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白地霉Geotrichum candidum作为益生菌、合生元和豆粕发酵菌株在异育银鲫饲料中的应用及机制

NOOR--UL--HUDA

白地霉Geotrichum candidum作为益生菌、合生元和豆粕发酵菌株在异育银鲫饲料中的应用及机制

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作者信息

  • 1. 中国科学院大学
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摘要

本研究主要探究了白地霉在饲料中以益生菌、合生元和发酵菌株的形式对异育银鲫的影响。本研究包括3个养殖实验:(1)白地霉在饲料中不同添加量对异育银鲫的生长、消化酶活力、免疫指标和代谢状态的影响;(2)饲料中分别或者同时添加白地霉和低聚果糖对异育银鲫的生长、肠道生物群、肠道生物群和非特异性免疫能力的影响;(3)白地霉发酵豆粕分别替代饲料中豆粕和鱼粉对异育银鲫的生长、饲料利用、消化酶活力和免疫能力的影响。 主要结果如下: (1)在饲料中添加不同浓度的白地霉(0,T1:106,T2:107,T3:108,T4:109,T5:1010,T6:1011CFU/kg饲料),配制七种等氮等能的实验饲料,通过60d的养殖实验,探究白地霉对异育银鲫生长性能、抗氧化能力、免疫和代谢状态的影响。选取420尾健康的实验鱼(初始均重:7.09±0.02g)随机分为7个处理组,每个处理设置3个重复,每个缸20尾鱼,每天2次表观饱食投喂。实验在流水养殖系统中进行(鱼缸尺寸:52×67×46cm)。养殖实验结束后,每缸选10尾鱼腹腔注射106CFU/mL嗜水气单胞菌进行攻毒实验。实验结果显示,饲料中白地霉添加量为106和108CFU/kg时显著提高了异育银鲫的增重率、特定生长率和饲料效率(P<0.05)。添加高浓度的白地霉并未对异育银鲫的生长产生负面影响。添加白地霉显著提高异育银鲫肠道脂肪酶和胰蛋白酶活力(P<0.05),而α-淀粉酶活力仅在添加量为106CFU/kg饲料时显著高于其他各组(P<0.05)。肠道微生物多样性分析结果显示,摄食白地霉饲料的异育银鲫肠道中变形菌门、放线菌门、厚壁菌门和拟杆菌门丰度较高,攻毒后对照组中致病菌丰度较高,主要是气单胞菌目和弧菌目。攻毒实验结果显示,饲料中添加106和108CFU/kg白地霉提高异育银鲫的存活率、呼吸爆发活力(RBA)、免疫球蛋白M(IgM)含量和溶菌酶活力(P>0.05)。饲料中添加白地霉显著影响异育银鲫肝脏中免疫相关基因(IL-Iβ、TNF-α、HSP70、TLR-2)在攻毒后的表达量。代谢组学分析结果显示,异育银鲫摄食白地霉饲料和对照饲料后,血浆中关键差异代谢物有60个,主要与能量代谢、支链氨基酸合成通路以及α-亚油酸、谷胱甘肽和丁酸甲酯代谢相关(P<0.1)。相比于对照组,饲料中添加白地霉显著提高血浆中21种代谢物的含量(P<0.1)。饲料中添加白地霉对全鱼体成分无显著性影响(P>0.05)。实验结果显示,白地霉可以作为益生菌促进异育银鲫的饲料利用、免疫、代谢状态,并且对生长无负面影响,且在异育银鲫饲料中推荐添加量最低为106-108CFU/kg饲料。 (2)为了探究同时或者分别添加白地霉和低聚果糖对异育银鲫的生长、消化酶活力、肠道生物群、肝脏抗氧化能力、非特异性免疫能力的影响,配制6组等氮等能的饲料,包括:对照饲料(D1),同时添加白地霉和低聚果糖(106CFU/kg+2g/kg、106CFU/kg+4g/kg)的饲料(D2、D3),单独添加低聚果糖(2g/kg、4g/kg)的饲料(D4、D5),单独添加白地霉(106CFU/kg)的饲料(D6),进行为期60d的养殖实验。选取450尾健康的实验鱼(初始均重:5.51±0.06g)随机分为18个养殖缸(鱼缸尺寸:52×67×46cm),每处理组设置3个平行,每缸25尾鱼。结果表明,各处理间增重率和特定生长率无显著性差异(P>0.05)。D6组饲料效率和摄食率最高(P<0.05),其次是D5组。D3组的肠道α淀粉酶活力相对较高(P>0.05),D6组纤维素酶活力相对较高(P>0.05),而D3、D4和D6组的胰蛋白酶活力显著高于其他组(P<0.05)。肠道微生物多样性分析结果表明,这些处理组肠道中梭杆菌门、拟杆菌门、变形菌门、厚壁菌门丰度较高。D3组中艾克曼菌属丰度显著升高,而在D5组中,葡萄球菌属和红球菌属丰度升高。攻毒前,D3组和D6组肝脏超氧化物歧化酶(SOD)活力较高(P<0.05),D2组过氧化氢酶(CAT)活力显著高于对照组(P<0.05),但是谷胱甘肽还原酶(GR)活力和丙二醛(MDA)含量在各组间无显著性差异(P>0.05),各处理组在攻毒前后有显著性差异(P<0.05)。攻毒前,D6组血清溶菌酶活力和IgM含量高于对照组但是无显著性差异(P>0.05),各处理组补体C3含量高于对照组(P>0.05),各处理组在攻毒前后有显著性差异(P<0.05)。全鱼体成分在各组间无显著性差异。本研究结果表明,单独添加白地霉或者低聚果糖都可以促进异育银鲫生长和饲料利用,同时添加白地霉和低聚果糖时有效剂量为106CFU/kg+4g/kg饲料。 (3)本研究为了探究以白地霉作为菌株发酵豆粕分别替代对饲料中豆粕和鱼粉对异育银鲫的生长、饲料利用、消化酶活力和免疫能力的影响。发酵豆粕氨基酸组成中Asp、Thr、Ser、Glu、Gly、Ala、Val、Ile、Leu、Arg和Pro含量高于豆粕,Asp、Ser、Glu、Leu、Tyr、Arg和Pro含量高于鱼粉,但是发酵豆粕中胱氨酸和蛋氨酸含量低于豆粕和鱼粉。实验配制7组等氮等能的饲料,进行为期60d的养殖实验。用白地霉发酵豆粕分别替代对照饲料中豆粕蛋白(SMB-sub33.3%、SBM-sub66.6%、SBM-sub100%)和鱼粉蛋白(FM-sub33.3%、FM-sub66.6%、FM-sub100%),选取525尾健康的实验鱼(初始均重:6.0±0.03g)随机分为7个处理组,每个处理组3个平行缸(鱼缸尺寸:52×67×46cm),每个缸25尾鱼。实验结果表明,相比于对照组,SBM-sub33.3%和FM-sub33.3%组分别提高异育银鲫增重率、特定生长率、饲料效率(P<0.05)和摄食率、饲料效率(P<0.05)。SBM-sub33.3%和FM-sub33.3%组淀粉酶和脂肪酶活力高于对照组(P<0.05)。FM-sub100%组胰蛋白酶活力最高(P<0.05),各处理组的纤维素酶活力显著高于对照组(P<0.05)。肝脏抗氧化指标中,SBM-sub33.3%组髓过氧化物酶(MPO)活力、总抗氧化能力(T-AOC)和MDA含量最高(P<0.05),其次是FM-sub33.3%组。SOD活力在各组间无显著性差异(P>0.05)。血清抗氧化指标C3和IgM含量在攻毒前无显著性差异(P>0.05),但是溶菌酶活力在SBM-sub33.3%组最高(P<0.05)。攻毒后,C3含量和溶菌酶活力在FM-sub100%和SBM-sub66.6%组中最高(P<0.05),IgM含量在SBM-sub100%和FM-sub100%组中最高(P<0.05)。FM-sub100%组在攻毒后累计存活率最高,其次分别是SBM-sub66.6%、SBM-sub100%、SBM-sub33.3%组。攻毒120小时后,SBM-sub33.3%组存活率最低。全鱼体成分结果显示,替代33.3%豆粕蛋白和33.3%鱼粉蛋白组粗蛋白含量较高(P<0.05),而粗脂肪和灰分含量在各组间无显著性差异(P>0.05)。本研究表明,白地霉发酵豆粕替代33.3%豆粕蛋白和33.3%鱼粉蛋白可以促进异育银鲫的生长、饲料利用,高比例替代可以有效提高异育银鲫对嗜水气单胞菌的抵抗力。 综上所述,白地霉在饲料中以益生菌、合生元和发酵菌株的形式都可以有效促进异育银鲫健康、肠道菌群平衡、关键代谢物和免疫力。

关键词

异育银鲫/饲料添加剂/白地霉/益生菌/合生元/豆粕发酵菌株

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授予学位

博士

学科专业

水生生物学

导师

解绶启

学位年度

2019

学位授予单位

中国科学院大学

语种

中文

中图分类号

S9
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