标准化印度人参提取物对白腿虾(Litopenaeus vannamei)后幼体生长和免疫系统的影响

《Aquaculture》:Growth and immune effects of standardized Ashwagandha extract in whiteleg shrimp, Litopenaeus vannamei, post-larvae

【字体: 时间:2026年02月12日 来源:Aquaculture 3.9

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  评估标准化Ashwagandha根提取物对太平洋白虾生长性能和氧化应激的影响,90天实验显示0.2%组生长最佳,补充Ashwagandha提升抗氧化酶活性并降低MDA水平,基因表达分析揭示剂量和时间依赖性调控生长和免疫相关基因。

  
海瑟姆·G·阿布-阿尔-埃拉(Haitham G. Abo-Al-Ela)| 穆罕默德·西迪克(Mohammed Siddique)| 扎基·Z·沙拉维(Zaki Z. Sharawy)| 阿尔-阿扎布·塔胡恩(Al-Azab Tahoun)
埃及苏伊士大学渔业资源学院水产养殖系,遗传学与生物技术专业,苏伊士43221

摘要

本研究评估了标准化印度人参(Withania somnifera)根提取物对太平洋白虾(Litopenaeus vannamei)后期幼体生长表现和氧化应激的影响。初始体重为0.38±0.02克的虾被随机分配到四种不同的饮食处理组中:0.0%(对照组)、0.05%、0.1%和0.2%的印度人参补充剂,持续时间为90天,每种处理组有三个重复实验。使用液相色谱-电喷雾离子化-串联质谱(LC-ESI-MS/MS)技术鉴定了主要的生物活性化合物,包括withaferin A和withanosides。研究评估了生长表现、存活率和体成分。不同处理组之间的生长反应存在显著差异:随着印度人参剂量的增加,最终体重也增加;0.2%处理组的饲料摄入量、体重增重、日增重(ADG)和特定生长率(SGR)最高;所有补充组中的蛋白质沉积率(PPV)和欧洲联盟(EU)也有所提高,尽管不同印度人参剂量之间的差异不显著。0.1%和0.2%处理组的存活率也更高。初步分析显示干物质、粗蛋白或醚提取物没有显著变化,而印度人参喂养组的灰分含量显著降低。在45天和90天时,对与生长、蜕皮和免疫功能相关的基因进行了表达分析。具体来说,在肌肉组织中分析了igfbp-rp1、pyk和cyclophilin A;在眼柄中分析了chhI和cht2;在肝胰腺中分析了Toll、imd、relish和casp1。还测量了氧化应激生物标志物,包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和丙二醛。印度人参补充剂对基因表达的影响具有剂量和时间依赖性。具体而言,0.05%-0.1%的补充剂在45天时上调了与生长和免疫相关的基因表达,而在90天时部分或完全下调了这些基因表达。随着印度人参剂量的增加,抗氧化酶活性增强,而MDA水平降低,表明氧化应激减轻。总体而言,结果表明标准化印度人参根提取物可以作为功能性饲料添加剂,以改善虾类水产养殖中的健康和生长表现。

引言

水产养殖业在满足全球对虾类日益增长的需求方面发挥着重要作用。随着收入的增加和全球人口的增长,迫切需要可持续的虾类养殖方式,这些方式既要重视生产效率,也要注重环境保护(Cortés等人,2021;Reis等人,2022)。为了实现这些目标,研究人员和科学家们正在探索多种策略来促进虾类的生长并改善其整体健康状况(Abo-Al-Ela等人,2025;Nguyen等人,2020;Reis等人,2022)。后期幼体管理是虾类养殖的关键领域,因为有效的营养和健康管理对其存活率和生长表现有显著影响(Hashemi Panah等人,2021;Zacarias等人,2021)。
目前,提出了几种替代方法来提高虾类养殖的生产质量、生产力和可持续性(Abo-Al-Ela等人,2025;Hashemi Panah等人,2021;Zacarias等人,2021)。在这些方法中,将植物提取物添加到虾饲料中显示出潜力,因为它们对虾类的生长和健康有积极作用(Guzman等人,2022;Kumar等人,2023;Mantaring等人,2024;Rehan等人,2024)。研究表明,将植物提取物纳入虾的饮食中可以通过优化和增强肠道微生物群来提高产量(Abidin等人,2022;Du等人,2023)。植物提取物补充剂还被发现可以改善饲料的消化和吸收,从而提高虾的整体代谢(Klahan等人,2023;Liao等人,2023)。
印度人参(Withania somnifera)是一种广泛用于传统医学的药用植物,以其出色的安全性和高耐受性而闻名(Tallon等人,2025)。其各个部分,包括花朵、叶子和根部,都被用于治疗目的,其中根部是最常用的(Wadhwa等人,2016)。选择根部提取物的原因是与叶提取物相比,它们含有较低水平的withaferin A(一种细胞毒性化合物)(Siriwardane等人,2013)。然而,研究表明叶提取物也具有与根部提取物相似的生物学效应(Wadhwa等人,2016综述)。
印度人参在多种物种中表现出促进生长的作用,包括水生生物(Abdel-Tawwab等人,2022;Azimi等人,2020)。在尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)中,根部提取物已被证明可以改善不同的生理参数和生长表现,如体重增重、日增重、特定生长率和最终体重(Mukherjee等人,2019)。然而,印度人参的促生长作用尚未得到充分理解,主要是因为相关研究有限。
印度人参含有多种植物化学物质,具有多种有益的生物学效应,如抗炎、抗菌和抗应激作用,以及免疫调节和肝脏保护作用(Mandlik和Namdeo,2021)。印度人参已被发现可以通过防止脂质过氧化来对抗应激的有害影响(Dhuley,1998;Zahran等人,2018)。此外,印度人参叶提取物的抗菌活性已针对高耐药性细菌(包括耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌)进行了测试,并显示出显著的抑制效果(Bisht和Rawat,2014)。虽然根提取物和叶提取物都具有抗菌特性,但根提取物在对实验性鼠伤寒的抗菌作用方面表现出更高的活性(Owais等人,2005)。在Labeo rohita鱼苗中,补充印度人参根粉可以增强硝基蓝四唑盐和总免疫球蛋白的水平以及溶菌酶和吞噬作用(Sharma等人,2010),同时还可以改善Channa punctatus的整体免疫和健康状况(Trivedi等人,2023)。此外,印度人参显著增强了尼罗罗非鱼(Zahran等人,2018)和Labeo rohita(Sharma等人,2010)对Aeromonas hydrophila感染的抵抗力。
尽管有一些关于印度人参在虾类中的研究(Abdel-Tawwab等人,2022;Harikrishnan等人,2012;Rao等人,2020),但关于印度人参对水生生物(包括虾类)的生长和免疫力的有益作用的知识仍然有限,需要进一步的研究来探讨这些效应的潜在机制。因此,我们的目标是评估不同浓度的标准化印度人参根提取物对Litopenaeus vannamei后期幼体的各种分子参数的影响,包括生长、免疫反应、体成分和抗氧化活性,同时考虑其成分分析和暴露时间的影响。

材料与方法

该实验遵循了国际和国家关于动物研究的指南,并获得了埃及苏伊士大学渔业资源系的批准(批准编号:SUEZ Sci_IRB: 13/10/2025/30)。本研究符合ARRIVE指南(https://arriveguidelines.org/)。

印度人参根提取物的化学成分

对印度人参根提取物的分析显示,主要成分包括ixocarpalactone、12-deoxywithastramonolide、viscosalactone B、withanoside V、dihydrowithaferin A、withanoside IV、withaferin A和withanone(表3;补充材料)。

水质参数

在整个90天的实验过程中,印度人参喂养组的水质略好,碱度更高,氨、亚硝酸盐和硝酸盐水平更低(表4)。

生长表现

实验组之间的生长表现存在显著差异

讨论

补充印度人参根提取物似乎影响了后期幼体的生长。当前的研究结果表明,印度人参根提取物增强了生长表现并改善了营养利用,特别是蛋白质和能量的利用。这些促生长效应可能源于多种互补机制,包括食欲和饲料摄入量的增加、肠道绒毛高度和表面积的改善,以及肠道微生物群的良性调节(Gilani等人

结论

总之,不同浓度的标准化印度人参根提取物在后期幼体中产生了连贯的、时间和剂量依赖性的效应:早期代谢调节(pyk、igfbp-rp1)、短暂的内分泌和蜕皮相关反应(chhI、cht2)、选择性免疫调节(cyclophilin A、Toll、Relish、imd、caps1),以及强化的抗氧化防御机制,这些共同解释了生长、饲料利用和

CRediT作者贡献声明

海瑟姆·G·阿布-阿尔-埃拉(Haitham G. Abo-Al-Ela):写作 – 审稿与编辑、撰写原始草案、可视化、验证、监督、资源管理、项目管理、方法论、资金获取、正式分析、数据管理、概念化。 穆罕默德·西迪克(Mohammed Siddique):方法论、研究、资金获取、正式分析、数据管理。 扎基·Z·沙拉维(Zaki Z. Sharawy):监督、项目管理、资金获取。 阿尔-阿扎布·塔胡恩(Al-Azab Tahoun):验证、项目管理、研究。

伦理批准

该实验遵循了国际和国家关于动物研究的指南,并获得了埃及苏伊士大学渔业资源系的批准(批准编号:SUEZ Sci_IRB: 13/10/2025/30)。本研究符合ARRIVE指南(https://arriveguidelines.org/)。

资金

不适用。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。
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