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光合细菌对养殖水质及凡纳滨对虾抗病力的影响解析
Vol.29No.6
2009年12月JournalofGuangdongOceanUniversityDec.2009第29卷第6期广东海洋大学学报
光合细菌对养殖水质及凡纳滨对虾抗病力的影响
陆家昌1,黄翔鹄1,李活2,方锐林1
(1.广东海洋大学水产学院,广东湛江524025;2.茂名市金阳热带海珍养殖有限公司,广东茂名525000)
摘要:
在凡纳滨对虾养殖环境中人工引入不同浓度的光合细菌,监测氨氮、亚硝酸氮、化学需氧量的变化,15d后测定凡纳滨对虾的AKP、POD、PO、SOD、抗菌、溶菌活力,以及不同光合细菌浓度下凡纳滨对虾的成活率与体重增长率,研究光合细菌对水质和凡纳滨对虾抗病力的影响。
结果表明,引入光合细菌可显著降低水体化学需氧量、氨氮含量,并抑制亚硝酸盐氮的产生,提高凡纳滨对虾的抗病力。
当光合细菌投放浓度为3×103/mL时,水体中化学需氧量、氨态氮、亚硝酸盐氮含量的均值分别比对照组降低31.59%、43.42%、52.20%,差异显著(P<0.05);对虾的AKP、POD、PO、SOD、抗菌、溶菌活力分别比照组提高31.92%、72.29%、55.56%、31.61%、39.07%、69.51%,差异显著(P<0.05);成活率,体重增长率分别比对照组提高18.67%、34.03%,差异显著(P<0.05)。
关键词:
光合细菌;水质调控;凡纳滨对虾;抗病力
A文章编号:
1673-9159(2009)06-0087-05中图分类号:
S968.22+9文献标志码:
EffectofPhotosyntheticBacteriaonWaterQualityand
Anti-diseaseAbilityofLitopenaeusvannamei
Xiang-hu1,LIHuo2,FANGRui-lin1LUJia-chang1,HUANG
(1.FisheriesCollege,GuangdongOceanUniversity,Zhanjiang524025,China;2.MaomingSangao
FisheryDevelopmentCO.Ltd.,Maoming525000,China)
Abstract:
DifferentconcentrationsofPhotosyntheticBacteriawereaddedintoculturewaterofLitopenaeusvannameiandtheconcentrationofNH3-N,NO2-NandCODweredetermined.After15days’culture,thesurvivalrate,theweight-gainingrate,theactivityofAKP(alkalinephosphatase),POD(Phenoloxidase),PO(Phenoloxidase),SOD(superoxidedismutase),theanti-bacteriaandbacteriolysisoftheshrimpweremeasured.TheresultsofcomparativetestbetweentreatmentandcontrolgroupsshowedthatPhotosyntheticBacteriainappropriatedensity(3×103/mL)couldsignificantly(P<0.05)improvethewaterqualityandanti-diseaseabilityofL.vannamei:
theaverageconcentrationofNH3-N,NO2-NandCODdecreasedrespectivelyby43.42%,52.20%and31.59%;thesurvivalrateandtheweight-gainingrateincreasedrespectivelyby18.67%and34.03%;theactivityofanti-bacterial,bacteriolysis,AKP,PO,PODandSODincreasedrespectivelyby39.07%,69.51%,31.92%,55.56%,72.29%and31.61%.
Keywords:
photosyntheticbacteria;water-qualitycontroll;Litopenaeusvannamei;anti-diseaseability
当前,我国对虾养殖业迅猛发展,但长期的养
殖方式不当导致水质恶化,有机物污染严重,致病
[1,2]微生物大量繁殖,对虾病害频发。
光合细菌(PhotosyntheticBacteria,PSB)是革兰阴性细菌,在厌氧条件下进行不放氧光合作用。
在养殖水体中,它不仅可作为初级生产者为各级消费者提供丰
收稿日期:
2008-12-22
基金项目:
广东省自然科学基金(8152408801000003);广东省科技计划项目(2006A20305003)
第一作者:
陆家昌(1984-),男,硕士,从事水域生态学研究。
E-mail:
lujiac521@
通讯作者:
黄翔鹄(1962-),男,教授,从事水域生态学研究。
E-mail:
hxh166@
88广东海洋大学学报第29卷富的生物饵料,还可改善水质,保持水体的良好环境[3,4]
。
目前,关于光合细菌利用小分子有机物(氨氮、有机酸等),净化水质、改善水环境已有较多
的研究报道[5-8]
,但利用光合细菌改善凡纳滨对虾养殖环境水质,增强凡纳滨对虾抗病力的研究未见报道。
笔者研究光合细菌对凡纳滨对虾养殖环境水质和对虾抗病力的影响,以期为对虾养殖环境水质的生物控制技术研究提供参考资料。
1材料与方法
1.1主要材料来源
实验用凡纳滨对虾P6期幼体(下简称对虾)、海水均由湛江中联养殖有限公司提供,海水(温度26.9±1.03,盐度26)经沙滤处理。
光合细菌由广东海洋大学微生物实验室提供。
1.2实验设计
实验设1个对照组(编号为A0)和5个实验
组,实验组光合细菌投放量分别为3×101、
3×102、3×103、3×104、3×105/mL,依次编号为A1、A2……A5,每组设2个平行组。
实验水体0.1m3,放养凡纳滨对虾P6期幼体300尾,实验期间不换水,每隔一天测一次水质指标。
15d后检测与对虾抗病力相关的酶的活性、成活率、体重增长率。
1.3水质测定的方法
氨氮(TAN)用纳氏试剂法测定,亚硝酸盐氮采用重氮—偶氮光度法测定,COD用碱性高锰酸钾法测定[9]。
1.4成活率与体重增长率
计算成活率与体重增长率。
体重增长率=(收获时50尾对虾的体重-初始放养时50尾对虾的体重)/初始放养时50尾对虾的体重×100%1.5与抗病力相关酶活力的测定
取50尾对虾,按m虾∶V盐水=1∶5加入对虾生理盐水[10],于冰上匀浆,匀浆液于0
℃下,以8000r/min离心10min,取上清液进行酶活性测定。
其中碱性磷酸酶(AKP)、组织过氧化物酶(POD)、溶菌活力、超氧化物歧化酶(SOD)活力用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒测定。
酚氧化酶(PO)活力参照Ashida以L-dopa为底物比色的方
法测定[11]。
抗菌活力测定以大肠杆菌为底物,用0.1mol/L(pH=6)的KH2PO4-K2HPO4缓冲液配成D(570nm)=0.4的大肠杆菌悬浮液,按王雷等的方法测定[10]。
1.6统计分析
用SPSS13.0对数据进行Ducan多重比较方差分析。
2结果
2.1光合细菌对养殖水体水质因子的影响
2.1.1水体中氨氮的变化加入不同浓度光合细菌后各组的TAN含量变化趋势各异。
13d时,实验组A1、A2、A3、A4、A5的TAN均值分别比对照组降低42.70%、29.43%、43.42%、29.87%、10.72%。
因此,光合细菌可有效降低养殖水体的TAN含量,光合细菌降低TAN含量的最佳投放浓度为3×10
/mL
和3×103/mL(图1)
。
1.4
1.2
)
11.0-·Lg0.8(m/)N0.6AT
0.40.20
时间/d
图1光合细菌对水体TAN的影响
Fig.1EffectsofPSBonTANofculturewater
2.1.2水体中亚硝酸盐氮的变化加入不同浓度光合细菌后各组的NO2-N含量呈上升趋势。
13d时,实验组A1、A2、A3、A4、A5的亚硝酸氮均值分别比对照组降低16.87%、32.51%、60.27%、31.99%、40.14%(图2)。
氨氮与亚硝酸氮的变化趋势不同,这可能与氨氮与亚硝酸氮的化学转化、合细菌的种群稳定性有关。
因此,该株光合细菌可抑制水体中亚硝酸盐氮的产生,但不能降解已经产生的亚硝酸
盐氮,当光合细菌投放浓度达3×103
/mL时,对亚硝酸盐氮抑制效果最佳。
0.25
1)
L-g·0.20m()0.15/-N2O0.10N0
时间/d
图2光合细菌对水体NO2-N的影响Fig.2EffectsofPSBonNO2-Ninculturewater
2.1.3水体中化学需氧量(CODMn)的变化实验期间,各组CODMn变化趋势不尽相同。
13d时,A1、A2、A3、A4、A5组的CODMn平均值比对照组分别降低28.16%、27.78%、31.59%、31.68%、34.16%(图1)
。
因此,光合细菌可降低养殖水体的CODMn。
3.0)2.51-·Lgm2.0(/)nMD1.5O0.5
1
5
79
11
13
时间/d
图3光合细菌水体CODMn的影响
Fig.3EffectsofPSBonCODMninculturewater
2.2光合细菌对对虾抗病力相关因子的影响
2.2.1超氧化物歧化酶(SOD)
活力测定结果光合细菌浓度为3×103
/mL时SOD活力最大(图4)
,达2.61U/mg,比对照组提高31.61%,差异具统计学意
义(P<0.05)
。
)
1g-mU·/(力D活OSA0
A1
A2A3
A4
A5
组别
图4光合细菌对对虾超氧化物歧化酶活力的影响
Fig.4EffectsofPSBonactivityofSODofshrimp
2.2.2碱性磷酸酶(AKP)活力测定结果光合细
菌浓度为3×103
/mL时AKP活力最大,达5.89U/g,比对照组提高31.92%。
Duncan多重比较结果表明,
光合细菌投放浓度为3×103~3×105
/mL时,
AKP活力显著大于对照组(P<0.05)(图5)。
2.2.3酚氧化酶(PO)活力测定结果光合细菌对
PO活力影响显著(P<0.05);浓度为3×105
/mL时
PO活力最大,达35.92
U/mL,比对照组提高56.54%。
Duncan多重比较结果表明,光合细菌投放浓度为3×103
~3×105
/mL时,PO活力显著大于对照组
(
P<0.05)(图6)。
)
1g-m·(U/力活KPAA0A1A2A3A4A5
组别
图5光合细菌对对虾碱性磷酸酶活力的影响
Fig.5EffectsofPSBonactivityofAKPofshrimp
1)
-LmU·(/力O活P0
A0
A1
A2A3A4A5
组别
图6光合细菌对对虾酚氧化酶活力的影响
Fig.6EffectsofPSBonactivityofPOofshrimp
2.2.4过氧化物酶(POD)活力测定结果光合细
菌浓度为3×103
/mL时POD活力最大,达13.25U/mg,比对照组提高72.29%。
Duncan多重比较结
果表明,光合细菌投放浓度为3×102~3×105
/mL
时,POD
活力显著大于对照组(P<0.05)
(图7)。
)
1-Lm·U(/力活DOPA0A1A2A3A4A5
组别
图7光合细菌对对虾过氧化物酶活力的影响
Fig.7EffectsofPSBonactivityofPODofshrimp
2.2.5溶菌酶活力测定结果光合细菌浓度3×103
/mL时溶菌酶活力最大,达285.49U/mL,比对照组提高69.51%(P<0.05)。
Duncan多重比较
90广东海洋大学学报第29卷结果表明,溶菌酶活力最大时的光合细菌浓度为
3×103
/mL(图8)。
)
350
1L-300mU·250(/力200150酶活菌100溶500
组别
图8光合细菌对对虾溶菌活力的影响
Fig.8EffectsofPSBonbacteriolysisactivityofshrimp
2.2.6抗菌活力测定结果光合细菌浓度为3×103
/mL时抗菌活力最大,达0.34U/mL,比对照组提高39.07%。
Duncan多重比较结果表明,光合细菌浓度为3×103、3×105
/mL时,溶菌酶活力显著大于对照组(
P<0.05)(图9)。
1)
-L·m(U/力活抗菌0A0A1A2A3A4A5
组别图9光合细菌对对虾抗菌活力的影响
Fig9EffectsofPSBonanti-bacteriaactivityofshrimp2.3对虾的生长情况
2.3.1成活率光合细菌浓度达3×103
/mL时,对
虾成活率最高,达84.50%,比对照组增加18.67%。
Duncan多重比较结果表明,光合细菌使用量为3×
10~3×104
/mL时对虾成活率显著大于对照组
(P<0.05)
(图10)。
%/率成活A0A1A2A3A4A5
组别
图10养殖15d后对虾的成活率
Fig.10SurvivalrateofL.vannameiafter15days’culture
2.3.2体重增长率光合细菌浓度达3×103
/mL
时,对虾体重增长率最高,达460.22%,比对照组
提高34.03%。
Duncan多重比较结果表明,光合细菌
使用量为3×103~3×105
/mL,
对虾体重增长率显著大于对照组(
P<0.05)(图11)。
%/率增长重体A0
A1
A2A3
A4
A5
组别
图11养殖15d后对虾的体重增长率
Fig.11WeightraiserateofL.vannameiafter15days’culture
3讨论
3.1光合细菌对对虾养殖环境的水质调控光合细菌既可在光照条件下利用光能,以H2S和有机物作为氢供体,以CO2或有机物为碳源进行生长发育,又可在无光照条件下通过有氧呼吸而氧化有机物[12],进而净化水质。
沈锦玉等[13]将分离到
的光合细菌HZPSB用于池塘养殖的水质调控,取
得良好效果,丁爱中等[14]对分离自土壤的多株光合
细菌进行调节水质的室内静态和现场试验,也取得一定成效,田景波等[15]
使用光合细菌后,对虾育苗池的NH3-N和COD明显下降。
本实验表明,光合细菌可显著(P<0.05)降低化学需氧量、氨氮含量,当光合细菌浓度为3×103/mL时,水体中化学需氧量、氨态氮、亚硝酸盐氮平均含量分别比对照组降低31.59%、43.42%、52.20%,表明一定浓度的光合细菌可有效调控对虾养殖水体水质。
但实验中各组的亚硝酸盐氮含量均呈上升趋势,并不能证明该株光合细菌可利用水体中的亚硝酸盐氮。
而实验组的亚硝酸盐氮浓度均值低于对照组,可能是光合细
菌利用了水体中的有机物和氨氮,从而抑制了亚硝酸盐氮的产生。
3.2氨态氮、亚硝酸盐氮的毒性机理与对虾的免疫机制氨氮、亚硝酸盐氮对虾体均有毒性作用。
高浓度的氨氮对虾体有致死作用[16],即使在低于致死浓度条件下对对虾生理功能(如氧消耗、氨排泄、渗透压等)也有显著影响[17];水体的亚硝酸盐氮进入
虾类血淋巴后,可导致血淋巴对氧的亲和性降低,降低机体的输氧能力。
这些均导致对虾免疫力下降。
AKP、POD、PO、SOD、抗菌、溶菌活力是甲壳动物免疫机能衡量指标的一部分[18]。
已有研究表
明,罗氏沼虾在氨氮大于0.55mg/L时,其PO随
着氨氮增加而下降[19],水体中氨氮浓度过高会导致
中国对虾(Penaeuschinesis)血清中PO、
SOD和溶菌酶活力下降[20],高浓度的亚硝酸盐氮降低凡纳滨对虾的血细胞数、超氧化物歧化酶(SOD)活力、酚氧化酶(PO)活力、抗菌活力、溶菌活力[21]。
本研究显示,当光合细菌浓度为3×103/mL时,对虾的AKP、POD、PO、SOD、抗菌、溶菌活力分别比对照组提高31.92%、72.29%、55.56%、31.61%、39.07%、69.51%,成活率比对照组提高18.67%,体重增长率比对照组提高34.03%。
当然,其他环境因子(如溶解氧、温度、盐度)也会影响对虾的免疫机能[22],由于本实验严格控制对虾养殖期间的各种条件,因此,笔者认为,3×103/mL的光合细菌投放浓度可有效利用养殖水体中的有机物、氨氮,抑制亚硝酸盐氮的产生,从而增强对虾抗病力,提高对虾成活率和体重增长率。
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