纳米壳聚糖负载蜂毒增强凡纳滨对虾生长、免疫及抗副溶血弧菌能力的研究

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对水产养殖中抗生素滥用问题,创新性地将蜂毒(BV)与纳米壳聚糖(CSNPs)结合制备BV-CSNPs,通过63天饲喂实验证实:0.2-0.3 mg/kg剂量可显著提升凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)增重率(14.32 g)、降低饲料系数(1.33),增强酚氧化酶(PO)活性(6.76 U/mg)和溶菌酶(LYZ)活性(5.78 U/mg),上调LGBP/PX/ppA免疫基因表达,攻毒实验显示死亡率降低45%。该研究为水产无抗养殖提供了新型纳米免疫增强剂。

  

全球水产养殖业正面临严峻挑战——抗生素滥用导致耐药菌株激增,据研究显示约80%的抗生素最终污染环境。作为产量最高的养殖虾种,凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)尤其易受副溶血弧菌(V. parahaemolyticus)侵袭,造成重大经济损失。传统解决方案陷入"治疗-耐药-再治疗"的恶性循环,迫使科学家寻找天然替代品。蜂毒(BV)虽在医学领域展现抗菌、抗炎等特性,但其在水产应用仍属空白。苏伊士运河大学渔业技术研究所生物技术系的研究团队独辟蹊径,将BV与纳米壳聚糖(CSNPs)结合,开创性地开发出BV-CSNPs复合物,相关成果发表于《Scientific Reports》。

研究采用离子凝胶法制备BV-CSNPs,通过透射电镜(TEM)确认纳米颗粒形态(平均粒径98.25±7.22 nm)。选用240尾初始体重6.00±0.02 g的SPF级凡纳滨对虾,设置0.1/0.2/0.3 mg/kg BV-CSNPs三个实验组与对照组,进行63天养殖实验。通过生长性能测定、血淋巴免疫指标分析(包括总血细胞计数THC、酚氧化酶PO活性等)、qPCR检测免疫/抗氧化基因表达(LGBP、cytMnSOD等),并结合组织病理学观察和副溶血弧菌攻毒实验,系统评估BV-CSNPs的应用效果。

生长性能
0.2 mg/kg组表现最优:终末体重(FW)达20.35±0.98 g,显著高于对照组(17.43±0.51 g);特定生长率(SGR)提高14.2%。饲料系数(FCR)降低19.9%,显示BV-CSNPs显著提升饲料利用率。

免疫增强机制


• 剂量依赖性提升THC:0.3 mg/kg组达4.90±0.14×106 cells/mL,较对照组提高146%
• 0.3 mg/kg组LYZ活性达5.78±0.80 U/mg,是对照组的4倍
• 吞噬活性(PA)与杀菌活性(BA)分别提升45.1%和54.1%

分子水平证据
qPCR显示免疫基因(LGBP/PX/ppA)表达量随BV-CSNPs浓度增加而升高,0.3 mg/kg组LGBP表达量达对照组的3.2倍。抗氧化基因(cytMnSOD/mtMnSOD)同步上调,印证BV-CSNPs通过激活proPO系统增强免疫。

组织学改善


0.3 mg/kg组肠绒毛高度增加37.5%,肌肉层增厚28.6%。肝胰腺中分泌消化酶的B细胞数量显著增多,印证消化功能增强——这与淀粉酶/蛋白酶活性提升31.8%的实验数据吻合。

攻毒保护


0.3 mg/kg组死亡率仅20%,显著低于对照组(65%)。存活虾体内细菌清除率提高39.4%,证实BV-CSNPs通过多重机制增强抗病力。

该研究首次证实BV-CSNPs可作为水产免疫增强剂,其价值体现在三方面:(1)突破性将蜂毒应用拓展至水产领域,0.2-0.3 mg/kg添加量即可实现"生长-免疫-抗病"协同提升;(2)阐明通过LGBP-PX-ppA通路激活先天免疫的分子机制;(3)纳米载体技术解决BV水溶性差的问题。Moaheda E.H.Eissa团队的研究为无抗养殖提供新思路,未来需进一步验证大规模应用的经济性及对虾肉品质的影响。

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