养殖密度对墨吉明对虾生长、代谢和免疫的影响

刘慧玲，郭文俊，王成桂，牛潇瑜，杨世平，孙成波

( 广东海洋大学 水产学院，广东省水产经济动物病原生物学及流行病学重点实验室暨水产经济动物病害控制广东省普通高等学校重点实验室，广东 湛江 524088 )

对虾养殖业是我国水产养殖业中重要的产业之一，主要养殖品种为凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)，约占我国海水养殖对虾产量的75%。近年来，疾病频发、良种匮乏和养殖成本不断提高影响和制约了凡纳滨对虾养殖业的发展[1]。因此，研究和推广南方本土品种来优化对虾养殖产业结构势在必行。墨吉明对虾(Fenneropenaeusmeiguiensis)，属十足目、对虾科、明对虾属，俗称大明虾、大虾等，在我国广东、广西和海南等海区均有分布，是我国20世纪80年代重要的对虾养殖本土品种之一[2]。墨吉明对虾个体大、肉质鲜美、食用价值高，是中国传统的名贵海鲜。自20世纪70年代起，我国科技工作者相继开展了墨吉明对虾的繁殖生物学、育苗技术和养殖等研究[3-5]，本实验室也对其繁殖、育种和生态习性等进行过系列研究，希望能尽快地实现规模化养殖，优化我国对虾养殖产业结构。

高密度养殖是提高单位养殖面积产量的有效方式，同时也是水产养殖中最常见的慢性胁迫因子之一，过高的密度可以降低水生动物的生长率及代谢酶、免疫酶活性等，而适宜的养殖密度可以提高水生动物养殖的成功率和养殖效益[6-12]。凡纳滨对虾体内酚氧化物酶、溶菌酶和碱性磷酸酶的活性随着养殖密度的增加而降低，而体内自由基含量则随着养殖密度增加而增加[6]。养殖密度越高，对虾摄食越多，也会产生更多的粪便和排泄物，水体中的氨氮、亚硝态氮等有害物质也会增加，从而影响养殖水体的水质[7-8]。有关在水质稳定的情况下，养殖密度对墨吉明对虾代谢酶和免疫酶活性影响的研究尚未见报道。因此，笔者以墨吉明对虾为研究对象，探讨养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺以及肌肉组织代谢酶和免疫酶的影响，以期为墨吉明对虾的健康养殖提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

墨吉明对虾采自广东海洋大学东海岛海洋生物基地，为本实验室自行培育，体质量(1.89±0.26) g。挑选无损伤、健康、大小均匀、活力强的个体作为试验用虾。养殖用水为经过沉淀、砂滤的自然海水，盐度为28。对虾饵料为粤海牌南美白对虾2号饲料(蛋白质含量约42%，营养素包括维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、维生素A、维生素E、维生素D3、维生素K、烟酸、泛酸等)。

1.2 试验设计和日常管理

本试验于1 m3的玻璃钢桶中进行，桶底面积1 m2，装入海水0.6 m3，盐度28±0.5。设定墨吉明对虾的养殖密度分5个梯度，分别为60、90、120、150、180尾/m2，每个试验梯度设置3个平行组，将墨吉明对虾随机分到各个试验桶中，养殖15 d。试验期间，日投饵3次，分别在6:00、12:00、18:00进行，投喂的饲料量为对虾整体质量的8%～10%，根据养殖对虾的摄食情况对投喂量进行增减调整。养殖期间，连续充入空气，保证水体中氧气的充足。每日用虹吸法进行吸污1次，并补充新鲜海水，日换水量约为试验水体的1/3。水温(28±1) ℃，pH 8.0±0.2。

1.3 样品采集和指标测定

随机选取处于蜕皮间期的墨吉明对虾5尾，置于冰上，解剖并取出对虾的肝胰腺和肌肉组织，滤纸吸干水分，按照组织质量，以1∶9(m/V)比例加入pH 7.4的50 mmol/L预冷(约4 ℃)的Tris-HCl匀浆缓冲液，在冰浴下充分匀浆，于4 ℃，5055 r/min离心15 min，取上清液放入-80 ℃冰箱内保存，用于各项指标的测定。

超氧化物歧化酶、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、谷草转氨酶、谷丙转氨酶以及琥珀酸脱氢酶活性的测定均采用南京建成生物科技有限公司的试剂盒进行，测定方法按照试剂盒说明书操作。

用电子天平(精度0.01 g)称量墨吉明对虾体质量，质量增加率(wWGR，%)和特定生长率(RSG，%/d)按下式计算：

wWGR=(m2-m1)/m1×100%

RSG= [(lnm2-lnm1)/(t2-t1)]×100%

式中，m1、m2分别为时间t1、t2时墨吉明对虾的平均体质量(g)。

1.4 数据处理

本试验结果应用了SPSS 17.0软件进行数据统计和方差分析，用Duncan′s法进行多重比较，试验结果用平均值±标准误表示，显著性水平设为0.05。

2 结 果

2.1 密度对墨吉明对虾生长和存活的影响

在养殖密度为90尾/m2时，墨吉明对虾的质量增加率最高(P<0.05)(表1)，说明在此养殖密度下墨吉明对虾生长速率最快，但当养殖密度大于90尾/m2时，随着养殖密度的增加，墨吉明对虾的质量增加率随之下降。在养殖密度为180尾/m2时，墨吉明对虾的质量增加率达到最低值。试验期间，各组对虾存活率均为100%。

表1 养殖密度对墨吉明对虾生长和存活的影响Tab.1 Effect of stocking density on growth and survival rate of banana prawn F. meiguiensis

2.2 密度对墨吉明对虾代谢酶的影响

2.2.1 养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中谷草转氨酶活性的影响

养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中谷草转氨酶活性有显著的影响(P<0.05)(图1)。随着养殖密度的增加，肝胰腺中谷草转氨酶的活性呈下降趋势。当养殖密度大于90尾/m2时，肝胰腺中谷草转氨酶活性均低于养殖密度60尾/m2和90尾/m2试验组。当养殖密度为180尾/m2时，肝胰腺中谷草转氨酶活性呈显著下降的趋势(P<0.05)。随着养殖密度的增加，肌肉中的谷草转氨酶的活性呈先升后降趋势(图1)。当养殖密度为150尾/m2时，肌肉中的谷草转氨酶活性达到最大值，而养殖密度为180尾/m2时，肌肉中的谷草转氨酶活性出现显著下降(P<0.05)。

图1 养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中谷草转氨酶活性的影响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养殖密度条件下同一组织中酶活性差异显著(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 养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中谷丙转氨酶活性的影响

养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中谷丙转氨酶活性有显著的影响(P<0.05)(图2)。随着养殖密度增加，肝胰腺中谷丙转氨酶活性呈先升后降趋势；养殖密度为90尾/m2时，肝胰腺中的谷丙转氨酶活性达最大；而养殖密度为180尾/m2时，肝胰腺中的谷丙转氨酶活性最低。随着养殖密度的增加，肌肉中谷丙转氨酶活性呈下降趋势，在养殖密度150尾/m2和180尾/m2间，肌肉中谷丙转氨酶活性无显著差异(P>0.05)。

图2 养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中谷丙转氨酶活性的影响Fig.2 The effects of stocking density on the activity of glutamic-pyruvic transaminase in the hepatopancreas and muscle of banana prawn F. merguiensis左侧坐标轴表示肝胰腺中的酶活性，右侧坐标轴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 养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中琥珀酸脱氢酶活性的影响

养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中琥珀酸脱氢酶活性有显著的影响(P<0.05)(图3)。随着养殖密度的增加，肝胰腺中的琥珀酸脱氢酶活性整体呈先升后降的趋势；当养殖密度为120尾/m2时墨吉明对虾肝胰腺中琥珀酸脱氢酶活性达最大；随着养殖密度的继续增加，肝胰腺中琥珀酸脱氢酶活性逐渐下降。肌肉内琥珀酸脱氢酶活性随养殖密度增加呈下降趋势；在养殖密度60尾/m2和90尾/m2组间，肌肉中琥珀酸脱氢酶活性无显著性差异(P>0.05)；当养殖密度为180尾/m2时，肌肉中的琥珀酸脱氢酶活性最低。

图3 养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中琥珀酸脱氢酶活性的影响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 养殖密度对墨吉明对虾免疫酶活性的影响

2.3.1 养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中碱性磷酸酶活性的影响

养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中碱性磷酸酶活性有显著的影响(P<0.05)(图4)。肝胰腺内碱性磷酸酶活性随养殖密度增加而上升，在120尾/m2时达到峰值，随后酶活性随着养殖密度增加而下降，在180尾/m2时达到最低值。肌肉内的碱性磷酸酶活性呈先降后升趋势；随着养殖密度增加，肌肉内碱性磷酸酶活性下降，在养殖密度为90尾/m2时达到最低值；当养殖密度为120～180

图4 不同养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中碱性磷酸酶活性的影响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时，肌肉内碱性磷酸酶活性呈上升趋势，但上升幅度较小，3个养殖密度梯度之间的墨吉明对虾肌肉内的碱性磷酸酶活性并无显著差异。

2.3.2 养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中酸性磷酸酶活性的影响

养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中酸性磷酸酶活性有显著的影响(P<0.05)(图5)。肝胰腺内酸性磷酸酶的活性随着养殖密度的增加先降后升；在养殖密度为90～150尾/m2时，酸性磷酸酶活性处于相对稳定水平，无显著变化；在养殖密度为150尾/m2时达到最低值；当养殖密度为180尾/m2时，酸性磷酸酶活性急剧上升。肌肉内酸性磷酸酶活性随着养殖密度增加呈先降后升的趋势；在养殖密度为60～90尾/m2时，酸性磷酸酶活性迅速大幅度下降；在养殖密度为90～150尾/m2时酸性磷酸酶活性呈轻微下降的趋势；在养殖密度为150尾/m2时达到最低值。

图5 养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中酸性磷酸酶活性的影响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 养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中超氧化物歧化酶活性的影响

养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中超氧化物歧化酶活性有显著的影响(P<0.05)(图6)。随着养殖密度增加，肝胰腺内超氧化物歧化酶活性整体呈上升的趋势；在密度为60～90尾/m2时，肝胰腺内超氧化物歧化酶活性较低；90～150尾/m2时，随着养殖密度的增加，超氧化物歧化酶活性随之上升；当养殖密度为120～150尾/m2时超氧化物歧化酶活性达到最高值，随后在养殖密度为180尾/m2时轻微下降。随着养殖密度的增加，肌肉内超氧化物歧化酶活性整体呈先降后升的趋势；当密度为60～90尾/m2时，其肌肉内超氧化物歧化酶活性无显著变化；在养殖密度为90～150尾/m2时持续下降至最低值；在养殖密度为180尾/m2时迅速上升。

图6 养殖密度对墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中超氧化物歧化酶活性的影响Fig.6 The effects of stocking density on the activity of superoxide dismutase in the hepatopancreas and muscle of banana prawn F. merguiensis

3 讨 论

3.1 养殖密度对凡纳滨对虾生长性能的影响

水生动物的生长速度、成活率等均会受到养殖密度的影响，所以选择合适的养殖密度对于水产养殖而言尤为重要[6-14]。关于养殖密度对对虾生长的影响已有报道。Arnol等[15-16]研究发现，随着对虾养殖密度增加，斑节对虾(Penaeusmonodon)、凡纳滨对虾的生长速度减慢、质量增加率降低；钱佳慧等[9]在工厂化养殖条件下，发现当墨吉明对虾养殖密度为120尾/m2时，生长性能指标最佳。本试验结果显示，在室内养殖条件下，当养殖密度为90尾/m2时，墨吉明对虾的质量增加率最高，说明在此养殖密度下墨吉明对虾生长速率最快。而养殖密度为60尾/m2时，墨吉明对虾生长速度并不是最高的。在其他种类的试验中也发现了类似的结果，养殖密度过低或过高均会对养殖动物的生长产生抑制[7,17]。这种结果可能与低密度养殖条件下，对虾的活动空间大，无形中降低了对饲料的利用率(饵料系数较高)，从而影响到群体生长有关；也可能与低密度养殖条件下，投饵量相对较小，饲料相对不易获得，对虾需要花费更多的能量来寻找食物，从而影响到生长有关。本试验主要目的是探讨养殖密度对代谢和免疫的影响，试验周期比较短，试验期间对虾会蜕壳2～4次，而对虾的体质量呈阶梯式增长模式，蜕壳的次数会直接影响到对虾的生长数据，因此，本试验的生长数据仅作为参考。

3.2 养殖密度对凡纳滨对虾代谢的影响

对虾在环境变化前期的生理生化各项指标均呈现波动变化趋势，至15 d后趋于稳定[18]。Hu等[19]在研究温度对厚壳贻贝(Mytiluscoruscus)相关指标时，也选择养殖时间为14 d。为避免因不同养殖密度对虾的生长速度不同，造成养殖一段时间后不同养殖密度下对虾体质量会出现明显差异，从而导致对虾生理生化指标出现差异，影响试验结果，笔者选择各项指标趋于稳定的试验时间(15 d)进行指标测定。谷草转氨酶、谷丙转氨酶和琥珀酸脱氢酶均是重要的代谢酶，其中谷草转氨酶和谷丙转氨酶主要分布在生物体的细胞粒和细胞浆中，在氨基酸代谢过程中起着氨基转移酶的作用，由其活性的高低可以推断出蛋白质合成与分解速率的状况[20]，是对虾健康与否的重要指标之一[21]。琥珀酸脱氢酶是整个三羧酸循环中唯一一种与线粒体内膜相结合的酶，是三羧酸循环在线粒体内发生的标志酶[20]，而三羧酸循环正是动物体内能量代谢的主要途径之一，其活性大小代表了动物体内有氧代谢的水平[22]。山梨醇可以有效提高凡纳滨对虾无水运输的存活率，提高对虾肝胰腺琥珀酸脱氢酶活性，添加山梨醇后凡纳滨对虾有氧呼吸强度高，机体对氧的摄取和利用效率更高[23]。肝胰腺不仅是消化器官，也是甲壳动物生物转化的主要场所[24]。因此，笔者测定了墨吉明对虾肝胰腺和肌肉中谷草转氨酶、谷丙转氨酶和琥珀酸脱氢酶的活性水平，用以评估对虾体内代谢水平。结果显示，当养殖密度为90尾/m2时，墨吉明对虾的肝胰腺中的谷草转氨酶和谷丙转氨酶的活性均最高。谷丙转氨酶等酶活性的增加，表明氨基酸代谢最为旺盛[25]。在养殖密度为180尾/m2时，墨吉明对虾的肝胰腺和肌肉中的谷草转氨酶和谷丙转氨酶的活性均出现下降的趋势，说明养殖密度对墨吉明对虾造成了一定胁迫，影响到了对虾的代谢。当养殖密度为120尾/m2时，墨吉明对虾的肝胰腺和肌肉中的琥珀酸脱氢酶的活性均高于养殖密度180尾/m2组，说明在此密度下，对虾的有氧代谢能力强于高密度组。不适的温度会导致露斯塔野鲮(Labeorohita)[26]肝脏中谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性下降，也会导致凡纳滨对虾[27]鳃、肌肉和肝胰腺中琥珀酸脱氢酶活性下降。因此，不适宜的温度、养殖密度等环境因素均会引起水产动物代谢紊乱。

3.3 养殖密度对凡纳滨对虾免疫的影响

酸性磷酸酶和碱性磷酸酶均是评估对虾等水生动物免疫力的可靠参数[28]。超氧化物歧化酶在生物体内同样起着重要的作用，当动物体内超氧化物歧化酶活性显著上升时，说明动物体内有大量有毒害作用的氧自由基[29]。由试验结果可知，墨吉明对虾肝胰腺中的碱性磷酸酶和超氧化物歧化酶活性在60～120尾/m2密度间呈上升趋势，与肝胰腺中琥珀酸脱氢酶活性变化趋势相近。与不同养殖密度下团头鲂(Megalobramaamblycephala)[30]血清中碱性磷酸酶活性的变化趋势相近。表明肝胰腺中碱性磷酸酶和超氧化物歧化酶在抵抗密度压力过程中起着重要的作用。肌肉中的酸性磷酸酶、碱性磷酸酶和超氧化物歧化酶的活性均呈先降后升的趋势，当密度为180尾/m2时，其酶均出现大幅上升的趋势，说明随着养殖密度的增加，密度胁迫产生的压力也逐渐增加，消耗掉肌肉中的相关免疫酶，一旦密度胁迫超出机体的正常承受范围，机体就会通过加大相关酶的合成来抵抗胁迫。高密度养殖的凡纳滨对虾稚虾肌肉碱性磷酸酶和超氧化物歧化酶活性高于中密度组[6]。有研究发现，高密度养殖的大西洋鲑(Salmosalar)[31]体内的碱性磷酸酶活性也出现上升，同样说明高密度养殖时，水生动物遭受着较高的环境压力。

4 结 论

综上所述，当养殖密度为90尾/m2时，墨吉明对虾质量增加率、代谢能力与免疫力均处于较高水平，但实际经济效益过低。当养殖密度在180尾/m2时，其代谢酶和免疫酶均出现了异常的变化，说明养殖密度180尾/m2不适宜墨吉明对虾的生长和抗病。因此，笔者认为，在本试验的墨吉明对虾规格条件下，其适宜的养殖密度不应超过150尾/m2。