茶皂素在刺参苗期对玻璃海鞘杀除效果的研究

韩莎 李成林 胡炜 赵斌 姚琳琳 王琦

(山东省海洋生物研究院，山东省海水养殖病害防治重点实验室，山东青岛 266104)

近年来，随着我国刺参养殖产业的高速发展，养殖敌害问题日趋突出[1-2]，一定程度上影响了产业的高效健康发展，如何有效防控敌害生物已成为困扰刺参养殖者的问题。玻璃海鞘(Cionaintestinalis)作为刺参育苗系统中常见的危害较大的敌害生物，不仅与刺参争夺生活空间和饵料，而且会消耗水体中的溶解氧并排泄大量代谢物，从而抑制刺参的生长，影响刺参苗种培育的产量和质量[3]。一直以来，清除玻璃海鞘的首选做法是采用人工分拣，但传统方式不仅费工费时费力，而且很难清除干净，在操作过程中还极易引起参苗的应激反应，从而影响刺参苗种的正常摄食和生长。目前在刺参苗期生产中有效防控及清除玻璃海鞘的技术和方法仍然不多，尤其是能够有效杀除玻璃海鞘又对刺参无明显不良影响的绿色药物尚不多见。

茶皂素(tea saponin)又名茶皂苷，是从山茶属(Cameuia)植物中提取的纯天然活性物质，尤其在茶籽中含量最多。已有研究证实，茶皂素在农业生产上可作为清塘剂、杀虫剂、生长调节剂、抗应激剂等[4-5]，其效果优良，对环境友好。目前尚未见采用茶皂素杀除玻璃海鞘的研究报道。本试验旨在研究茶皂素对玻璃海鞘的杀除效果，探究最适杀除质量浓度和最佳作用时间，以加快有效杀除玻璃海鞘绿色药物的研究开发，为刺参苗期有效防控和清除玻璃海鞘提供理论依据和技术参考，推进刺参工厂化育苗和养殖生产的高效绿色发展。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验用药品为市购的天然高纯度茶皂素(即茶籽粉)，实验室用，呈浅棕色，粉末状，茶皂素有效含量(质量分数)为80%。

附有玻璃海鞘和刺参苗种的波纹板框采集于山东省海洋生物研究院种质资源中心鳌山试验基地。玻璃海鞘个体直径5～12 mm，参苗规格为(0.30±0.08)g。将附有参苗及玻璃海鞘的波纹板置于0.2 m3的玻璃钢水槽中，24 h充气，待刺参苗种适应48 h后进行试验。试验海水为经过沙滤的天然海水，水温24.8～25.0 ℃，盐度33.2，pH为8.3，DO不低于6.2 mg/L。

1.2 试验设计

试验在60 L整理箱中进行，每个整理箱中放置附有50个玻璃海鞘和50头刺参苗的波纹板1枚。将茶皂素粉末溶解于海水中配制成溶液，设置茶皂素质量浓度分别为5、10、20、30、40、50、60 mg/L的7个试验组，每组设3个平行，分别于试验开始后1、2、3、6、12 h观测玻璃海鞘的脱落及死亡情况，以及参苗体表、肉刺的变化和附着活动情况。试验结束后，将参苗转移到注有新鲜海水的整理箱中，观察并统计其恢复和活动情况。

1.3 试验结果判定标准

玻璃海鞘死亡判定标准：水孔关闭，对外界刺激无反应，背囊褶皱、无弹性，内脏呈黄色、浑浊状，转移到新鲜海水中无法恢复。刺参恢复状态判定标准：初步复苏的刺参活力较差，受到外界刺激时有收缩反应，附着力较弱，分布于整理箱底部，不活动；完全复苏的刺参活力正常，附着力较强，分布并附着于波纹板或者容器壁上，呈自由爬行活动状态。

玻璃海鞘死亡率和刺参损伤率按下式计算。

死亡率(%)=死亡的玻璃海鞘数/玻璃海鞘总数×100

(1)

损伤率(%)=化皮的参苗数/参苗总数×100

(2)

2 结果

2.1 茶皂素对玻璃海鞘的作用效果

试验结果表明，茶皂素对玻璃海鞘具有致死作用。当加入茶皂素溶液后，玻璃海鞘逐渐向内部用力收缩，身体紧缩、变小，出水口紧闭，放入新鲜海水中恢复一段时间后能够恢复正常状态。但随着茶皂素质量浓度的提高，玻璃海鞘出水孔缓慢张开，水孔闭合节奏变慢，与正常状态明显不同。在药物作用下，其出水孔逐渐伸长并保持张开的状态，人为刺激无闭合反应。同时发现，死亡玻璃海鞘的背囊褶皱、无弹性，出水孔处于张开状态，内脏团紧缩，呈黄色浑浊状，对人为刺激毫无反应，放入新鲜海水中亦不能恢复到正常状态。

2.2 不同质量浓度茶皂素对玻璃海鞘的杀除效果

不同质量浓度茶皂素溶液对玻璃海鞘的杀除效果见表1。试验结果显示，5、10、20 mg/L质量浓度组在药浴12 h后玻璃海鞘的杀除率分别为32.3%、67.7%、83.3%。30 mg/L组在药浴3 h后，玻璃海鞘的杀除率为98.3%，药浴6 h杀除率可达100%。40 mg/L组在药浴2 h后，玻璃海鞘的杀除率为99.7%，药浴3 h时杀除率可达到100%。50、60 mg/L组药浴2 h，玻璃海鞘的杀除率即可达到100%，其中60 mg/L组在药浴1 h后，玻璃海鞘的杀除率可达97.7%。

表1 不同质量浓度茶皂素对玻璃海鞘的杀除率

2.3 茶皂素对刺参的毒性影响

刺参苗种在质量浓度为5～60 mg/L的茶皂素溶液中药浴，6 h内均活力正常(见表2)，其棘刺无收缩，身体自由伸展，无明显异常，药浴12 h后则出现不同程度的身体疲软、棘刺收缩现象，其中50、60 mg/L试验组刺参在药浴8 h后出现轻度化皮现象，12 h时刺参的损伤率分别为6.7%和13.3%。药浴完成后，将刺参放入新鲜海水中，质量浓度5～40 mg/L试验组的刺参在12 h后即可恢复到正常状态，其棘刺恢复正常，无化皮、吐肠等不良现象，50、60 mg/L试验组中有化皮损伤的刺参也未出现死亡，放入新鲜海水中经过一段时间能够恢复到正常状态。

表2 茶皂素对刺参的毒性影响

3 讨论

作为1种天然药物，茶皂素在环境中易降解，对人畜安全，口服无毒，在水产上也有根据其生物活性开发出的具有养殖保护[5]、促进生长[6]、病害防治[7]等功能的产品。已有研究表明，茶皂素对细菌和某些真菌有显著的抑制作用，还可以防治对虾黑鳃病，控制寄生虫，对一些有害生物如福寿螺等螺类[8-9]、杂鱼类也有一定的毒杀效果。茶皂素对福寿螺卵的孵化有较强抑制作用，对幼螺也有极强的毒杀作用，用质量浓度为2.5 mg/L的茶皂素溶液浸浴3 d，幼螺死亡率达100%，但茶皂素对成螺作用效果较差。本研究表明，茶皂素在刺参苗期对玻璃海鞘杀灭效果良好，分别用30、40 mg/L的茶皂素溶液药浴6 h、3 h，用50、60 mg/L的茶皂素溶液药浴2 h，玻璃海鞘的杀除率均可达100%。目前，茶皂素的生物活性及其毒杀作用机理尚不完全清楚，从已有的研究推断，它是通过改变细胞膜的通透性而使细胞质外渗，即对动物血红细胞具有溶血作用是其毒性的原因[4,10]，这可能也是茶皂素杀除玻璃海鞘的作用机制之一，具体原因有待进一步研究证实。研究结果可为有效控制玻璃海鞘的生存与繁殖，探明茶皂素活性物质作用机理及绿色药物的研制开发提供理论依据。

本研究发现，刺参对茶皂素有较好的适应性。虽然茶皂素有一定的毒害作用，但刺参敏感性较差，用低浓度的茶皂素短时间浸浴对刺参无明显不良作用，而在高浓度的茶皂素溶液中浸浴8 h后刺参出现轻度不适现象，但放入新鲜海水中一段时间后也能够恢复正常状态。作为1种优良的植物源表面活性剂，茶皂素具有良好的湿润和悬浮能力[11]，高浓度溶液湿润展布性能较好，易在参苗体表形成一层药膜，一定程度上阻碍了刺参的呼吸活动。推测这可能是长时间浸浴后刺参出现不同程度身体疲软、棘刺收缩甚至轻度化皮等现象的原因。

综合考虑茶皂素对玻璃海鞘杀除效果以及对刺参苗种的影响，选用质量浓度为30～40 mg/L的茶皂素溶液药浴2～3 h对玻璃海鞘具有很好的杀除效果，杀除率接近100%，同时对刺参苗种无明显的毒副作用，不会产生不良应激反应，参苗在重新放入新鲜海水中后很快恢复到正常状态。基于对生态环境的保护，我国在渔业生产上大力推行绿色养殖，化学药品的使用正逐步规范化，一些药品被限制甚至禁用，而茶皂素经济高效、绿色安全、生态环保，具有较好的生产应用效果。因此，在刺参育苗和工厂化养殖中采用适当质量浓度的茶皂素杀除玻璃海鞘，对刺参育苗和工厂化养殖中敌害生物的有效防控以及绿色环保具有积极的意义。