酵母源免疫刺激剂对凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)生长性能与健康状态调控作用的比较评价

《Fishes》:Comparative Evaluation of Yeast-Derived Components as Immunostimulants for Modulating Growth Performance and Health Status of Pacific White Shrimp (Penaeus vannamei)

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月24日 来源:Fishes 2.9

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  本研究旨在比较三种啤酒酵母源免疫刺激剂——含核苷酸的自溶酵母(AY)、高纯度1,3/1,6-β-葡聚糖(PB)以及含甘露寡糖的酵母细胞壁产品(YCW)——对凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)幼虾生长性能与健康状态的影响。研究人员开展了一项为期8周的

  
本研究旨在比较三种啤酒酵母源免疫刺激剂——含核苷酸的自溶酵母(AY)、高纯度1,3/1,6-β-葡聚糖(PB)以及含甘露寡糖的酵母细胞壁产品(YCW)——对凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)幼虾生长性能与健康状态的影响。研究人员开展了一项为期8周的生长试验,试验虾初始体重为1.83 ± 0.01 g,分别投喂添加0.1% AY、0.015% PB和0.1% YCW的实验饲料。研究评估了生长性能、血清生化参数、组织形态学、免疫基因表达及肠道微生物组成,随后进行了副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)攻毒试验。结果表明,AY组和YCW组获得了与对照组相当的生长性能,而PB组的增重率在数值上低于其他各组(p > 0.05)。血清生化分析显示,AY和YCW显著降低了天冬氨酸氨基转移酶活性(p < 0.05),而饲料中添加AY倾向于升高血清总蛋白、白蛋白、球蛋白、甘油三酯和总胆固醇水平(p > 0.05)。此外,AY优化了肝胰腺和肠道形态。饲料中添加PB显著上调了肝胰腺抗氧化和炎症相关基因(SOD、TGF-β1)的表达,并抑制了肠道弧菌属(Vibrio)的丰度(p < 0.05)。攻毒试验显示,攻毒后第3天PB组(76.7%)和AY组(73.3%)的存活率略高于对照组(53.3%)(p < 0.1),且PB组在第7天仍保持最高存活率。综上所述,这些发现揭示了三种酵母源成分是功能各异的免疫刺激剂:AY(富含核苷酸的自溶物)作为支持常规养殖期生长且修复肠道-肝胰腺的添加剂;YCW(富含甘露寡糖的细胞壁)作为通过调节微生物组成增强肠道屏障功能的长期肠道健康维护剂;PB(纯化β-葡聚糖)通过激活肝胰腺抗氧化和免疫通路赋予优越的短期抗病力。这些发现强调了对虾免疫刺激剂的选择应与生产阶段和疾病风险情境相匹配。

酵母源免疫刺激剂在对虾养殖中的应用:功能分化与精准匹配的实证研究

一、研究背景与科学问题

凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)是全球养殖规模最大的甲壳类物种。在集约化养殖模式下,病原侵袭和环境胁迫频发,使得免疫刺激剂成为增强对虾非特异性免疫、减少抗生素依赖、实现可持续养殖的核心策略。酵母及其衍生物富含蛋白质、核苷酸、β-葡聚糖和甘露寡糖(mannan-oligosaccharides, MOS)等生物活性成分,被广泛认为是具有应用前景的天然免疫刺激剂。已有研究表明,酵母源生物活性成分可提高对虾血细胞总数(THC)、酚氧化酶(PO)活性和溶菌酶(LZM)水平,并上调包括proPO在内的免疫相关基因表达,从而增强对副溶血性弧菌和白斑综合征病毒(WSSV)等病原的抵抗力。
然而,现有研究大多针对单一酵母源成分进行独立评价,缺乏在同一实验体系下对不同功能成分的直接比较,这严重制约了养殖实践中免疫刺激剂的科学选择。不同酵母源成分的作用机制存在本质差异:β-葡聚糖通过激活模式识别受体(PRRs)增强先天免疫和抗氧化能力;核苷酸作为半必需营养素和病原相关分子模式(PAMPs)模拟物,促进代谢、肠道吸收和免疫启动;MOS作为益生元通过微生物调控和病原排斥增强屏障功能。基于此,本研究在同一实验条件下系统比较了三种功能成分各异的酵母源免疫刺激剂——富含核苷酸的酵母自溶物(AY)、高纯度β-1,3/1,6-葡聚糖(PB)和含甘露寡糖的酵母细胞壁产品(YCW)——对凡纳滨对虾生长性能和健康状态的影响,旨在阐明其差异化作用机制,为对虾养殖中免疫刺激剂的精准选用提供科学依据。

二、研究设计与技术方法

研究人员以凡纳滨对虾幼虾(初始体重1.83 ± 0.01 g)为研究对象,设计了四种等氮等脂的实验饲料:对照组(基础饲料)、0.1% AY组、0.015% PB组和0.1% YCW组,进行为期8周的养殖试验。试验虾苗来源于国家"863"计划海洋养殖种子工程南方基地,经SPF检测合格后随机分配至4个处理组,每组3个生物学重复,每桶30尾。研究采用的主要技术方法包括:血清生化参数测定(使用日立7170全自动生化分析仪)、肝胰腺和肠道组织形态学分析(H&E染色及Image-Pro Plus 6.0形态计量)、肝胰腺免疫和抗氧化相关基因表达检测(RT-qPCR,2?ΔΔCt法)、肠道微生物组成分析(16S rRNA V3–V4区高通量测序,QIIME 2流程)以及副溶血性弧菌攻毒试验(肌内注射1 × 107 CFU/尾)。

三、研究结果

3.1 生长性能:8周养殖试验后,各处理组存活率介于91.11%至97.78%之间,组间无显著差异。AY组和YCW组的终末体重和增重率与对照组相当,而PB组在数值上低于其他各组,但差异未达显著水平(p > 0.05)。饲料系数(FCR)与增重率呈相反趋势,各组间无显著差异。
3.2 血清生化参数:AY组的总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC)浓度在数值上均最高,但组间差异不显著。所有免疫刺激剂添加组的丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)活性均呈下降趋势,其中AST活性显著低于对照组(p < 0.05),表明添加酵母源免疫刺激剂改善了对虾肝胰腺健康状况。
3.3 肝胰腺组织形态学:对照组肝胰腺管腔呈不规则星形,组织结构相对疏松。AY组肝胰腺形态明显改善,表现为管腔规则清晰、腺管排列紧密有序,R细胞(储备细胞)和B细胞(分泌细胞)边界分明且数量丰富。PB组出现管间间隙增宽、细胞萎缩和空泡化增加。YCW组腺管结构基本完整,R细胞丰度高于对照组,但腺管规则性和紧密度介于AY组与对照组之间。
3.4 肠道组织形态学:AY组的绒毛高度、肌层厚度和肠壁厚度均显著大于其他各组(p < 0.05),绒毛发育良好且排列密集。PB组和YCW组的绒毛高度降低、排列稀疏。绒毛宽度在AY组和PB组显著低于对照组和YCW组(p < 0.05)。
3.5 肠道微生物组成:门水平上,各处理组肠道微生物以变形菌门(Pseudomonadota)和厚壁菌门(Bacillota)为主。PB组厚壁菌门相对丰度升高,YCW组变形菌门富集。属水平上,PB组的弧菌属(Vibrio)相对丰度显著低于其他各组,而YCW组显著高于其他各组(p < 0.05);AY组的发光杆菌属(Photobacterium)相对丰度显著高于其他三组(p < 0.05)。
3.6 肝胰腺基因表达:PB组的SOD表达显著高于对照组和YCW组,TGF-β1表达显著高于对照组(p < 0.05)。CAT、GPx、HSP70和TNF-α在PB组均呈数值上升趋势,但未达显著水平。
3.7 攻毒试验存活率:副溶血性弧菌攻毒后第3天,PB组(76.7%)和AY组(73.3%)存活率显著高于对照组(53.3%)(p < 0.1)。第7天时,PB组仍保持最高存活率(63.3%),略高于对照组(p < 0.1)。

四、讨论与结论

研究讨论指出,三种酵母源免疫刺激剂的作用机制存在本质差异。AY通过提供外源核苷酸减少体内从头合成需求,改善营养利用效率,维持正常生长并修复肝胰腺和肠道组织结构;PB作为纯化β-葡聚糖,主要激活抗氧化和免疫通路,将生理资源向免疫激活倾斜,因而在增强抗病力的同时表现出生长性能的数值下降,提示存在免疫-生长权衡;YCW中的MOS主要通过调控肠道微生物和维持黏膜屏障稳态发挥作用,生物学效应相对温和。
研究结论明确指出,在所测试的酵母源免疫刺激剂中,AY和PB的应用潜力高于YCW。AY在维持生长的同时优化肠道和肝胰腺健康,适合追求生长与健康平衡的养殖体系;PB尽管生长性能相对较差,但通过显著上调SOD和TGF-β1等免疫抗氧化基因,表现出更强的免疫调节和抗氧化能力,值得在高密度或高疾病压力养殖条件下进一步验证;YCW通过维持黏膜屏障完整性和肠道微生物稳态维护肠道健康,但免疫刺激活性较弱。研究强调,对虾养殖中免疫刺激剂的选择应与生产阶段和疾病风险情境相匹配,未来应探索互补性酵母源生物活性成分的组合使用,以发掘其在生长、肠道健康、免疫和抗病力方面的协同效应。同时,研究也指出部分指标虽呈现明显的数值差异但未达统计显著水平,可能与样本量不足有关,建议未来试验通过先验功效分析确定合适样本量,以获得更稳健可靠的结论。
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