2019, Vol. 50
中国海洋湖沼学会主办。
文章信息
- 沈敏, 赵玉超, 凌涛, 王仁杰, 董甜甜, 崔彦婷, 李玉全, 王淑生, 付瑞江. 2019.
- SHEN Min, ZHAO Yu-Chao, LING Tao, WANG Ren-Jie, DONG Tian-Tian, CUI Yan-Ting, LI Yu-Quan, WANG Shu-Sheng, FU Rui-Jiang. 2019.
- 高盐突变对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生长性能及相关酶活力的影响
- EFFECTS OF HIGH-SALT ABRUPT ON GROWTH AND RELATED ENZYME ACTIVITIES IN LITOPENAEUS VANNAMEI
- 海洋与湖沼, 50(1): 204-209
- Oceanologia et Limnologia Sinica, 50(1): 204-209.
- http://dx.doi.org/10.11693/hyhz20180500138
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文章历史
- 收稿日期：2018-05-31
- 收修改稿日期：2018-07-08
2. 潍坊市渔业技术推广站 潍坊 261061;
3. 滨州市渔业技术推广站 滨州 256600;
4. 滨州市北海新区海缘养殖科技有限公司 滨州 251907
2. Weifang Fisheries Technology Extension Station, Weifang 261061, China;
3. Binzhou Fisheries Technology Extension Station, Binzhou 256600, China;
4. Binzhou North-sea District Haiyuan Aquaculture Technology Co., Ltd., Binzhou 251907, China
凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)是世界范围内最具价值的经济虾类之一, 占我国对虾养殖总产量的比重较大(栾生等, 2013), 其养殖属性优良, 具有生长速度快、抗病耐病等优点(张丹等, 2016), 且耐盐能力强, 可在从几乎纯淡水至盐度70左右的水体中生存, 已在淡水、半咸水、海水等水域广泛养殖(Menz et al, 1980; Stern et al, 1990; 李娜等, 2018)。盐度变化是影响对虾生长、存活和生理代谢的主要因素之一(刘慧杰等, 2008), 国内外学者在盐度变化对对虾生长、渗透、免疫的影响方面做了一些研究。马英杰等(1999)研究发现低盐度突变对中国仔虾存活率影响显著, 存活率的高低由盐度降幅和速率决定; 张丹等(2016)研究表明凡纳滨对虾耐受盐度波动能力突出, 即使盐度波动达到10, 依然能维持机体的渗透平衡; Cheng等(2000)和Perazzolo等(2002)研究证明盐度发生变化后, 甲壳动物产生应激反应, 易感染病原菌, 免疫力下降; 刘慧杰等(2008)研究建议在对虾养殖过程中, 盐度变化超过5时, 应在3d内及时关注对虾的机体健康情况, 尽量保持水环境的平衡稳定。但这些研究多围绕低盐或者正常海水盐度范围, 对于高盐突变对凡纳滨对虾的影响研究鲜见报道。
在我国沿海和西北地区存在大面积高盐水域, 仅环渤海沿岸盐度40以上的水域面积就约有13×104 hm2。这些水域处于闲置、晒盐, 或进行丰年虫捕捞生产等状态, 产值低, 经济和社会效益较差。近年来部分高盐水体开展了凡纳滨对虾养殖尝试(李娜等, 2018), 并有少量凡纳滨对虾高盐适应性方面的相关报道。李娜等(2017, 2018)报道了长期高盐胁迫对凡纳滨对虾生长、摄食量、消化和免疫力相关酶活力的影响, 但在高盐突变方面未见相关报道。凡纳滨对虾养殖过程中, 夏季遇到干旱天气, 养殖水体盐度突变频发, 直接影响对虾的蜕皮、生长、代谢等。因此, 本试验以凡纳滨对虾为试验材料, 模拟夏季高盐突变, 分析高盐突变对对虾存活率、相对增重率及相关酶活力的影响, 以期为高盐对虾养殖和抗逆研究提供借鉴, 同时为凡纳滨对虾养殖生产措施的采用提供理论指导。
1 材料与方法 1.1 试验材料试验所用凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)购自烟台海阳某对虾养殖场, 为正大品牌。对虾初始体长为(53.62±2.67)mm, 初始体重为(0.96±0.14)g, 于青岛农业大学海洋科学与工程学院开放试验室水族箱中暂养7d。暂养期间所用海水为天然海水, 盐度30±2, pH值8.0±0.5。利用加热棒将温度控制在(28±0.5)℃, 24h连续充气, 每日换水1次, 虹吸底部排水, 换水量50%。高盐度海水由天然海水与粗盐调配而成。养殖试验于2017年3月4—31日在开放实验内进行, 历时28d。
1.2 试验设计试验于30cm×20cm×20cm长方形PVC箱中进行, 暂养结束后, 筛选规格相近, 健康活泼的凡纳滨对虾放入PVC箱, 由30盐度在12h内梯度突变至35、40、45、50、55及60盐度, 以盐度30为对照组, 其他为试验组, 各设3个平行组, 每组放入15尾凡纳滨对虾。试验前停食24h, 以排空肠胃中的粪便。连续充气, 每天投喂配合饲料(粗蛋白质43%, 粗纤维5%, 总磷0.9%, 粗脂肪5%, 赖氨酸2.2%, 粗灰分15%, 水分12%) 3次(8:00, 14:00, 20:00), 日投喂量为对虾湿重的5%, 每天10:00换水50%, 每隔7d测定1次体长和体重, 计算特定存活率和相对增重率。
试验结束前24h停止投喂饵料, 各处理凡纳滨对虾的体长和体质量于次日测量, 用游标卡尺进行体长测量, 采用电子天平进行体质量称量, 于每个试验箱中随机取2—5尾对虾, 用1.0mL一次性注射器抽取对虾血窦内的血淋巴, 1︰1加入抗凝剂混合于1.5mL的Eppendorf管中, 4℃过夜后4000r/min离心15min, 收集血清, 测定Na+/K+-ATPase和T-ATPase、AKP、ACP及SOD活力。酶活力测定采用南京建成科技有限公司生产的相应酶试剂盒, 按说明书描述的步骤进行。
1.3 数据处理与分析 1.3.1 数据处理本试验在定期检测对虾体长、体重, 统计死亡数的基础上, 计算高盐突变后凡纳滨对虾的存活率(SR, %)、相对增重率(WG)和体长增长率(LGR, %)等指标, 具体计算公式如下:
式中, W0和Wt分别为试验起始和结束时对虾湿重(g)。Nsr为存活的个体数目, N0为起始放入的总个体数。L0和LT分别表示试验起始和结束时对虾体长(mm)。
1.3.2 统计分析所有数据均用3个平行组数据的平均值±标准差表示, 所得数据利用SPSS19.0统计软件进行单因素方差分析(One-ANOVA)和Duncan多重比较检验数据差异的显著性, 以P < 0.05作为差异显著, 借助WPS软件作图。
2 结果与分析 2.1 对生长指标的影响 2.1.1 存活率从表 1可以看出, 高盐条件下凡纳滨对虾的存活率表现出逐渐降低的趋势, 盐度35和40时存活率最高, 为97.78%, 盐度60时存活率最低, 为6.67%, 但盐度30—45间存活率差异不显著, 50和55处理间差异不显著(P > 0.05), 其余各处理组间差异显著(P < 0.05), 说明盐度超过50会显著影响凡纳滨对虾的成活率。
| 盐度 | 平均投放数量(尾) | 平均剩余数量(尾) | 存活率(%) |
| 30 | 15 | 14.33±1.15a | 95.56±0.08a |
| 35 | 15 | 14.67±0.58a | 97.78±0.04a |
| 40 | 15 | 14.67±0.58a | 97.78±0.04a |
| 45 | 15 | 14.33±0.58a | 95.56±0.04a |
| 50 | 15 | 11.67±0.58b | 77.78±0.04b |
| 55 | 15 | 10.67±0.58b | 71.11±0.04b |
| 60 | 15 | 1.00±0c | 6.67±0.00c |
| 注:不同字母表示处理间差异显著(P < 0.05), 下同 | |||
从表 2可以看出, 随着突变盐度的升高, 凡纳滨对虾的相对增重率呈现逐渐降低趋势。盐度30和35时相对增重率最高, 盐度40和45相对增重率次之, 盐度60时相对增重率最低, 为83.9%。说明盐度超过40会显著影响对虾的相对增重率。
| 盐度 | 初始湿重(g) | 结束时湿重(g) | 相对增重率 |
| 30 | 0.93±0.06a | 6.01±0.771a | 543.57±111.69a |
| 35 | 0.95±0.05a | 6.03±0.5a | 532.17±45.38a |
| 40 | 0.97±0.07a | 5.14±0.84ab | 431.72±49.78b |
| 45 | 1.06±0b | 4.91±0.76b | 363.52±71.43b |
| 50 | 0.95±0.04a | 3.37±0.39c | 253.85±26.52c |
| 55 | 0.96±0.02a | 2.66±0.14cd | 177.08±14.99cd |
| 60 | 0.97±0.0a | 1.79±0.01d | 83.9±6.22d |
从表 3可以看出, 随着突变盐度的升高, 凡纳滨对虾的体长增长率逐渐降低。盐度30和45时相体长增长率最高, 突变盐度超过50后, 体长增长率降低, 除盐度60处理与其他处理间差异显著外(P < 0.05), 其他各处理间无显著差异(P > 0.05)。
| 盐度 | 初始体长(mm) | 最终体长(mm) | 体长增长率(%) |
| 30 | 73.81±0.96ab | 99.87±3.58a | 35.30±3.12a |
| 35 | 75.67±4.25a | 99.27±2.5a | 31.19±7.99a |
| 40 | 73.08±2.73ab | 94.94±6.66a | 29.91±10.08a |
| 45 | 69.32±2.45b | 93.27±6.11a | 34.54±5.09a |
| 50 | 62.39±1.47c | 83.31±2.91a | 33.53±7.51a |
| 55 | 62.03±5.81c | 77.58±1.12b | 25.07±13.98ab |
| 60 | 59.21±0.76c | 67.45±1.84c | 13.76±1.46b |
由图 1可知, 高盐突变对T-ATPase酶活力影响不显著(P > 0.05), 随着突变盐度的升高, T-ATPase酶活力呈先升高后降低的趋势, 盐度45时出现峰值, 45盐度组与其他组之间差异极显著(P < 0.01), 其他处理组间差异不显(P > 0.05)。
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| 图 1 高盐突变对T-ATPase活力的影响 Fig. 1 Effect of high salinity abrupt change on T-ATPase activity of L. vannamei |
由图 2可以看出, 随着突变盐度的升高, 凡纳滨对虾Na+/K+-ATP酶活力呈现逐渐上升的变化趋势, 盐度60处理酶活力最高(P < 0.05), 盐度30时最低(P < 0.05), 30盐度和35盐度处理组、35和40、45处理组之间差异不显著(P > 0.05)。结果说明, 盐度增加对虾机体的渗透调节能力增强。
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| 图 2 高盐突变对Na+/K+-ATPase活力的影响 Fig. 2 Effect of high salinity abrupt change on Na+/K+-ATPase activity of L. vannamei |
由图 3可以看出, SOD酶活力随着突变盐度的升高整体上呈现出逐渐降低的趋势。盐度30和35处理组, 35、40和45处理组, 50、55和60处理组间差异不显著(P > 0.05), 其他盐度处理组之间差异显著(P < 0.05)。
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| 图 3 高盐突变对凡纳滨对虾对SOD酶活力的影响 Fig. 3 Effect of high salinity abrupt change on SOD activity of L. vannamei |
由图 4可以看出, ACP酶活力变化趋势与T-ATPase变化趋势一致, 随着突变盐度的升高, 呈现先上升再下降的单峰变化趋势, 盐度45处理组出现最高值, 45和35、40、50、55、60盐度处理组之间差异显著(P < 0.05), 30、35、40、50、55、60盐度处理组之间差异不显著(P > 0.05)。
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| 图 4 低盐突变对凡纳滨对虾ACP酶活力的影响 Fig. 4 Effect of low salinity abrupt change on ACP activity of L. vannamei |
由图 5可以看出, AKP酶活力没有明显的变化趋势, 盐度35处理组出现最低值, 盐度45和60处理组出现最大值, 35和45、60盐度处理组差异显著(P < 0.05), 其他处理组间差异不显著(P > 0.05)。
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| 图 5 高盐突变对凡纳滨对虾对AKP酶活力的影响 Fig. 5 Effect of high salinity abrupt change on AKP activity of L. vannamei |
盐度是影响甲壳类动物生长和存活的重要环境因子, 外界环境盐度高于或低于自身渗透压时, 甲壳类动物会额外消耗能量调节渗透压平衡, 从而使用于生长发育的能量减少, 生长受到抑制(李二超等, 2009)。相关研究表明, 凡纳滨对虾的盐度适应范围广, 可在从几乎纯淡水至盐度70左右的水体中生存(Ponce-Palafox et al, 1997), 机体通过消耗自身能量来调节盐度平衡(孔杰等, 2017)。关于凡纳滨对虾最适生长盐度的报道各不相同, 王兴强等(2004)研究认为凡纳滨对虾可适应的盐度为0.5—50, 最适盐度为15—35, Ponce-Palafox等(1997)研究认为33—40盐度, Bray等(1994)报道为5—15盐度, 另有相关研究认为凡纳滨对虾在15—25盐度中生长速率较快。Dalla Via(1986)报道盐度变化造成代谢耗能增加可使日本囊对虾损失体质量33%以上。戴习林等(2012)研究发现盐度对凡纳滨对虾成活率具有显著影响。本研究发现, 30—45盐度突变组凡纳滨对虾存活率较高, 50以上突变组存活率显著降低, 说明盐度突变超过50时, 凡纳滨对虾机体难以适应大幅度的盐度变化, 凡纳滨对虾的存活受到显著影响。相对增重率随盐度升高逐渐下降, 说明盐度30已经高于凡纳滨对虾的渗透压, 虾类要消耗能量进行渗透压调节, 盐度越高用于渗透调节的能量越多, 生长越慢。这与申玉春等(2012)、李娜等(2017)等人的结论一致。
3.2 高盐突变对相关酶活力的影响ATP酶是一类膜结合蛋白酶, 在养殖水体盐度发生变化时, ATP酶作为离子载体和通道的初动力进行调节(Mancera et al, 2000; Yang et al, 2009), Na+/K+-ATP酶参与细胞膜内外Na+、K+离子的主动运输, 调节离子平衡(Towle, 1981), 能够很好地反映对虾对环境变动的适应性(刘存岐等, 2001)。李玉全等(2015)研究表明, 当盐度发生变化时, Na+、K+离子渗透压发生变化, 为维持Na+、K+离子的平衡, 机体需要Na+/K+-ATP来协助调节, 并且, 在高盐和低盐环境下, 维持Na+、K+离子平衡所付出的Na+/K+-ATP会增加, Na+/K+-ATPase活力提高。本试验中, 随着突变盐度的升高, 凡纳滨对虾的Na+/K+-ATP酶活力呈升高趋势, 30、40、50盐度突变组之间差异显著, 证明盐度突变幅度增加到一定程度, Na+/K+-ATP酶活力提高以适应盐度变化, 50和60突变组之间差异不显著, 可能是对虾机体难以适应大幅度的盐度变化, 具体原因还需进一步研究证实。
SOD是抗氧化酶, 与动物体免疫性能和环境胁迫密切相关(赵磊等, 2016), 被认为是机体防御过氧化损害系统的关键酶之一(许燕等, 2010)。Li等(2002)研究表明, 血液中SOD活性能更迅速的反应出环境中有害物质对机体的毒性作用。李娜等(2017)研究发现盐度胁迫对凡纳滨对虾抗氧化酶产生激活作用, 盐度30到40时SOD活力最大, 盐度继续升高, 对虾机体抗氧化能力显著下降。本试验发现, 随着突变盐度的升高, SOD活力显著下降, 30、40、50盐度突变组之间差异显著, 表明随着盐度突变幅度的增加, 凡纳滨对虾抗氧化能力受到抑制, 免疫抵抗能力下降, 这与前人研究结果一致(李玉全等, 2015; 李娜等, 2018)。
ACP和AKP与物质代谢关系密切(Yokota et al, 1982; Yun et al, 2004)。本试验中, 高盐突变对ACP活力产生了显著影响, 但对AKP影响不显著。ACP和AKP活力在35—45盐度突变组间均呈上升趋势, ACP活力在45盐度突变组呈现峰值后再下降, AKP活力在45—60盐度突变组之间虽然有下降趋势, 但是差异不显著。原因可能在于随着盐度突变幅度的增加, 凡纳滨对虾机体为调节渗透压平衡需要消耗更多的ATP, 而ATP合成需要的无机磷酸由ACP和AKP催化磷酸酯类水解无机磷酸生成, 但当突变盐度增加到一定程度, 两种酶的活力受到了抑制, 因此活力下降。
4 结论综上所述, 高盐突变幅度越大, 凡纳滨对虾存活率越低, 盐度突变超过50时, 存活率显著降低。随着突变盐度的升高, 凡纳滨对虾的Na+/K+-ATP酶活力呈升高趋势, 30、40、50盐度突变组之间差异显著, 说明盐度突变幅度增加, Na+/K+-ATP酶活力提高以适应盐度变化。SOD活力随着突变盐度的升高而显著下降, 凡纳滨对虾抗氧化能力受到抑制。同时, 高盐突变对ACP活力产生了显著影响, 但对AKP影响不显著。
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