为探究酵母培养物(YC)在对虾养殖中的应用效果,本研究评估了饲料中添加YC对凡纳对虾(Penaeus vannamei)生长性能、肌肉营养品质、免疫和消化功能及肠道微生物群落组成的影响。实验持续56 d,以不添加YC为对照组(CK),YC(5‰)组和YC(10‰)组分别添加5‰和10‰的YC。结果表明,饲料中添加YC能够提高对虾产量、降低投饵系数,同时维持肝胰腺和肠道结构完整,其中10‰的添加效果最优。28 d时,YC(5‰)组粗蛋白含量显著高于其他两组(P<0.05)。56 d时,各组蛋白质质量为YC(5‰)组>CK组>YC(10‰)组。养殖实验结束时,YC(10‰)组肝胰腺胰蛋白酶和脂肪酶活性、肠道淀粉酶活性均显著高于CK组(P<0.05)。同时,YC(10‰)组对虾血清中的总抗氧化能力,超氧化物歧化酶、过氧化物酶、溶菌酶及多酚氧化酶活性均显著高于CK组(P<0.05)。YC(5‰)组和YC(10‰)组中弧菌科丰度呈下降趋势。功能预测分析表明YC(5‰)组的肠道微生物在氨基酸运输与代谢等关键功能上得到增强。综上,饲料中添加YC能够提高凡纳对虾生长性能、改善肌肉营养品质、增强免疫与消化功能、调节肠道微生物群落组成。
关键词:凡纳对虾;酵母培养物;生长性能;免疫功能;营养品质;肠道菌群
如表3所示,YC(10‰)组的产量显著高于CK组(P<0.05),饵料系数极显著低于CK组(P<0.01)。尽管各组终末体长、体重、特定生长率、相对增重率及存活率无显著差异(P>0.05),但除终末体长外,YC(10‰)组其他指标均高于其余两组。
各组凡纳对虾肝胰腺组织切片如图1所示。28d时,各组对虾肝胰腺组织形态均保持良好状态,吸收细胞与分泌细胞分布均匀,数量比例协调,肝小管结构完整、边界清晰,两类细胞排列紧密、形态规则,未观察到肝小管扩张或萎缩等退行性变化,整体组织结构稳定。56d时,CK组的肝胰腺组织出现明显的改变,肝小管的排列紧密性降低,YC(5‰)组吸收细胞数量降低,但肝小管的基本结构仍保持相对完整。YC(10‰)组的肝胰腺组织仍维持着较好的结构完整性,吸收细胞与分泌细胞的数量比例保持稳定,细胞排列相对整齐,未出现明显的细胞数量减少或形态损伤。
图1.对虾肝胰腺组织H&E染色切片
Figure 1. H&E-stained section of hepatopancreas tissue of shrimp.
注:(a)28d CK组;(b)28d YC(5‰)组;(c)28d YC(10‰)组;(d)56d CK组;(e)56d YC(5‰)组;(f)56d YC(10‰)组。
B:分泌细胞;R:吸收细胞
凡纳对虾肠道组织切片如图2所示。28d时,CK组与YC(5‰)组肠绒毛排列相对疏松,形态略显松散。YC(10‰)组肠绒毛排列相对紧密、整齐,绒毛结构清晰,形态完整,上皮细胞排列有序,固有层结构致密,整体呈现出更优的组织形态。56d时,CK组肠绒毛结构的整齐度降低,YC(5‰)组与YC(10‰)组较好地维持了肠道结构,其中YC(5‰)组效果最为明显,其肠绒毛结构完整,形态规则,肠腔结构保持清晰。
图2.对虾肠道组织H&E染色切片
Figure 2. H&E-stained section of intestinal tissue of shrimp.
注:(a)28d CK组;(b)28d YC(5‰)组;(c)28d YC(10‰)组;(d)56d CK组;(e)56d YC(5‰)组;(f)56d YC(10‰)组。
各组对虾肌肉营养组分如表4所示。在28 d YC(5‰)组的粗蛋白含量显著高于CK组和YC(10‰)组(P<0.05)。各组间水分、粗脂肪、粗灰分无显著性差异(P>0.05)。养殖实验末期,各组间粗蛋白、水分、粗脂肪和粗灰分均无显著性差异(P>0.05)。
28 d时,AAS与CS结果表明,CK组、YC(5‰)组及YC(10‰)组中赖氨酸评分均为最高,而PDCAAS结果中苯丙氨酸+酪氨酸评分最高(表5)。AAS与CS结果中,CK组与YC(10‰)组的第一、第二限制氨基酸依次为缬氨酸与含硫氨基酸,YC(5‰)组则相反。PDCAAS结果显示三组中第一限制氨基酸均为缬氨酸,第二限制氨基酸在CK组与YC(10‰)组中为异亮氨酸,YC(5‰)组中为含硫氨基酸。对虾肌肉EAAI结果为CK组>YC(5‰)组>YC(10‰)组,表明CK组对虾蛋白质质量优于YC添加组。
56 d时,AAS与CS均显示CK组、YC(5‰)组及YC(10‰)组中赖氨酸评分最高,而PDCAAS结果中苯丙氨酸+酪氨酸评分最高(表6)。AAS结果中,各组第一限制氨基酸均为缬氨酸,第二限制氨基酸在CK组与YC(5‰)组中为异亮氨酸,YC(10‰)组中为含硫氨基酸。CS结果中,各组第一、第二限制氨基酸依次为缬氨酸与含硫氨基酸。PDCAAS结果显示各组第一限制氨基酸均为缬氨酸,第二限制氨基酸在CK组为异亮氨酸,在YC(5‰)组和YC(10‰)组中均为亮基酸。EAAI顺序为YC(5‰)组>CK组>YC(10‰)组,表明YC(5‰)组蛋白质质量最优。
对虾肝胰腺消化酶活性变化如图3(a-c)所示。在整个养殖周期内,各组淀粉酶活性均无显著差异(P>0.05)。28 d时,各组胰蛋白酶活性无显著差异(P>0.05),但56 d时YC(10‰)组的胰蛋白酶活性显著高于CK组(P<0.05)。56 d时,YC(10‰)组脂肪酶活性显著高于YC(5‰)组和CK组(P<0.05)。
对虾肠道消化酶活性变化如图3(d-f)所示。28 d时,各组淀粉酶活性无显著差异(P>0.05),而56 d时YC(10‰)组淀粉酶活性显著高于CK组(P<0.05)。28 d时,各组胰蛋白酶活性无显著差异(P>0.05),但56 d时YC(5‰)组显著高于CK组和YC(10‰)组(P<0.05)。28 d时,YC(10‰)组脂肪酶活性显著高于CK组(P<0.05),但至56 d,各组无显著差异(P>0.05)。
图3.养殖过程中对虾肝胰腺、肠道消化酶活性的变化
Figure 3. Changes in digestive enzyme activities of hepatopancreas and intestine of shrimp during the culture period.
注:(a)对虾肝胰腺α-淀粉酶;(b)对虾肝胰腺胰蛋白酶;(c)对虾肝胰腺脂肪酶;(d)对虾肠道α-淀粉酶;(e)对虾肠道胰蛋白酶;(f)对虾肠道脂肪酶。不同组间差异用*(P<0.05),**(P<0.01),***(P<0.001)标记。下同。
如图4所示,28 d时,YC(10‰)组对虾血清TAOC显著高于CK组(P<0.05)。56 d时,各组TAOC无显著差异(P>0.05)。28 d时,YC(10‰)组CAT活性显著高于其余两组(P<0.05),但56d时,各组无显著差异(P>0.05)。整个实验阶段,各组LZM活性在呈上升趋势,且在56 d时,YC(10‰)组显著高于CK组(P<0.05)。整个实验阶段,YC(10‰)组SOD活性显著高于其他两组(P<0.05)。28 d时,各组POD活性无显著差异(P>0.05),而56d时,YC(10‰)组显著高于另外两组(P<0.05)。各组PPO活性呈增长趋势,28 d时YC(10‰)组显著高于CK组(P<0.05),56 d时YC(10‰)组显著高于所有其他两组(P<0.05)。
图4.养殖过程中各组对虾血清免疫酶活性的变化
Figure 4. Changes in serum immune enzyme activities of shrimp in each group during the culture period.
肠道微生物群落Alpha、Beta多样性分析结果如图5所示。28 d时,YC的添加未对对虾肠道微生物群落丰富度(ACE、Chao指数)及多样性(Shannon指数)产生显著影响(P>0.05)。而基于ASV水平的主坐标分析(PCoA)结果显示,不同组的对虾肠道微生物群落结构呈现出显著差异(P<0.05)。56 d时,YC的添加显著降低了肠道微生物群落丰富度(ACE、Chao指数,P<0.05),虽未对多样性(Shannon指数)产生显著影响(P>0.05),但Shannon指数呈现出明显的降低趋势。PCoA分析结果表明,各组间的肠道微生物群落结构未表现出显著差异(P>0.05)。
图5.肠道微生物群落Alpha、Beta多样性分析
Figure 5. Alpha and Beta diversity analysis of the intestinal microbial community.
注:(a)28d Ace指数;(b)28d Chao指数;(c)28d Shannon指数;(d)56d Ace指数;(e)56d Chao指数;(f)56d Shannon指数;(g)28d PCoA指数;(h)56d PCoA指数。
如图6所示,28 d时各组科水平上主要微生物有副球菌科(Paracoccaceae)、弧菌科(Vibrionaceae)、黄杆菌科(Flavobacteriaceae)。其中,YC(5‰)组副球菌科相对丰度显著高于CK组(P<0.05),CK组腐旋菌科(Saprospiraceae)相对丰度显著高于YC(5‰)组和YC(10‰)组(P<0.05)。另外,YC(5‰)组和YC(10‰)组弧菌科丰度明显低于CK组,但未表现出显著性差异(P>0.05)。
56 d时,各组科水平上主要微生物为副球菌科。其中,YC(10‰)组类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)相对丰度显著高于YC(5‰)组(P<0.05),CK组泥杆菌科(Chthoniobacteraceae)相对丰度显著高于YC(5‰)组(P<0.05)。YC(10‰)组支原体科(Mycoplasmataceae)、迪米奎菌科(Demequinaceae)、芽孢杆菌科(Bacillaceae)丰度明显高于其他两组,YC(5‰)组和YC(10‰)组弧菌科丰度明显低于CK组,但均未显现出显著性差异(P>0.05)。
图6.对虾肠道微生物群落组成与差异
Figure 6. Composition and differences of the intestinal microbial community of shrimp.
注:(a)28 d时科水平微生物群落相对丰度;(b) 56 d时科水平微生物群落相对丰度;(c) 28 d时科水平微生物群落差异性分析;(d) 56 d时科水平微生物群落差异性分析。
对虾肠道微生物PICRUSt2功能预测分析结果如图7所示。28 d时,各组中氨基酸运输和代谢(Amino acid transport and metabolism)(CK:10.57%、5‰:11.69、10‰:11%)的相对丰度最高,其次依次为能量生成和转化(Energy production and conversion)、翻译与核糖体结构和生物发生(Translation, ribosomal structure and biogenesis)、细胞壁/膜/包膜生物发生(Cell wall/membrane/envelope biogenesis)。其中,YC(5‰)组在氨基酸运输和代谢功能上的相对丰度高于CK组和YC(10‰)组。而YC(10‰)组在翻译与核糖体结构和生物发生功能方面的相对丰度则高于CK组和YC(5‰)组。
56d时,PICRUSt2功能预测结果显示,氨基酸运输和代谢(CK:11.04%、5‰:11.87、10‰:11.38%)的相对丰度最大,其次依次是能量生成和转化、翻译与核糖体结构和生物发生、无机离子输运与代谢(Inorganic ion transport and metabolism),其中YC(5‰)组的氨基酸运输和代谢功能上的相对丰度高于CK组和YC(10‰)组。
图7.对虾肠道微生物功能预测
Figure 7. Functional prediction of intestinal microbiota of shrimp.
注:(a)28 d;(b)56 d.
康老师:17362180745

