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基于Adonis amurensis来源虾青素(AX)的凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)饲料添加剂开发:提升抗氧化能力与免疫应答的新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月17日 来源:Comparative Immunology Reports
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【编辑推荐】本研究针对水产养殖中虾类抗氧化与免疫增强需求,创新性地采用Adonis amurensis来源虾青素(AX)作为饲料添加剂(60-120 mg/kg),通过21天喂养实验证实AX-120组显著提升凡纳滨对虾生长性能(BWG增加18.21%)、改善肠道形态,并上调肌肉ARA/EPA含量(P<0.05)。关键发现包括T-AOC、ACP、AKP活性显著增强(P<0.05),而Toll-1/2等免疫基因表达下调,为低成本植物源AX在水产养殖中的应用提供理论依据。
在水产养殖业面临抗生素滥用和化学添加剂安全隐患的背景下,寻找天然、高效的饲料添加剂成为研究热点。虾青素(Astaxanthin, AX)作为最强抗氧化剂之一,虽在提高水生动物存活率和肉质着色方面效果显著,但传统微生物提取法存在成本高、产量低的瓶颈。更棘手的是,化学合成AX的生物利用度不足,而现有研究对植物源AX的吸收机制和实际效果缺乏系统验证。
针对这一系列问题,江苏海洋大学(根据CRediT声明中的Jiangsu Ocean University翻译)的研究团队创新性地选择富含AX的多年生草本植物Adonis amurensis作为原料,通过优化提取工艺获得高纯度AX(提取率达1.3515±0.2156 g/kg花瓣干重),并将其应用于凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)的饲料添加剂研究。这项发表在《Comparative Immunology Reports》的工作,首次系统评估了该植物源AX对甲壳类动物的多重生理调控作用。
研究采用四个AX添加梯度(0/60/90/120 mg/kg)的21天喂养实验,通过生长指标测定、肠道组织切片观察、气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析肌肉脂肪酸、酶联免疫法检测抗氧化/免疫指标,以及实时荧光定量PCR(qPCR)检测基因表达等关键技术。实验设计严格把控水质参数(温度17-24°C,溶解氧>8 mg/kg),每组设置3个生物学重复,所有数据经GraphPad Prism 8和SPSS 26进行单因素方差分析(ANOVA)。
生长性能突破
AX-120组展现出全面优势:最终体重(FBW)达15.34±1.21 g/尾,显著高于对照组13.81±0.33 g(P<0.05);体重增长率(BWG)和特定生长率(SGR)分别提升至18.21%和0.83%/d,且存活率(SR)呈剂量依赖性增长(AX120组73% vs 对照组40%)。这表明Adonis amurensis-AX能有效突破凡纳滨对虾的生长瓶颈。
肠道与营养代谢革新
组织学分析揭示AX-120组肠绒毛高度和肌层厚度显著增加(P<0.05),为营养吸收创造更大表面积。GC-MS检测发现该组肌肉中花生四烯酸(ARA)和二十碳五烯酸(EPA)含量分别提升32.4%和16.0%,证实AX能特异性促进ω-6和ω-3系列多不饱和脂肪酸(PUFA)的富集,这对提升虾肉营养价值至关重要。
抗氧化-免疫协同机制
酶活性检测显示AX-120组总抗氧化能力(T-AOC)提升最显著,而超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性反而降低(P<0.05)。这种"此消彼长"现象揭示AX可能直接清除自由基,减少机体对抗氧化酶的依赖。同时,酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(AKP)活性分别提高89.5%和67.3%,表明先天免疫功能被激活。
基因调控新发现
qPCR结果显示AX-120组Toll-1/Toll-2 mRNA表达量下调约40%,前酚氧化酶(proPO)基因表达降低35%。这种免疫相关基因的"负调控"可能源于AX通过抑制过度炎症反应来维持免疫稳态。值得注意的是,溶菌酶(LZM)基因表达也显著降低,结合抗氧化指标变化,推测AX通过减少氧化应激间接降低炎症因子产生。
这项研究不仅证实Adonis amurensis-AX在120 mg/kg添加量时能实现生长性能、肠道健康、肌肉品质和免疫功能的协同提升,更揭示了植物源AX不同于微生物源AX的作用特点:其通过"直接抗氧化-免疫稳态调节-营养代谢促进"三重通路发挥作用。相较于传统AX来源,该植物提取工艺简单、成本降低约60%(根据专利数据推算),且栽培条件宽松,每亩年产鲜花可达300-400公斤,极具产业化潜力。
未来研究需进一步阐明AX在甲壳动物体内的吸收代谢路径,并探索其与其它功能性添加剂(如益生菌)的协同效应。该成果为水产养殖业提供了一种兼顾经济效益、生态安全和产品品质的新型解决方案,对推动"减抗"背景下饲料工业的转型升级具有示范意义。
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