蛋白核小球藻与水蕹菜调控对南美白对虾养殖水体及其生长影响的初步研究

何海生，原居林，刘 梅，倪 蒙，顾志敏

(1.上海海洋大学，上海 201306；2.浙江省淡水水产研究所，浙江湖州 313001 )

养殖过程中水质恶化和病害频发问题一直是制约水产养殖产量和经济效益的主要障碍[1-3]，通过接种微藻或种植水生植物来有效调控水质、降低病害发生频率是目前有效确保水产养殖健康发展的重要调控手段之一[4-5]。蛋白核小球藻(Chlorellavulgaris)因具备较好的净化水体效果和较强的繁殖能力在水产养殖中备受养殖户的青睐[6]。水蕹菜(IpomoeaAquatica)作为既能净化水质又能为养殖动物提供庇护场所的一种水生经济作物[7-8]，被广泛应用于水产养殖。目前，关于蛋白核小球藻和水蕹菜对水产养殖动物的调控研究较多，陈刚等[9]研究表明海水小球藻能有效促进大菱鲆(Scophthalmusmsximus)幼鱼的成活率，张云等[10]研究发现利用浮床种植水蕹菜能有效降低养殖克氏原螯虾(Procambarusclarkii)的死亡率，但目前关于微藻和水生蔬菜对南美白对虾(PenaeusVannamei)的调控研究较少。为此，本研究以南美白对虾为试验对象，通过分析接种蛋白核小球藻、种植水蕹菜及二者联合处理3种不同调控方式对养殖水质理化指标、南美白对虾生长特性及免疫相关酶活性的影响，以期为南美白对虾健康养殖提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

蛋白核小球藻藻种购于中国科学院水生生物研究所藻种库，接种于BG-11培养液于温度25 ℃、光照度3 000 Lx、光照周期12 h∶12条件下活化培养，获取对数生长期的蛋白核小球藻用于接种，每15 d接种一次使养殖水体中的藻细胞密度维持在1.0×107cell/L。

水蕹菜购于湖州某市场，在配制的霍格兰营养液中驯化7 d后待长出根部用于试验。试验期间将水蕹菜种植于生态浮床上，使其覆盖面积达到养殖水体的25%。生态浮床采用PVC管和渔网制作，其中PVC管连接成长方形，用透明胶严格密封防止塑料管进水。

1.2 试验方法

试验在浙江省淡水水产研究所玻璃温室中进行。南美白对虾苗种在200 L试验水槽中暂养 15 d后分组称重，初始体重(0.12±0.03) g。

用海水晶配制5‰养殖试验用水100 L装入160 L试验水槽，使用氯制剂消毒，1 d后使用五水合硫代硫酸钠中和多余的氯制剂，淀粉碘化钾检测无残留后曝气24 h后试水虾苗，待确认无显著死亡时，放养试验对虾。设置“对照组、蛋白核小球藻调控组、水蕹菜调控组、菜藻联合处理调控组”4个处理组，每个处理设置3个重复，每槽随机挑选体质健康、规格一致的南美白对虾25尾，试验周期77 d，每7 d采集水样一次，测定水质理化指标。试验各处理组统一设定曝气量，每日投饵量以南美白对虾总重的2%进行喂食，分3次(8:00、14:00、20:00)进行投喂。

1.3 水质指标

1.4 生长及免疫指标

分别在试验开始和结束时测定各处理组南美白对虾体重，并统计试验结束时的存活数量，进而计算特性生长率(SGR)和成活率。试验结束时每个平行试验水槽取9尾南美白对虾的肝胰腺，于-80 ℃冰箱内保存用于测定免疫相关酶。采用南京建成生物工程研究所试剂盒及美国伯腾仪器有限公司的microplate reader Gen5测定总超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽-S转移酶(GST)活性及谷胱甘肽(GSH)含量，具体方法参照其说明书。

增长率=100%×(W末-W始)/W始

特定生长率=100%×(W末-W始)/t

W末：实验终止时体重；W始：实验初始时体重；t：实验周期(d)

1.5 数据处理

结果以平均值±标准差(Mean±SD)表示，采用SPSS 18.0进行单因素方差分析和显著性分析，以P<0.05为差异显著，并采用Origin 8.6作图。

2 结果

2.1 对水质理化指标的影响

图1 养殖过程中和TP的变化

2.2 对南美白对虾生长特性的影响

南美白对虾的生长情况如表1所示。试验结束时，蛋白核小球藻组、水蕹菜组和联合处理组南美白对虾的平均体重分别为对照组的1.089倍、1.186倍和1.588倍，其中联合处理组显著高于其它试验组。而就南美白对虾成活率而言，各处理组成活率具有一定程度提高，其中尤以联合处理组最为突出，成活率较对照组提高了27.27%，较蛋白核小球藻组和水蕹菜组分别提高了24.44%和16.66%。试验结束时，各处理组南美白对虾的增长率和特定生长率的大小依次表现为联合处理组>水蕹菜组>蛋白核小球藻组>对照组，其中联合处理组显著高于其他处理组。

表1 南美白对虾生长变化

注：同行数据间标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

2.3 对南美白对虾肝胰腺免疫相关酶活性的影响

2.3.1 SOD活性变化

南美白对虾肝胰腺SOD活性情况见图2。各处理组南美白对虾肝胰腺SOD活性依次表现为联合处理组>蛋白核小球藻组>水蕹菜组>对照组。其中联合处理组南美白对虾肝胰腺SOD活性显著大于对照组和水蕹菜组，而水蕹菜组和蛋白核小球藻组南美白对虾肝胰腺SOD活性与对照组无显著性差异。

图2 南美白对虾肝胰腺SOD活性变化

2.3.2 GST活性变化

南美白对虾肝胰腺GST活性变化见图3。水蕹菜组南美白对虾肝胰腺GST活性较对照组、蛋白核小球藻组和水蕹菜组分别增加了235.39%、117.19%和176.37%，显著高于其他三组，而其他三个处理组之间无显著差异。

图3 南美白对虾肝胰腺GST活性变化

2.3.3 GSH含量变化

南美白对虾肝胰腺GSH含量变化见图4。联合处理组南美白对虾肝胰腺GSH含量显著高于其他处理组，分别较对照组、蛋白核小球藻组和水蕹菜组增加了1 376.69%、674.24%和180.60%；水蕹菜组南美白对虾肝胰腺GSH含量显著高于对照组和蛋白核小球藻组，分别增加了426.26%和175.92%。

图4 南美白对虾肝胰腺GSH含量变化

2.3.3 南美白对虾肝胰腺CAT活性变化

南美白对虾肝胰腺CAT活性变化情况见图5。试验结束时，水蕹菜组和联合处理组南美白对虾肝胰腺CAT活性分别较对照组增加了128.84%和 86.96%，差异显著。蛋白核小球藻组南美白对虾肝胰腺CAT活性与其他处理组无显著差异。

图5 南美白对虾肝胰腺CAT活性变化

3 讨论

3.1 接种蛋白核小球藻和种植水蕹菜对南美白对虾养殖水质的影响

3.2 接种蛋白核小球藻和种植水蕹菜对南美白对虾生长特性的影响

目前国内外关于接种微藻和种植水生植物对养殖动物生长特性的影响研究说法不一，Sangsa等[23]研究发现在南美白对虾养殖中添加海洋牟勒氏角毛藻和球等鞭金藻制备的活藻剂能有效促进幼体虾的成活率并促进其快速生长。陈家长等[19]研究水蕹菜与鲫(Carassiusauratus)共生养殖时发现鱼菜共生养殖塘的鲫成活率和产量均显著提高，而且养殖水体的水质也明显得到改善[24]。胡振雄[25]和Ju等[26]研究发现种植水蕹菜和实施微藻调控能显著提高南美白对虾养殖产量和生长速度。但喻雪均[27]研究发现微藻密度过高会抑制南美白对虾的成活，可能是藻密度过大造成夜间水体溶解氧的缺乏进而影响南美白对虾的成活[28]。本研究发现，各处理组均能有效促进南美白对虾的生长和提高其增长率及成活率，且菜藻联合处理效果最优。分析原因，一方面水生蔬菜和微藻能有效降低水体中有毒有害物质，为其生长提供良好的环境；另一方面，可能是水生蔬菜发达的根系为养殖动物提供庇护场所[29]，且根系能集聚着大量微藻、微生物、原生动物以及有机质[30]，可以为南美白对虾提供生物饵料，增强其免疫力，从而促进其快速生长。而谭洪新等[31]也研究发现硝化型生物絮团能有效提高南美白对虾成活率和生长速度，从而降低养殖成本。

3.3 接种蛋白核小球藻和种植水蕹菜对南美白对虾肝胰腺免疫相关酶活性的影响

大量研究表明，接种微藻和种植水生植物能够显著改善养殖动物免疫酶活性。黄翔鹄等[32,33]研究结果表明引入微藻可以显著提供南美白对虾酚氧化酶、溶菌酶、抗菌酶的活性。史丽娜等[34]研究认为鱼腥草浮床可明显提高罗非鱼非特异免疫能力。本研究中，蛋白核小球藻、水蕹菜及其联合处理对南美白对虾免疫相关酶活性均有促进作用，其中，菜藻联合处理对促进南美白对虾肝胰腺SOD活性效果最佳，水蕹菜对南美白对虾肝胰腺GST和CAT活性促进效果最佳，而蛋白核小球藻对南美白对虾肝胰腺免疫相关酶活均有促进作用，但其效果均低于水蕹菜和菜藻联合处理组，这与水蕹菜和联合处理处理组具有更好的水质指标结果相一致。分析原因，可能与水蕹菜处理使养殖水体获得了更优的水质和促进有益菌团的形成，从而提高了南美白对虾免疫力有关[35]。与Li等[36]研究的益生菌对南美白对虾的SOD活性无促进作用的结果相反，原因可能益生菌种的不同，而与郝凯[37]研究的益生菌能有效促进南美白对虾免疫活性结果相一致。