《Aquaculture Reports》：Synergistic effects of biofloc and astaxanthin on pigmentation, immunity, and intestinal microbiota of Litopenaeus vannamei
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研究人员系统探讨了在不同养殖模式下饲料中添加不同水平的虾青素（astaxanthin, AST）对凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）生长性能、色素沉积、免疫功能及肠道微生物组成的影响，以评估生物絮团技术（biofloc technology
研究人员系统探讨了在不同养殖模式下饲料中添加不同水平的虾青素（astaxanthin, AST）对凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）生长性能、色素沉积、免疫功能及肠道微生物组成的影响，以评估生物絮团技术（biofloc technology, BFT）与饲料AST之间的潜在协同作用。实验选用初始体重为3.94 ± 1.58 g的凡纳滨对虾，分别在BFT和清水系统（clear-water system）中投喂含0、60、80、100、120 mg/kg AST的等氮等脂饲料，养殖周期为35天。分析结果显示：（1）养殖模式与AST水平的交互作用显著影响凡纳滨对虾的存活率和增重率（weight gain rate, WGR）（P < 0.05），基于WGR的二次回归模型预测，BFT条件下AST的理论最适添加量为91.77 mg/kg；（2）组织中的AST沉积受养殖模式和饲料AST水平共同影响，其中仅尾扇（uropod）中AST含量表现出显著的交互效应（P < 0.05）；（3）多项体色参数、免疫酶活性及抗氧化能力均呈现显著的交互增强效应（P < 0.05），其中B80组（BFT+80 mg/kg AST）综合表现最优；（4）肠道微生物群分析表明，BFT与AST联合改变了肠道微生物的组成及预测功能，B60组在免疫相关预测功能类别中富集程度更高。综上，BFT提升了凡纳滨对虾对饲料AST的利用效率，在较低AST添加量下即可达到与清水系统相当或更优的养殖性能。尽管基于WGR的二次回归模型得出BFT条件下AST的最适添加量为91.77 mg/kg，但在综合考虑生长、AST组织沉积、体色、免疫及经济效益后，实际推荐添加量为80 mg/kg。
本研究由广东海洋大学水产学院团队完成，发表于《Aquaculture Reports》。当前凡纳滨对虾集约化养殖面临水体氨氮、亚硝酸盐积累导致的氧化应激、病原滋生及体色退化等问题，生物絮团技术（biofloc technology, BFT）可通过异养微生物将氮废物转化为富含营养的絮体，改善水质并提供额外营养，但其系统中活性氧生成及微生物群落波动可能带来负面影响。虾青素（astaxanthin, AST）作为一种高效酮式类胡萝卜素，兼具着色、抗氧化和免疫调节功能，但水产动物对其利用率偏低，因此探索BFT与AST的协同作用对于优化养殖性能和降低饲料成本具有重要意义。
研究人员采用2×5因子设计，在BFT和清水系统中分别以0、60、80、100、120 mg/kg五个AST梯度投喂凡纳滨对虾，养殖周期35天。关键技术方法包括：构建碳氮比（C:N）为15:1的生物絮团接种体系；使用等氮等脂配方饲料并进行低温避光保存；通过HPLC（high-performance liquid chromatography）测定腹甲、尾扇及肝胰腺中AST含量；采用色差仪测定煮后虾体的L、a、b*体色参数；检测肝胰腺中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）、过氧化氢酶（catalase, CAT）、酸性磷酸酶（acid phosphatase, ACP）、溶菌酶（lysozyme, LZM）、总抗氧化能力（total antioxidant capacity, T-AOC）及丙二醛（malondialdehyde, MDA）水平；利用16S rDNA扩增子测序（V3–V4区）分析肠道微生物多样性，并通过PICRUSt预测菌群功能。
研究结果如下：
3.1 生长性能：养殖模式与AST水平的交互作用显著影响存活率和WGR（P < 0.05），BFT显著提升WGR，B80组WGR最高（101.62%），二次回归预测BFT条件下最适AST添加量为91.77 mg/kg。
3.2 不同组织中AST含量：腹甲AST含量受养殖模式和AST水平主效应影响（P < 0.001），BFT组高于清水组；尾扇AST含量受主效应及交互作用共同影响（P < 0.001），B100组最高；肝胰腺AST含量仅受AST水平影响，并随添加量增加呈下降趋势。
3.3 体色参数：所有体色参数均受交互作用显著影响（P < 0.05），BFT组a（红度）和b（黄度）显著高于清水组，B80组a和b值最高，分别为15.53 ± 0.75和13.99 ± 0.79。
3.4 抗氧化与免疫酶活性：SOD、ACP、LZM活性受交互作用显著影响（P < 0.05），B80组SOD、CAT、LZM、T-AOC活性最高，MDA和ACP活性最低。
3.5 α与β多样性分析：BFT显著提高肠道菌群丰富度与多样性，PCoA显示两组菌群结构明显分离。
3.6 肠道微生物群落组成：BFT组放线菌门（Actinomycetota）和绿弯菌门（Chloroflexota）相对丰度高于清水组，拟杆菌门（Bacteroidota）则相反；AST水平对菌群组成亦有调节作用。
3.7 肠道微生物功能预测：KEGG二级功能中免疫疾病类别在B60组富集程度最高。
讨论部分指出，BFT通过改变营养背景和宿主抗氧化状态，降低了凡纳滨对虾对饲料AST的需求，并优化了其组织分配，使更多AST用于体色沉积而非生理防御。BFT系统中的胆固醇、维生素E及多不饱和脂肪酸等成分可能促进AST的吸收与转运，同时有益菌的引入改善了肠道微生态。菌群功能预测提示，60 mg/kg AST即可有效提升免疫相关功能潜力，而80 mg/kg更有利于宿主生长性能。
研究结论表明，BFT与AST存在显著协同效应，可在减少AST用量的情况下维持或提升养殖性能。在BFT系统中，实现最佳生长性能的AST需求量由清水系统的120 mg/kg降至91.77 mg/kg，降幅约24.2%；而在体色、免疫及抗氧化方面，需求量由100 mg/kg降至80 mg/kg，降幅约20.0%。该成果为凡纳滨对虾绿色可持续养殖提供了重要的技术支撑。
