柞蚕免疫活性物质 supplementation 改善中间球海胆生长性能、先天免疫与肠道微生物稳态

《Aquaculture Reports》:Supplementation of tussah immunoreactive substances improves growth performance, innate immunity, and intestinal microbial homeostasis in the sea urchin Strongylocentrotus intermedius

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月03日 来源:Aquaculture Reports 3.8

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  柞蚕免疫活性物质(TIS)对水产动物免疫调节效应已被证实,但其对中间球海胆(Strongylocentrotus intermedius)的益生效应尚不清楚。研究人员开展投喂实验以探究TIS对该海胆生长性能、先天免疫及肠道菌群的影响。结果显示,0.5%与1.0

  
柞蚕免疫活性物质(TIS)对水产动物免疫调节效应已被证实,但其对中间球海胆(Strongylocentrotus intermedius)的益生效应尚不清楚。研究人员开展投喂实验以探究TIS对该海胆生长性能、先天免疫及肠道菌群的影响。结果显示,0.5%与1.0% TIS显著升高增重率(WGR)与壳径相对生长率(SDGR)(P < 0.05),各TIS处理组均显著改善生殖腺指数(GSI)(P < 0.05)。1.0% TIS组生殖腺总风味氨基酸提升5.4%,二十碳五烯酸(EPA)与二十二碳六烯酸(DHA)含量提升超10%。各TIS组免疫酶活性不同程度升高。蛋白质组学表明TIS激活免疫相关基因并上调线粒体功能与能量代谢通路。16S rRNA测序揭示1.0% TIS通过富集有益菌(Desulforhopalus与Ruegeria)并抑制有害菌(Vibrio与Halarcobacter)改善肠道微生物多样性。综上,日粮补充TIS促进中间球海胆生长、增强免疫并优化肠道菌群,为免疫刺激剂在海胆养殖中的应用提供新见解,助力高效配合饲料开发。
研究背景方面,中间球海胆(Strongylocentrotus intermedius)是中国高产商业海水养殖品种,其生殖腺为唯一可食组织,富含不饱和脂肪酸与风味氨基酸。随着集约化养殖密度提升与水环境退化,由副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)等引发的细菌病成为限制产业健康发展的关键因子。柞蚕免疫活性物质(Tussah immunoreactive substance,TIS)系以柞蚕活蛹接种链球菌与灭活核型多角体病毒经免疫诱导所得,含蛋白约54%、脂肪约21%及抗菌肽、溶菌酶、凝集素等生物活性物质,已在刺参、虾夷扇贝等水产动物中表现出促生长与增强抗病力作用,但在中间球海胆中的实用效应与机制尚未见报道。鉴于免疫增强剂调控水生动物非特异性免疫是可持续养殖核心方向,研究人员拟明确TIS在该海胆中的适宜添加量、免疫调节通路及肠菌演替规律。
主要关键技术方法方面,研究人员自大连旅顺口区双岛街道海水养殖场获取初始体重26.7±0.2 g、壳径36–42 mm健康中间球海胆360头,分对照组与0.5%、1.0%、2.0% TIS日粮组,每组3重复每重复30头,19±0.1℃、盐度30静水养殖60 d。生长与生殖腺营养指标按国标测定;体腔液分离上清测溶菌酶(LZM)、超氧化物歧化酶(SOD)、碱性磷酸酶(AKP)、过氧化氢酶(CAT);以副溶血性弧菌1.0×104 CFU/mL攻毒12 d记存活;生殖腺定量蛋白质组采用timsTOF Pro2进行ddaPASEF与diaPASEF模式LC-MS/MS;肠道微生物对对照与1.0% TIS组各3头行16S rRNA扩增子NovaSeq测序与α/β多样性及ASV(Amplicon Sequence Variant)注释。
研究结果部分,3.1生长指标显示1.0% TIS组WGR达51.69%、SDGR 29.34%/d、GSI 34.10%,均优于对照(P < 0.05),2.0%组生长回落,提示过量蛋白抑吸收。3.2生殖腺成分表明1.0% TIS组脂肪由3.60%降至3.20%,总鲜味氨基酸升5.4%,谷氨酸、甘氨酸、精氨酸分别升6.3%、5.2%、6.8%;EPA升11.54%、DHA升66.67%、花生四烯酸(ARA)升7.14%。3.3免疫酶活性中SOD与AKP呈低促高抑,1.0%达峰;LZM与CAT在0.5%–1.0%间下行、1.0%–2.0%回升。3.4攻毒试验显示对照12 d存活0%,1.0% TIS组剩60%。3.5蛋白质组学筛选1904个差异表达蛋白(DEPs),1688上/216下,GO富集于囊泡运输、凋亡调控、先天免疫应答,细胞组分集中于质膜、细胞骨架、线粒体,KEGG富集内吞、溶酶体、核糖体、糖酵解/糖异生、氨基酸代谢。3.6肠菌分析显示1.0% TIS组Chao1、ACE、Shannon升高而Simpson降低;变形菌门(Proteobacteria)下降、厚壁菌门(Firmicutes)上升;属水平Vibrio与Halarcobacter压缩,Desulforhopalus与Ruegeria扩增。
讨论部分总结,研究人员指出1.0% TIS通过优化日粮氮脂比契合海胆9%–20%蛋白适宜区间,故促生长优于2.0%过量组;生殖腺鲜味氨基酸与EPA/DHA累积源于TIS介导的氨基酸重分配及膜脂重塑;体腔液SOD/LZM等波动符合“低剂量激活—高剂量负反馈”规律,与鱼类维生素E过量现象一致;蛋白质组中线粒体氧化磷酸化与内吞-溶酶体通路共激活,解释能量供给与非特异性病原清除协同;肠菌中Proteobacteria压缩与Ruegeria(产细菌素/铁载体)增殖共同构成抗弧菌微生态屏障。结论部分译文如下:综上,1.0%为本次研究最优TIS添加量,TIS作为中间球海胆养殖绿色高效免疫增强剂潜力显著;其对该物种具促生长、优生殖腺品质、强免疫、调肠菌稳态及缓病原胁迫等多效良性作用,为海胆功能饲料开发提供新见解与技术支撑;未来应聚焦TIS长期对经济性状影响、生殖发育与免疫互作分子机制及核心活性组分鉴定。论文发表于《Aquaculture Reports》。
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