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在虾养殖中,弧菌(Vibrio)感染危害大。研究人员开展谷氨酸对虾免疫影响的研究。发现 0.25% 谷氨酸可提升虾抗弧菌能力、增风味。这为虾养殖饲料添加谷氨酸提供依据,助力产业发展。
在虾的养殖世界里,弧菌(
Vibrio)就像隐藏在暗处的 “杀手”,时刻威胁着虾的健康。急性肝胰腺坏死病(AHPND)和早期死亡综合征(EMS)等虾类疫病,很多都是弧菌在背后捣鬼。养殖户们为了应对,尝试过各种方法,但效果总是不尽人意。而谷氨酸,这种在饲料行业广泛应用的物质,在虾养殖中的作用却一直迷雾重重。一方面,它在畜禽和鱼类养殖中展现出促进生长、增强肉质等功效;另一方面,在虾养殖领域,其作用机制和应用效果缺乏深入研究。正是在这样的背景下,为了给虾养殖找到新的 “保护神”,汕头大学的研究人员开启了一场探索之旅。
研究人员精心设计实验,旨在揭开谷氨酸在虾养殖中的神秘面纱。他们想弄清楚谷氨酸能否增强虾的免疫力,抵御弧菌的侵害,以及对虾的生长和肉质有何影响。经过一系列严谨的实验,研究人员发现,0.25% 谷氨酸是个神奇的 “数字”。在饲料中添加这个比例的谷氨酸,不仅能显著提高虾肌肉组织中的谷氨酸浓度,让虾的风味更佳,还能大幅提升虾对弧菌的抵抗力,为虾的健康成长筑牢防线。这一发现意义重大,它为虾养殖产业提供了一种安全、有效的饲料添加剂选择,有望帮助养殖户减少疫病损失,提高养殖效益,推动虾养殖产业迈向新台阶。该研究成果发表在《Comparative Immunology Reports》上。
为了开展这项研究,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,通过精心设计的饲养实验,将 900 只虾分组饲养在不同谷氨酸含量的饲料环境中,观察其生长性能。其次,利用转录组分析技术,对虾血细胞进行测序,研究基因表达变化。最后,借助实时定量 PCR(qPCR)技术,精准检测特定基因的表达水平,验证转录组分析结果 。
在研究结果部分,研究人员有了诸多重要发现。在 “虾血浆谷氨酸水平与其总血细胞计数的相关性” 方面,通过对虾血浆谷氨酸浓度和总血细胞计数(THC)的检测与线性回归分析,发现二者呈正相关,意味着血浆谷氨酸水平越高,总血细胞计数可能越多。
“谷氨酸通过激活 grik2 增强虾的生长性能、风味和总血细胞计数” 的研究中,注射实验表明,与甘氨酸相比,谷氨酸注射可使虾在 2 小时后 THC 显著增加,而 Grik2 抑制剂 WAY-303,290 可抵消这一效果。同时,谷氨酸注射还能上调细胞周期和 Hippo 信号通路相关基因的表达,且在抑制剂存在时表达受抑制。饲养实验发现,0.25% 及以上的谷氨酸添加可提高虾肌肉中的粗蛋白含量和谷氨酸浓度,不过多数生长性能参数在不同谷氨酸添加水平下差异不显著 。
“谷氨酸补充剂的抗弧菌作用” 研究显示,在饲料中添加不同浓度谷氨酸后,0.10% 和 0.25% 谷氨酸补充组的虾 THC 显著增加,且只有 0.25% 谷氨酸补充组在弧菌感染挑战下,虾的抗弧菌反应有显著提升 。
在 “不同谷氨酸补充喂养虾血细胞的差异表达基因(DEGs)分析” 中,转录组分析发现,不同谷氨酸补充组与对照组相比,基因表达存在差异。0.25% 组中 Hippo 信号通路相关基因显著富集,0.50% 组 d - 谷氨酰胺和 d - 谷氨酸代谢相关基因富集,1.00% 组错配修复、d - 精氨酸和 d - 鸟氨酸代谢相关基因富集。还验证了 0.25% 组中高表达的基因,如 C 型凝集素 2、G1/S 特异性细胞周期蛋白 E 样等。
研究结论和讨论部分指出,适量的谷氨酸(0.25%)能有效增强虾的抗弧菌能力、提升风味。但过高浓度的谷氨酸会对虾产生负面影响,如超过 0.50% 可能导致 DNA 损伤。Hippo 信号通路在谷氨酸调节虾免疫反应中起关键作用,适量谷氨酸可优化该通路,增强免疫反应和细胞增殖。不过,目前对于虾饲料中蛋白质来源的谷氨酸和添加的结晶谷氨酸的具体作用差异还不清楚,有待进一步研究。这项研究为谷氨酸在甲壳类动物饲料中的应用奠定了基础,让人们看到了通过优化饲料添加剂提升虾养殖效益的希望,也为后续深入研究指明了方向 。