饵料锰含量对凡纳滨对虾亚成虾生长及抗氧化活力的影响

鲁耀鹏 陈晓丹 张秀霞 郑佩华 王冬梅 冼健安 王安利

摘要：【目的】明确凡纳滨对虾亚成虾饵料中锰（Mn）的适宜添加量，为对虾饵料的科学配制提供参考依据。【方法】以一水硫酸锰（MnSO4·H2O）为Mn源，设6个不同Mn添加量的饵料处理组：0（对照）、50、100、150、200和300 mg/kg，投喂凡纳滨对虾亚成虾（初始体重4.83±0.39 g/尾，初始体长8.23±0.43 cm/尾）10周后测定其生长性能和抗氧化活力指标。【结果】饵料Mn添加量对凡纳滨对虾的存活率无显著影响（P>0.05，下同）；除50 mg/kg处理组外，其他Mn添加处理组的对虾增重率和特定生长率均显著高于对照组（P<0.05，下同），且以Mn添加量为200 mg/kg的效果最佳。凡纳滨对虾血清和肝胰腺中的锰超氧化物歧化酶（Mn-SOD）和总超氧化物歧化酶（T-SOD）活力均随Mn添加量的增加呈先升高后降低的变化趋势，当Mn添加量为150和200 mg/kg时，对应的Mn-SOD和T-SOD活力均显著高于对照组；Mn添加量达300 mg/kg时，血清和肝胰腺Mn-SOD和T-SOD活力反而下降。凡纳滨对虾血清和肝胰腺总抗氧化能力（T-AOC）对饵料Mn添加量的响应与Mn-SOD和T-SOD活力基本一致，其适宜添加范围也在150～200 mg/kg。饵料Mn添加量对凡纳滨对虾血清MDA含量未产生显著影响，也未显著降低肝胰腺MDA含量，但Mn添加量达300 mg/kg时，肝胰腺MDA含量显著高于其他Mn添加处理组及对照组。【结论】饵料中添加适量的Mn可促进凡纳滨对虾亚成虾生长，并通过提高SOD活力以提高机体的总体抗氧化水平，但添加过量会在一定程度上抑制抗氧化活力，并对肝胰腺造成一定损伤。综合生长性能和抗氧化活力指标，凡纳滨对虾亚成虾饵料中的Mn适宜添加量为150～200 mg/kg。

关键词： 凡纳滨对虾；锰（Mn）；生长性能；抗氧化活力

中图分类号： S945.49 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2018）02-0391-06

0 引言

【研究意义】锰（Mn）作为生物体内的必需微量元素，不仅参与机体各种酶的组成，还对机体的生长代谢有一定调控作用。Mn在水产动物体内扮演著多种角色，在生理代谢方面，是各种酶的重要组成成分，对特定或非特定的酶具有激活作用（Ali，2000，2001；蒋蓉，2006）；在生长发育方面，Mn对骨骼形成起至关重要的作用，缺Mn会阻碍水产动物骨骼生长且降低其柔韧性（牛景彦和刘占才，2016）。虽然水产动物对Mn元素的需求量较低，但其在水产动物的生长、免疫和抗胁迫等方面发挥重要作用，因此Mn的足量摄入不容忽视。【前人研究进展】至今，已有大量研究表明在饵料中添加适量Mn可有效提高水产动物的生长性能和免疫功能（陈晓丹等，2010）。郭建林（2007）通过研究铁（Fe）、铜（Cu）、Mn和锌（Zn）4种重要微量元素对异育银鲫（Carassius auratus gibelio）生长性能、生理机能及器官中微量元素含量的影响，结果发现Mn对血清、黏液和肝胰脏的总超氧化物歧化酶（T-SOD）及肝胰脏谷丙转氨酶（GPT）水平的影响最明显。赵鑫（2013）通过测定分析Mn对奥尼罗非鱼幼鱼生长、生理机能及机体微量元素沉积的影响，证实奥尼罗非鱼幼鱼基础饵料中Mn的适宜添加量为107.15 mg/kg。聂家全等（2015）研究表明，当饵料中Mn含量能满足斜带石斑鱼（Epinephelus coioides）幼鱼生长需要时，甘氨酸锰（GMn）的生物利用率高于羟基蛋氨酸锰（HMn），但两种Mn源的抗氧化能力相似。有关Mn对虾类的影响研究，董晓慧等（2005）根据凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）的生长性能和各组织中的Mn含量，确定了虾苗饵料中硫酸锰（MnSO4）和GMn两种Mn源的适宜添加量；王宏伟等（2006，2008，2009）研究表明，饵料中添加适量的Mn可提高中华米虾（Caridina denticulata sinensis）和日本沼虾（Macrobrachium nipponense）的肌肉抗氧化活力，从而提高其抗胁迫能力；蔡海瑞（2016）根据凡纳滨对虾幼虾生长性能、组织Mn含量和免疫酶活力等，确定凡纳滨对虾幼虾饵料中MnSO4和HMn的最适添加量分别为33.00和24.77 mg/kg。【本研究切入点】随着水产动物的成长，其生理发生各种变化，营养生理需求也会发生改变。虽然已有研究显示凡纳滨对虾幼虾饵料的Mn适宜添加量约30.00 mg/kg（董晓慧等，2005；蔡海瑞，2016），但在不同生长阶段其对Mn的需求量有可能不同，因此有必要针对各生长发育阶段的凡纳滨对虾开展饵料Mn适宜添加量研究。【拟解决的关键问题】对比分析饵料Mn含量对凡纳滨对虾亚成虾生长及抗氧化活力的影响，明确凡纳滨对虾亚成虾饵料中Mn的适宜添加量，为对虾饵料的科学配制提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

凡纳滨对虾购自广东省广州市番禺区某对虾养殖场，平均初始体重4.83±0.39 g/尾，平均初始体长8.23±0.43 cm/尾。对虾在室内循环过滤系统中驯养1周，以适应养殖环境，驯养期间投喂基础饵料。

1. 2 饵料制备

基础饵料的组成及营养成分见表1。以一水硫酸锰（MnSO4·H2O）为Mn源，设6个不同Mn添加量处理组：0（对照）、50、100、150、200和300 mg/kg，以原子吸收光谱法测得饵料中的实际Mn含量分别为23.6、66.0、108.0、166.0、214.0和312.0 mg/kg。饵料原料粉碎后过60目筛，加入脂肪源和水进行混合，用饲料机压制成颗粒饵料，60 ℃烘箱烘干至恒重， -10 ℃保存备用。

1. 3 对虾养殖

供试对虾在室内循环过滤养殖系统中进行养殖。养殖桶为圆形塑料桶，放水约250 L，每处理设3个重复（桶），每桶随机放养对虾25尾。养殖期间水体条件：盐度5‰，温度（25±3）℃，pH 8.0，氨氮0.16±0.05 mg/L，亚硝酸盐0.05±0.03 mg/L，养殖期间不间断充气增氧，每周换水1/5。每天投饵量约为对虾体重的2%，并按实际摄食情况适当调整投喂量，每天投喂3次，分别于8：00、12：30和17：00进行投喂。养殖周期10周。

1. 4 生长性能指标测定

经过10周饲养后，对试验对虾的生长性能指标进行测定，具体计算公式：

存活率（%）=终末尾数/初始尾数×100

增重率（WG，%）=（Wt-W0）/W0×100

特定生长率（SGR，%/d）=100×（lnW-lnW0）/t

式中，Wt为养殖t天后的对虾平均体重（g），W0为对虾初始平均体重（g），t为饲养天数（d）。

1. 5 抗氧化活力指标测定

1. 5. 1 血清制备 对虾称重后用吸水纸吸干体表水分，用1.0 mL注射器先吸取0.3 mL抗凝剂（柠檬酸钠50 mmol/L，EDTA-Na2 10 mmol/L，pH 7.3），再从对虾的围心腔和腹血窦抽取0.3 mL血淋巴。血淋巴转移至离心管后4 ℃下3000 r/min离心10 min，上清液即为血清，液氮速冻后-80 ℃保存备用。每个重复取对虾3尾，每尾对虾的血清作为单独样品进行测定。

1. 5. 2 肝胰腺悬液制备 对虾采集血淋巴后用灭菌镊子立即取出肝胰腺放入离心管，液氮速冻后 -80 ℃保存备用。酶活力测定前，取出肝胰腺样品称重，加入9倍体积的生理盐水（0.85% NaCl，高温灭菌），于冰浴条件下超声波匀浆（匀浆3 s，间歇8 s，重复15次），匀浆液在4 ℃下10000 r/min离心30 min，上清液为待测的肝胰腺悬液。每尾对虾的肝胰腺悬液作为单独样品进行测定。

1. 5. 3 指标测定 血清和肝胰腺的总超氧化物歧化酶（T-SOD）活力、锰超氧化物歧化酶（Mn-SOD）活力、总抗氧化能力（T-AOC）及肝胰腺丙二醛（MDA）含量均采用南京建成生物工程研究所研发的试剂盒进行测定。

1. 6 统计分析

试验数据采用SPSS 13.0进行单因素方差分析（One-way ANOVA）。

2 结果与分析

2. 1 Mn添加量对凡纳滨对虾生长性能的影响

至试验结束时，各处理组凡纳滨对虾的存活率为81.3%～86.7%，组间差异均不显著（P>0.05，下同）；但在增重率和特定生长率方面，除50 mg/kg处理组外，其他Mn添加处理组的对虾增重率和特定生长率均显著高于对照组（P<0.05，下同），尤其以Mn添加量为200 mg/kg的效果最佳（图1）。

2. 2 Mn添加量对凡纳滨对虾血清抗氧化活力的影响

2. 2. 1 Mn添加量对凡纳滨对虾血清SOD活力的影响 与对照组相比，当Mn添加量为150和200 mg/kg时凡纳滨对虾的血清Mn-SOD活力显著升高（图2），且以150 mg/kg处理组的血清Mn-SOD活力最高，为38.80 U/mL。当Mn添加量为150和200 mg/kg时凡纳滨对虾的血清T-SOD活力也显著高于对照组，同样以150 mg/kg处理组的血清T-SOD活力最高，达76.89 U/mL。

2. 2. 2 Mn添加量对凡纳滨对虾血清T-AOC和MDA含量的影响 由图3可看出，凡纳滨对虾血清T-AOC随饵料Mn添加量的增加呈先升高后降低的变化趋势，当Mn添加量为150和200 mg/kg时几纳滨对虾的血清T-AOC显著高于对照组，且以150 mg/kg处理组的效果最佳。饵料中添加Mn对凡纳滨对虾的血清MDA含量无显著影响。

2. 3 Mn添加量对凡纳滨对虾肝胰腺抗氧化活力的影响

2. 3. 1 Mn添加量对凡纳滨对虾肝胰腺SOD活力的影响 凡纳滨对虾肝胰腺的Mn-SOD和T-SOD活力变化规律一致，均随饵料Mn添加量的增加呈先升高后降低的变化趋势（图4），于Mn添加量为200 mg/kg时达最高值，分别为63.05和113.81 U/mg，二者显著高于对照组。

2. 3. 2 Mn添加量对凡纳滨对虾肝胰腺T-AOC和MDA含量的影响 由图5可看出，凡纳滨对虾肝胰腺T-AOC随饵料Mn添加量的增加呈先升高后降低的变化趋势，当Mn添加量为200 mg/kg时对虾肝胰腺T-AOC达最高值（3.50 U/mg），显著高于对照组。在肝胰腺MDA含量方面，除300 mg/kg处理组凡纳滨对虾的肝胰腺MDA含量显著高于对照组外，其他Mn添加处理组与对照组均无显著差异。

3 讨论

目前，饵料Mn含量对鱼类生长性能的影响已有较多研究报道，且一致认为饵料中添加适宜的Mn可促进鱼类生长，包括虹鳟（Salmo gaidnerii）、草鱼（Ctenopharyngodon idellus）、黑鲷（Sparus macrocephalus）和黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）等（蒋蓉，2006）。在虾类方面，董晓慧等（2005）研究表明饵料中添加MnSO4和GMn均能显著促进凡纳滨对虾幼虾的生长，蔡海瑞（2016）的研究也证实MnSO4和HMn对凡纳滨对虾幼虾有促生长作用。本研究结果表明，在基础饵料中添加一定量的Mn可促进凡纳滨对虾亚成虾生长，与董晓慧等（2005）针对凡纳滨对虾虾苗（0.160～0.164 g/尾）及蔡海瑞（2016）针对凡纳滨对虾幼虾（1.925±0.002 g/尾）的研究结果相似，但在具体的适宜添加水平上存在差异。针对凡纳滨对虾的生长性能，本研究结果显示凡纳滨对虾亚成虾饵料的Mn适宜添加量为200 mg/kg，而董晓慧等（2005）、蔡海瑞（2016）研究认为凡纳滨对虾虾苗和幼虾饵料的Mn（Mn源为MnSO4）适宜添加量为30 mg/kg，其差异原因可能是：①Mn适宜添加量受饵料基础Mn含量的直接影响。以本研究的饵料基础Mn含量约23.6 mg/kg，蔡海瑞（2016）研究的饵料基础Mn含量约5.17 mg/kg，而董晓慧等（2005）的研究未列出饵料基础Mn含量。②不同生长发育阶段凡纳滨对虾对Mn的需求量不同。以本研究结果与前人的相关研究结果（董晓慧等，2005；蔡海瑞，2016）进行对比，发现虾龄越大，其對Mn的需求量越大。

水產动物受外界环境胁迫或病原体侵染时，其机体会被诱导产生大量活性氧（ROS），而过量的ROS会对机体产生氧化胁迫，此时抗氧化系统即发挥重要的调控作用以保护机体免受氧化损伤（Achard-Joris et al.，2006；Lushchak，2011）。抗氧化酶是抗氧化系统的主要组成部分，SOD是重要的抗氧化酶成员之一，同时发现其对增强血细胞的吞噬作用和防御能力具有重要促进作用（刘晓华，2010），常作为鉴别机体免疫状态的重要指标。许安阳（2005）研究显示，在基础饵料中添加Mn可促使凡纳滨对虾幼虾肌肉Mn-SOD活力上升；王宏伟等（2006，2008，2009）研究发现，在中华米虾和日本沼虾的饵料中添加适量Mn，可提高SOD等抗氧化酶的活力，进而提高虾体对环境胁迫的抵抗力；蔡海瑞（2016）研究证实，适量添加MnSO4或GMn可提高凡纳滨对虾幼虾肝胰腺的Mn-SOD和T-SOD活力，并上调Mn-SOD基因表达。本研究结果也显示，在饵料中添加150～200 mg/kg的Mn可显著提高凡纳滨对虾血清、肝胰腺的Mn-SOD和T-SOD活力，但二者的响应略有不同，表现为：对虾的血清Mn-SOD和T-SOD活力在150和200 mg/kg两处理组间无显著差异，而在肝胰腺中，200 mg/kg处理组的Mn-SOD活力显著高于150 mg/kg处理组，说明Mn添加量增至200 mg/kg时可进一步促进肝胰腺Mn-SOD活力。但Mn添加量达300 mg/kg时，导致凡纳滨对虾的SOD活力下降，可能是Mn的添加量已超出对虾的承受力，在抗氧化活力上起到负面作用，与王宏伟等（2006，2008，2009）在中华米虾和日本沼虾上得到的研究结论一致。

T-AOC是指机体内包括抗氧化酶系统和非酶系统在内的总体抗氧化水平（姚翠鸾等，2003）。本研究通过测定分析凡纳滨对虾血清和肝胰腺的T-AOC变化，以判断机体SOD活力的变化是否影响总体抗氧化活力，结果显示，T-AOC对饵料Mn添加量的响应与Mn-SOD和T-SOD活力基本一致，其适宜添加范围也在150～200 mg/kg，表明在饵料中添加适宜的Mn可通过提高SOD活力而提高虾体的总体抗氧化水平。MDA是反映机体氧化损伤程度的重要指标（Sila et al.，2015）。本研究结果表明，饵料Mn添加量对凡纳滨对虾血清MDA含量未产生显著影响，也未显著降低肝胰腺MDA含量，可能是由于对虾处于正常环境及生理状态下，未受到氧化胁迫作用而产生过量MDA，因而没有体现出Mn对MDA含量的影响。但300 mg/kg处理组的凡纳滨对虾肝胰腺MDA含量显著高于其他Mn添加处理组及对照组，说明该添加量可能已对凡纳滨对虾的肝胰腺造成损伤。

4 结论

饵料中添加适量的Mn可促进凡纳滨对虾亚成虾的生长，并通过提高SOD活力以提高机体的总体抗氧化水平，但添加过量可能对肝胰腺造成一定损伤。在本研究的饵料基础Mn含量下（约23.6 mg/kg），综合生长性能和抗氧化活力指标，凡纳滨对虾亚成虾饵料中的Mn适宜添加量为150～200 mg/kg。

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（责任编辑 兰宗宝）