明對蝦的繁殖生物學、育苗技術和養殖等研究[3-5]，本實驗室也對其繁殖、育種和生態習性等進行過系列研究，希望能盡快地實現規模化養殖，優化我國對蝦養殖產業結構。

高密度養殖是提高單位養殖面積產量的有效方式，同時也是水產養殖中最常見的慢性脅迫因子之一，過高的密度可以降低水生動物的生長率及代謝酶、免疫酶活性等，而適宜的養殖密度可以提高水生動物養殖的成功率和養殖效益[6-12]。凡納濱對蝦體內酚氧化物酶、溶菌酶和堿性磷酸酶的活性隨著養殖密度的增加而降低，而體內自由基含量則隨著養殖密度增加而增加[6]。養殖密度越高，對蝦攝食越多，也會產生更多的糞便和排泄物，水體中的氨氮、亞硝態氮等有害物質也會增加，從而影響養殖水體的水質[7-8]。有關在水質穩定的情況下，養殖密度對墨吉明對蝦代謝酶和免疫酶活性影響的研究尚未見報道。因此，筆者以墨吉明對蝦為研究對象，探討養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺以及肌肉組織代謝酶和免疫酶的影響，以期為墨吉明對蝦的健康養殖提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

墨吉明對蝦采自廣東海洋大學東海島海洋生物基地，為本實驗室自行培育，體質量(1.89±0.26) g。挑選無損傷、健康、大小均勻、活力強的個體作為試驗用蝦。養殖用水為經過沉淀、砂濾的自然海水，鹽度為28。對蝦餌料為粵海牌南美白對蝦2號飼料(蛋白質含量約42%，營養素包括維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素B12、維生素A、維生素E、維生素D3、維生素K、煙酸、泛酸等)。

1.2 試驗設計和日常管理

本試驗于1 m3的玻璃鋼桶中進行，桶底面積1 m2，裝入海水0.6 m3，鹽度28±0.5。設定墨吉明對蝦的養殖密度分5個梯度，分別為60、90、120、150、180尾/m2，每個試驗梯度設置3個平行組，將墨吉明對蝦隨機分到各個試驗桶中，養殖15 d。試驗期間，日投餌3次，分別在6:00、12:00、18:00進行，投喂的飼料量為對蝦整體質量的8%～10%，根據養殖對蝦的攝食情況對投喂量進行增減調整。養殖期間，連續充入空氣，保證水體中氧氣的充足。每日用虹吸法進行吸污1次，并補充新鮮海水，日換水量約為試驗水體的1/3。水溫(28±1) ℃，pH 8.0±0.2。

1.3 樣品采集和指標測定

隨機選取處于蛻皮間期的墨吉明對蝦5尾，置于冰上，解剖并取出對蝦的肝胰腺和肌肉組織，濾紙吸干水分，按照組織質量，以1∶9(m/V)比例加入pH 7.4的50 mmol/L預冷(約4 ℃)的Tris-HCl勻漿緩沖液，在冰浴下充分勻漿，于4 ℃，5055 r/min離心15 min，取上清液放入-80 ℃冰箱內保存，用于各項指標的測定。

超氧化物歧化酶、堿性磷酸酶、酸性磷酸酶、谷草轉氨酶、谷丙轉氨酶以及琥珀酸脫氫酶活性的測定均采用南京建成生物科技有限公司的試劑盒進行，測定方法按照試劑盒說明書操作。

用電子天平(精度0.01 g)稱量墨吉明對蝦體質量，質量增加率(wWGR，%)和特定生長率(RSG，%/d)按下式計算：

wWGR=(m2-m1)/m1×100%

RSG= [(lnm2-lnm1)/(t2-t1)]×100%

式中，m1、m2分別為時間t1、t2時墨吉明對蝦的平均體質量(g)。

1.4 數據處理

本試驗結果應用了SPSS 17.0軟件進行數據統計和方差分析，用Duncan′s法進行多重比較，試驗結果用平均值±標準誤表示，顯著性水平設為0.05。

2 結 果

2.1 密度對墨吉明對蝦生長和存活的影響

在養殖密度為90尾/m2時，墨吉明對蝦的質量增加率最高(P<0.05)(表1)，說明在此養殖密度下墨吉明對蝦生長速率最快，但當養殖密度大于90尾/m2時，隨著養殖密度的增加，墨吉明對蝦的質量增加率隨之下降。在養殖密度為180尾/m2時，墨吉明對蝦的質量增加率達到最低值。試驗期間，各組對蝦存活率均為100%。

表1 養殖密度對墨吉明對蝦生長和存活的影響Tab.1 Effect of stocking density on growth and survival rate of banana prawn F. meiguiensis

2.2 密度對墨吉明對蝦代謝酶的影響

2.2.1 養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中谷草轉氨酶活性的影響

養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中谷草轉氨酶活性有顯著的影響(P<0.05)(圖1)。隨著養殖密度的增加，肝胰腺中谷草轉氨酶的活性呈下降趨勢。當養殖密度大于90尾/m2時，肝胰腺中谷草轉氨酶活性均低于養殖密度60尾/m2和90尾/m2試驗組。當養殖密度為180尾/m2時，肝胰腺中谷草轉氨酶活性呈顯著下降的趨勢(P<0.05)。隨著養殖密度的增加，肌肉中的谷草轉氨酶的活性呈先升后降趨勢(圖1)。當養殖密度為150尾/m2時，肌肉中的谷草轉氨酶活性達到最大值，而養殖密度為180尾/m2時，肌肉中的谷草轉氨酶活性出現顯著下降(P<0.05)。

圖1 養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中谷草轉氨酶活性的影響Fig.1 The effects of stocking density on the activity of glutamic-oxalacetic transaminase in hepatopancreas and muscle of banana prawn F. merguiensis同一系列中不同字母表示不同養殖密度條件下同一組織中酶活性差異顯著(P<0.05)；下同.Means with the different letters in the same column are significant difference in the same tissue at the different stocking densities (P<0.05); et sequentia.

2.2.2 養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中谷丙轉氨酶活性的影響

養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中谷丙轉氨酶活性有顯著的影響(P<0.05)(圖2)。隨著養殖密度增加，肝胰腺中谷丙轉氨酶活性呈先升后降趨勢；養殖密度為90尾/m2時，肝胰腺中的谷丙轉氨酶活性達最大；而養殖密度為180尾/m2時，肝胰腺中的谷丙轉氨酶活性最低。隨著養殖密度的增加，肌肉中谷丙轉氨酶活性呈下降趨勢，在養殖密度150尾/m2和180尾/m2間，肌肉中谷丙轉氨酶活性無顯著差異(P>0.05)。

圖2 養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中谷丙轉氨酶活性的影響Fig.2 The effects of stocking density on the activity of glutamic-pyruvic transaminase in the hepatopancreas and muscle of banana prawn F. merguiensis左側坐標軸表示肝胰腺中的酶活性，右側坐標軸表示肌肉中的酶活性；下同.The enzyme activities in the hepatopancreas are showed in the left axis, and the enzyme activities in the muscle are showed in the right axis； et sequentia.

2.2.3 養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中琥珀酸脫氫酶活性的影響

養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中琥珀酸脫氫酶活性有顯著的影響(P<0.05)(圖3)。隨著養殖密度的增加，肝胰腺中的琥珀酸脫氫酶活性整體呈先升后降的趨勢；當養殖密度為120尾/m2時墨吉明對蝦肝胰腺中琥珀酸脫氫酶活性達最大；隨著養殖密度的繼續增加，肝胰腺中琥珀酸脫氫酶活性逐漸下降。肌肉內琥珀酸脫氫酶活性隨養殖密度增加呈下降趨勢；在養殖密度60尾/m2和90尾/m2組間，肌肉中琥珀酸脫氫酶活性無顯著性差異(P>0.05)；當養殖密度為180尾/m2時，肌肉中的琥珀酸脫氫酶活性最低。

圖3 養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中琥珀酸脫氫酶活性的影響Fig.3 The effects of stocking density on the activity of succinate dehydrogenase in the hepatopancreas and muscle of banana prawn F. merguiensis

2.3 養殖密度對墨吉明對蝦免疫酶活性的影響

2.3.1 養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中堿性磷酸酶活性的影響

養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中堿性磷酸酶活性有顯著的影響(P<0.05)(圖4)。肝胰腺內堿性磷酸酶活性隨養殖密度增加而上升，在120尾/m2時達到峰值，隨后酶活性隨著養殖密度增加而下降，在180尾/m2時達到最低值。肌肉內的堿性磷酸酶活性呈先降后升趨勢；隨著養殖密度增加，肌肉內堿性磷酸酶活性下降，在養殖密度為90尾/m2時達到最低值；當養殖密度為120～180

圖4 不同養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中堿性磷酸酶活性的影響Fig.4 The effects of stocking density on the activity of alkaline phosphatase in the hepatopancreas and muscle of banana prawn F. merguiensis

尾/m2時，肌肉內堿性磷酸酶活性呈上升趨勢，但上升幅度較小，3個養殖密度梯度之間的墨吉明對蝦肌肉內的堿性磷酸酶活性并無顯著差異。

2.3.2 養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中酸性磷酸酶活性的影響

養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中酸性磷酸酶活性有顯著的影響(P<0.05)(圖5)。肝胰腺內酸性磷酸酶的活性隨著養殖密度的增加先降后升；在養殖密度為90～150尾/m2時，酸性磷酸酶活性處于相對穩定水平，無顯著變化；在養殖密度為150尾/m2時達到最低值；當養殖密度為180尾/m2時，酸性磷酸酶活性急劇上升。肌肉內酸性磷酸酶活性隨著養殖密度增加呈先降后升的趨勢；在養殖密度為60～90尾/m2時，酸性磷酸酶活性迅速大幅度下降；在養殖密度為90～150尾/m2時酸性磷酸酶活性呈輕微下降的趨勢；在養殖密度為150尾/m2時達到最低值。

圖5 養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中酸性磷酸酶活性的影響Fig.5 The effects of stocking density on the activity of acid phosphatase in the hepatopancreas and muscle of banana prawn F. merguiensis

2.3.3 養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中超氧化物歧化酶活性的影響

養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中超氧化物歧化酶活性有顯著的影響(P<0.05)(圖6)。隨著養殖密度增加，肝胰腺內超氧化物歧化酶活性整體呈上升的趨勢；在密度為60～90尾/m2時，肝胰腺內超氧化物歧化酶活性較低；90～150尾/m2時，隨著養殖密度的增加，超氧化物歧化酶活性隨之上升；當養殖密度為120～150尾/m2時超氧化物歧化酶活性達到最高值，隨后在養殖密度為180尾/m2時輕微下降。隨著養殖密度的增加，肌肉內超氧化物歧化酶活性整體呈先降后升的趨勢；當密度為60～90尾/m2時，其肌肉內超氧化物歧化酶活性無顯著變化；在養殖密度為90～150尾/m2時持續下降至最低值；在養殖密度為180尾/m2時迅速上升。

圖6 養殖密度對墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中超氧化物歧化酶活性的影響Fig.6 The effects of stocking density on the activity of superoxide dismutase in the hepatopancreas and muscle of banana prawn F. merguiensis

3 討 論

3.1 養殖密度對凡納濱對蝦生長性能的影響

水生動物的生長速度、成活率等均會受到養殖密度的影響，所以選擇合適的養殖密度對于水產養殖而言尤為重要[6-14]。關于養殖密度對對蝦生長的影響已有報道。Arnol等[15-16]研究發現，隨著對蝦養殖密度增加，斑節對蝦(Penaeusmonodon)、凡納濱對蝦的生長速度減慢、質量增加率降低；錢佳慧等[9]在工廠化養殖條件下，發現當墨吉明對蝦養殖密度為120尾/m2時，生長性能指標最佳。本試驗結果顯示，在室內養殖條件下，當養殖密度為90尾/m2時，墨吉明對蝦的質量增加率最高，說明在此養殖密度下墨吉明對蝦生長速率最快。而養殖密度為60尾/m2時，墨吉明對蝦生長速度并不是最高的。在其他種類的試驗中也發現了類似的結果，養殖密度過低或過高均會對養殖動物的生長產生抑制[7,17]。這種結果可能與低密度養殖條件下，對蝦的活動空間大，無形中降低了對飼料的利用率(餌料系數較高)，從而影響到群體生長有關；也可能與低密度養殖條件下，投餌量相對較小，飼料相對不易獲得，對蝦需要花費更多的能量來尋找食物，從而影響到生長有關。本試驗主要目的是探討養殖密度對代謝和免疫的影響，試驗周期比較短，試驗期間對蝦會蛻殼2～4次，而對蝦的體質量呈階梯式增長模式，蛻殼的次數會直接影響到對蝦的生長數據，因此，本試驗的生長數據僅作為參考。

3.2 養殖密度對凡納濱對蝦代謝的影響

對蝦在環境變化前期的生理生化各項指標均呈現波動變化趨勢，至15 d后趨于穩定[18]。Hu等[19]在研究溫度對厚殼貽貝(Mytiluscoruscus)相關指標時，也選擇養殖時間為14 d。為避免因不同養殖密度對蝦的生長速度不同，造成養殖一段時間后不同養殖密度下對蝦體質量會出現明顯差異，從而導致對蝦生理生化指標出現差異，影響試驗結果，筆者選擇各項指標趨于穩定的試驗時間(15 d)進行指標測定。谷草轉氨酶、谷丙轉氨酶和琥珀酸脫氫酶均是重要的代謝酶，其中谷草轉氨酶和谷丙轉氨酶主要分布在生物體的細胞粒和細胞漿中，在氨基酸代謝過程中起著氨基轉移酶的作用，由其活性的高低可以推斷出蛋白質合成與分解速率的狀況[20]，是對蝦健康與否的重要指標之一[21]。琥珀酸脫氫酶是整個三羧酸循環中唯一一種與線粒體內膜相結合的酶，是三羧酸循環在線粒體內發生的標志酶[20]，而三羧酸循環正是動物體內能量代謝的主要途徑之一，其活性大小代表了動物體內有氧代謝的水平[22]。山梨醇可以有效提高凡納濱對蝦無水運輸的存活率，提高對蝦肝胰腺琥珀酸脫氫酶活性，添加山梨醇后凡納濱對蝦有氧呼吸強度高，機體對氧的攝取和利用效率更高[23]。肝胰腺不僅是消化器官，也是甲殼動物生物轉化的主要場所[24]。因此，筆者測定了墨吉明對蝦肝胰腺和肌肉中谷草轉氨酶、谷丙轉氨酶和琥珀酸脫氫酶的活性水平，用以評估對蝦體內代謝水平。結果顯示，當養殖密度為90尾/m2時，墨吉明對蝦的肝胰腺中的谷草轉氨酶和谷丙轉氨酶的活性均最高。谷丙轉氨酶等酶活性的增加，表明氨基酸代謝最為旺盛[25]。在養殖密度為180尾/m2時，墨吉明對蝦的肝胰腺和肌肉中的谷草轉氨酶和谷丙轉氨酶的活性均出現下降的趨勢，說明養殖密度對墨吉明對蝦造成了一定脅迫，影響到了對蝦的代謝。當養殖密度為120尾/m2時，墨吉明對蝦的肝胰腺和肌肉中的琥珀酸脫氫酶的活性均高于養殖密度180尾/m2組，說明在此密度下，對蝦的有氧代謝能力強于高密度組。不適的溫度會導致露斯塔野鯪(Labeorohita)[26]肝臟中谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶活性下降，也會導致凡納濱對蝦[27]鰓、肌肉和肝胰腺中琥珀酸脫氫酶活性下降。因此，不適宜的溫度、養殖密度等環境因素均會引起水產動物代謝紊亂。

3.3 養殖密度對凡納濱對蝦免疫的影響

酸性磷酸酶和堿性磷酸酶均是評估對蝦等水生動物免疫力的可靠參數[28]。超氧化物歧化酶在生物體內同樣起著重要的作用，當動物體內超氧化物歧化酶活性顯著上升時，說明動物體內有大量有毒害作用的氧自由基[29]。由試驗結果可知，墨吉明對蝦肝胰腺中的堿性磷酸酶和超氧化物歧化酶活性在60～120尾/m2密度間呈上升趨勢，與肝胰腺中琥珀酸脫氫酶活性變化趨勢相近。與不同養殖密度下團頭魴(Megalobramaamblycephala)[30]血清中堿性磷酸酶活性的變化趨勢相近。表明肝胰腺中堿性磷酸酶和超氧化物歧化酶在抵抗密度壓力過程中起著重要的作用。肌肉中的酸性磷酸酶、堿性磷酸酶和超氧化物歧化酶的活性均呈先降后升的趨勢，當密度為180尾/m2時，其酶均出現大幅上升的趨勢，說明隨著養殖密度的增加，密度脅迫產生的壓力也逐漸增加，消耗掉肌肉中的相關免疫酶，一旦密度脅迫超出機體的正常承受范圍，機體就會通過加大相關酶的合成來抵抗脅迫。高密度養殖的凡納濱對蝦稚蝦肌肉堿性磷酸酶和超氧化物歧化酶活性高于中密度組[6]。有研究發現，高密度養殖的大西洋鮭(Salmosalar)[31]體內的堿性磷酸酶活性也出現上升，同樣說明高密度養殖時，水生動物遭受著較高的環境壓力。

4 結 論

綜上所述，當養殖密度為90尾/m2時，墨吉明對蝦質量增加率、代謝能力與免疫力均處于較高水平，但實際經濟效益過低。當養殖密度在180尾/m2時，其代謝酶和免疫酶均出現了異常的變化，說明養殖密度180尾/m2不適宜墨吉明對蝦的生長和抗病。因此，筆者認為，在本試驗的墨吉明對蝦規格條件下，其適宜的養殖密度不應超過150尾/m2。