银杏叶提取物(GBE)对极低盐度养殖脊尾白虾生长、抗氧化、免疫及脂代谢的影响

《Aquaculture Reports》:Effects of Ginkgo biloba extract on growth, antioxidant capacity, immunity, and lipid metabolism of Exopalaemon carinicauda cultured in extremely low salinity

【字体: 时间:2026年03月15日 来源:Aquaculture Reports 3.7

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  为探索在抗生素限制使用背景下,提升极低盐度(盐度≈1)环境中脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)健康水平的营养调控策略,研究人员系统评估了饲料中添加不同水平(0.0、1.0、2.0、4.0 g/kg)银杏叶提取物(GBE)对其30天后的影响。研究发现,尽管GBE未能显著改善生长性能,但2.0 g/kg的添加剂量可有效提升其血清及肝胰腺的抗氧化酶(GSH-Px、CAT、POD)活力和总抗氧化能力(T-AOC),降低H2O2水平,并上调免疫酶(ACP、AKP、LZM)活性和相关基因(proPO、alf)表达。同时,GBE显著降低了血脂水平,并通过抑制脂肪合成基因(gpat、fabp)、上调脂解基因(lps、hsl)表达来调控脂代谢。该研究为将GBE开发为一种环保型功能性饲料添加剂,以增强虾类在低盐逆境下的生理健康提供了理论依据。

  
在追求蓝色增长与可持续发展的今天,水产养殖业正面临着如何在提升产量的同时保障养殖生物健康、减少病害与化学药物依赖的严峻挑战。作为一种重要的海洋经济虾类,脊尾白虾凭借其卓越的广盐性,即能在广阔的盐度范围(4-35)内生存,甚至能逐步淡化适应淡水环境,成为了从传统海水养殖向内陆淡水、半咸水养殖拓展的理想候选者。然而,高密度集约化养殖模式及环境胁迫(如极端低盐度)加剧了虾类病害的爆发,常见病原如哈维氏弧菌、肝肠胞虫、白斑综合征病毒等,给产业带来了巨大的经济损失。目前,抗生素仍是病害防控的主要手段,但其滥用导致耐药菌出现,威胁生态环境与公共安全。因此,寻找安全、有效的抗生素替代品已成为可持续水产养殖研究的核心焦点。
植物提取物作为天然添加剂,以其环境友好、无化学残留等特性受到广泛关注。其中,银杏叶提取物富含黄酮类、萜内酯等生物活性物质,已在医药和功能食品领域展现出抗氧化、抗炎和免疫调节等功效。尽管先前研究已揭示GBE对凡纳滨对虾、杂交石斑鱼、鲤鱼等水生动物的有益作用,但关于其对脊尾白虾,特别是在极低盐度养殖环境下生理机能影响的研究尚属空白。前期研究证实脊尾白虾在超低盐度(盐度约1)下仍能保持稳定的生长性能,但低盐环境可能影响其渗透调节与免疫能力,增加患病风险。那么,能否通过营养干预手段,利用GBE这一天然产物来增强脊尾白虾在低盐逆境下的健康水平呢?为了回答这个问题,来自河南师范大学的研究团队在《Aquaculture Reports》上发表了一项研究,系统探讨了饲料中添加GBE对极低盐度养殖下脊尾白虾的生长性能、抗氧化能力、免疫状态及脂质代谢的影响。
本研究采用的关键技术方法主要包括:使用基础饲料并分别添加不同剂量(0.0、1.0、2.0、4.0 g/kg)的银杏叶提取物(GBE,含24%银杏黄酮和6%萜内酯)配制实验饲料,对初始平均体重0.24±0.08 g的脊尾白虾进行为期30天的养殖实验。实验在盐度0.8-1.0‰、水温23±1°C的控温环境中进行。实验结束后,采集血淋巴和肝胰腺组织样本。通过生化试剂盒测定血淋巴生化指标(如总胆固醇T-CHO、甘油三酯TG、低密度脂蛋白胆固醇LDL-C等)以及抗氧化酶(SOD、GSH-Px、CAT、POD、T-AOC、H2O2)和免疫酶(ACP、AKP、LZM)活性。利用苏木精-伊红(H&E)染色观察肝胰腺组织学变化。采用实时荧光定量PCR(qPCR)技术检测肝胰腺中与脂质代谢相关基因(accfasgkgpatfabplpshsl)、细胞色素P450(CYP)基因家族(cyp2l1cyp2u1cyp3a25cyp4ccyp6a8cyp9e2cyp12a2cyp18a1)以及免疫相关基因(proPOalf)的表达水平。
3.1 膳食GBE对脊尾白虾生长性能的影响
经过30天的饲喂,与对照组相比,添加不同水平GBE(1.0-4.0 g/kg)的实验组在增重率、特定生长率和存活率方面均未表现出统计学上的显著差异。这表明在本实验条件下,GBE的补充并未显著促进脊尾白虾的生长。
3.2 肝胰腺组织学
组织学观察显示,所有实验组虾的肝胰腺组织结构均保持完整,未见明显的细胞损伤。与对照组相比,GBE的添加显著增加了肝胰腺中囊泡状细胞(B细胞)的数量,同时减少了吸收细胞(R细胞)的数量。尤其在4.0 g/kg GBE组,B细胞数量显著高于其他所有实验组。B细胞与消化和分泌活动相关,其数量的增加可能意味着肝胰腺分泌功能被激活。
3.3 膳食GBE补充对血淋巴生化参数的影响
与对照组相比,1.0、2.0和4.0 g/kg GBE组血淋巴中的总胆固醇(T-CHO)、甘油三酯(TG)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平均显著降低。血糖(GLU)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平则无显著变化。值得注意的是,4.0 g/kg GBE组血淋巴中的丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)活性显著升高,而1.0和2.0 g/kg组与对照组相比则无显著变化,提示高剂量GBE可能增加了肝胰腺的代谢负担。
3.4 膳食GBE补充对抗氧化酶活性的影响
结果显示,GBE显著提升了脊尾白虾的抗氧化状态。具体而言,2.0和4.0 g/kg GBE组血淋巴中的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著增加。肝胰腺中GSH-Px活性在2.0 g/kg剂量下达到最高,1.0和2.0 g/kg组的CAT活性也显著高于对照组。虽然2.0 g/kg GBE组血淋巴和肝胰腺的超氧化物歧化酶(SOD)活性最高,但与其他组无显著差异。重要的是,与对照组相比,GBE显著增强了血淋巴和肝胰腺的总抗氧化能力(T-AOC)。同时,2.0和4.0 g/kg GBE组的血淋巴和肝胰腺中过氧化氢(H2O2)水平显著降低。这些结果表明,特别是2.0 g/kg GBE,能有效增强虾体的抗氧化防御系统,及时清除活性氧。
3.5 膳食GBE补充对免疫参数的影响
在免疫方面,血淋巴中的酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(AKP)活性呈先升后降趋势,峰值出现在2.0 g/kg剂量组。肝胰腺中ACP活性随GBE浓度增加而持续升高,AKP活性则呈钟形响应,同样在2.0 g/kg时达到峰值。血淋巴和肝胰腺中的溶菌酶(LZM)活性也呈现先升后降的趋势,峰值亦出现在2.0 g/kg剂量组。这些数据表明,适量的GBE(特别是2.0 g/kg)能有效激活脊尾白虾的非特异性免疫反应。
3.6 膳食GBE补充对肝胰腺基因表达的影响
在分子层面,研究检测了脂质代谢、药物代谢及免疫相关基因的表达。与对照组相比,脂肪生成相关基因脂肪酸合酶(fas)的表达呈先上调后下降的趋势,而乙酰辅酶A羧化酶(acc)甘油激酶(gk)无显著变化,甘油-3-磷酸酰基转移酶(gpat)脂肪酸结合蛋白(fabp)则被显著下调。同时,参与脂解的基因脂酶(lps)激素敏感脂酶(hsl)在所有GBE处理组中均显著上调。这一结果与血淋巴脂质水平下降的表型一致,表明GBE主要通过抑制脂肪酸转运和酯化,并刺激脂解来降低血脂。
在细胞色素P450(CYP)基因方面,GBE处理显著抑制了cyp2l1cyp2u1cyp3a25cyp4c的表达,但显著诱导了cyp6a8cyp9e2cyp12a2的表达,其中cyp6a8cyp9e2的诱导在2.0 g/kg时达到峰值。CYP6和CYP9家族在节肢动物中功能类似脊椎动物的CYP3,主要参与外源物代谢,因此GBE可能通过诱导这些基因的表达来增强虾对环境毒物胁迫的抵抗力。
此外,GBE处理显著上调了肝胰腺中酚氧化酶原(proPO)抗脂多糖因子(alf)的基因表达,这种上调在2.0 g/kg剂量下最为显著。这些基因在甲壳动物的先天免疫防御中发挥核心作用。
本研究的结论与讨论部分强调了GBE作为饲料添加剂在特定条件下的应用价值。研究表明,尽管GBE(1.0-4.0 g/kg)未能显著改善脊尾白虾的生长性能,但其在1.0-2.0 g/kg剂量下对虾的生理健康产生了多方面的有益影响。最重要的是,2.0 g/kg被确定为最优添加剂量,它能显著增强虾体的抗氧化状态(通过提升GSH-Px、CAT、POD活性和T-AOC,降低H2O2水平)和免疫功能(通过提高ACP、AKP、LZM活性及上调proPOalf基因表达)。同时,GBE有效降低了血淋巴中的脂质水平,其机制涉及下调脂肪合成与转运基因(gpatfabp),上调脂肪分解基因(lpshsl),并减少肝胰腺中储存脂质的R细胞数量。
然而,研究也揭示了剂量依赖性的效应。4.0 g/kg的高剂量虽然在某些抗氧化指标上仍有提升,但却导致了血淋巴中ALT和AST活性的显著升高,同时肝胰腺中分泌性B细胞数量增加,这表明高剂量GBE可能刺激了肝胰腺的分泌功能,增加了其代谢负担,存在潜在风险。这与在某些其他物种中观察到的GBE高剂量可能带来的负面影响相一致。
该研究的重要意义在于,它首次系统评估了GBE在极低盐度养殖环境下对脊尾白虾生理机能的影响,为将GBE开发成为一种环保、安全的抗生素替代品或功能性饲料添加剂提供了直接的科学依据。特别是在全球水产养殖向环境友好、可持续模式转型的背景下,利用植物提取物来增强养殖动物在逆境(如低盐)下的健康和生产性能,具有重要的实践价值。研究确定的2.0 g/kg最适添加量,为生产应用提供了明确的参考。未来研究可进一步探讨GBE对虾肉品质的影响,以及其在真实养殖环境中抵御特定病原感染的潜力。
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