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在蛙类高密度养殖中,疾病频发,抗生素使用带来诸多问题。研究人员开展复方中草药(CHM)预防蛙病的研究。结果显示,CHM 可促生长、提免疫、改菌群。这为蛙类可持续养殖提供新的饲料添加剂和免疫增强剂。
在蛙类养殖的世界里,虎纹蛙(
Hoplobatrachus rugulosus)凭借美味的肉质和丰富的营养,成为南方养殖的热门品种。随着市场需求的不断攀升,养殖户们纷纷采用高密度养殖模式,期望获得更高的收益。然而,这种模式却如同打开了潘多拉魔盒,一系列问题接踵而至。
高密度养殖使得蝌蚪的变态率大幅下降,个体之间的差异也愈发明显,自相残杀的情况时有发生,严重影响了最终的产量。更糟糕的是,营养不足的蝌蚪抵抗力极差,极易受到病原菌的侵袭,像嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)引发的红腿综合征、腹水病等,让养殖户们损失惨重。为了控制疾病,抗生素被大量使用,但这又带来了新的危机。长期不合理使用抗生素,导致病原菌的耐药性不断增强,不仅让蛙类生长缓慢,健康状况恶化,还使得残留的抗生素进入环境,威胁着食品安全和人类健康。
面对这些难题,科研人员决心寻找新的解决方案。中国的研究人员积极投身到复方中草药(Compound Chinese herbal medicine,CHM)的研究中,希望能为蛙类养殖开辟一条新道路。这项研究成果发表在《Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics》上,为蛙类养殖带来了新的希望。
研究人员为开展这项研究,运用了多种关键技术方法。他们采用超高效液相色谱 - 串联质谱(UPLC-MS/MS)技术,对 CHM 的药用成分进行精确鉴定和分析。在养殖实验中,将不同浓度 CHM 添加到饲料里,在高密度养殖条件下喂养虎纹蛙 80 天,以此评估其对蛙生长性能、生理、组织病理学和免疫参数的影响。同时,利用基于同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)的蛋白质组学技术探索肝脏蛋白质的变化,借助 16S rDNA 测序评估肠道微生物组成。
研究结果主要体现在以下几个方面:
- CHM 成分分析:通过 UPLC-MS/MS 分析,在 CHM 中精准鉴定出 64 种生物活性化合物,这些成分是后续发挥功效的关键。
- 生长性能提升:添加 CHM 的饲料显著提高了虎纹蛙的生长性能和存活率,降低了饲料转化率。实验数据显示,添加 CHM 后,虎纹蛙的最终体重和特定生长率都有明显增加。这表明 CHM 能促进虎纹蛙生长,帮助养殖户提高产量。
- 生理指标改善:CHM 增强了肠道淀粉酶和脂肪酶的活性,提升了血清中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,同时降低了血清中谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、总胆固醇(T-CHO)和甘油三酯(TG)的水平。这意味着 CHM 有助于改善虎纹蛙的消化功能,增强抗氧化能力,减轻肝脏负担,维持身体健康。
- 免疫功能增强:CHM 增加了血清免疫指标(IgG、IgM、溶菌酶(LZM)、酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(AKP))以及促炎因子(IL-6、IL-8 和 TNF-α)的水平。这充分说明 CHM 能够有效提升虎纹蛙的免疫功能,使其更有能力抵御疾病的侵袭。
- 蛋白质组学分析:蛋白质组学分析发现,添加 1% CHM 组(CHM1)与对照组之间存在 89 种差异丰富的蛋白质,这些蛋白质主要与免疫系统和细菌性传染病相关通路有关。这进一步揭示了 CHM 在分子层面影响虎纹蛙免疫和抗病能力的机制。
- 肠道微生物组改变:尽管各组在操作分类单元(OTU)丰富度和 α- 多样性上没有显著差异,但添加 1% CHM 显著改变了肠道微生物组成,厚壁菌门(Firmicutes)和 Turicibacter 菌属的丰度增加,厚壁菌门与拟杆菌门(Bacteroidetes)的比例升高。基于京都基因与基因组百科全书(KEGG)和蛋白质直系同源簇(COG)分析的功能预测显示,氨基酸、脂质和碳水化合物代谢发生了改变,尤其是在 CHM1 组。这表明 CHM 能够调节肠道微生物群落,优化代谢功能,促进虎纹蛙健康生长。
研究结论表明,在饲料中添加 1% 的 CHM 可以有效调节虎纹蛙的肠道微生物群和肝脏蛋白质表达,促进其生长并增强免疫功能。这一研究成果意义重大,为蛙类可持续养殖提供了一种极具前景的饲料添加剂和替代免疫增强剂,有望解决高密度养殖中疾病频发和抗生素滥用的问题,推动蛙类养殖产业朝着绿色、健康的方向发展。同时,也为其他水生动物养殖中开发和应用中草药添加剂提供了重要的参考依据,在水产养殖领域具有广阔的应用前景。