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免疫多糖在水产上的应用 发布时间:2015-9-15 17:01:25   访问量: 文章摘要:一、概述:甲壳动物如虾血浆中存在免疫多糖的结合蛋白,在其血细胞膜上存在免疫多糖结合蛋白受体。进入机体的免疫多糖与血浆中的结合蛋白结合,再与血细胞的受体结合,活化血淋巴中的吞噬细胞,提高吞噬病原的能力;...

一、概述:

甲壳动物如虾血浆中存在免疫多糖的结合蛋白,在其血细胞膜上存在免疫多糖结合蛋白受体。进入机体的免疫多糖与血浆中的结合蛋白结合,再与血细胞的受体结合,活化血淋巴中的吞噬细胞,提高吞噬病原的能力;刺激血淋巴液中抗菌、溶菌活力的产生或升高;激活酚氧化酶原系统产生识别信号及介导吞噬等,引发一系列的免疫反应;

免疫多糖还起调理素的作用,增强血细胞对异物的识别能力,从而提高了其吞噬能力。促进血细胞对真菌等较大异物的包围杀伤能力,引起血细胞凝结,有利于血细胞趋向和杀伤异物及对伤口的修复。

    鱼类机体内也存在免疫多糖受体,这些受体在免疫多糖发挥免疫刺激过程中发挥重要的作用。免疫多糖正是与这些受体结合后激活嗜中性粒细胞及质细胞的吞噬作用,促进其释放细胞因子、白三烯等物质,并通过这些物质来刺激其它的淋巴细胞产生或分泌淋巴因子,以协调体液免疫和细胞免疫,刺激抗体的产生和补体的生成等,从而引起整个机体的免疫反应。

二、作用机理:

    国内外大量研究已证实酵母细胞壁免疫多糖是一种功能很强的免疫刺激剂,其良好的免疫刺激功能主要取决于酵母多糖的初级结构、螺旋构象、分支情况、分子量大小和取代基团的性质等等(张悦等,2005)。β—葡聚糖直接激活水产动物血细胞和巨噬细胞的噬菌活性,甘露寡糖具有吸附水产动物肠道内有害细菌的能力,保持肠道内的正常菌群平衡。现有的研究已证实酵母细胞壁免疫多糖能有效增强对虾、沼虾、克氏原螯虾、河蟹、鲫鱼、斑点叉尾鮰、鳗鱼、虹鳟、大西洋鲑、中华鳖、黄鳝、牙鲆、鲑鱼、大黄鱼、栉孔扇贝、鲍鱼等水产动物机体的免疫能力,其中对提高虾蟹非特异性免疫力的效果尤为明显。

使用效果:

   其在水产动物中的作用主要归纳起来表现在以下几个方面:①提高水产动物非特异性免疫指标。注射或饲喂酵母细胞壁免疫多糖后,水产动物血清或肝脏中的ACP、ALP、SOD、CAT、LYZ、PO酶的活性、白细胞的吞噬指数、吞噬比例均得到明显地改善;汪小峰(2006)的研究则认为酵母细胞壁免疫多糖能显著提高对虾细胞中粗面内质网的数量,从而提高对虾的PO产量;②促进水产动物淋巴细胞的增殖,促进浆细胞产生更多的抗体,提高水产动物的特异性免疫应答反应;③显著提高水产动物抗病能力,降低水产动物攻毒后的感染率和成活率;④能有效降低肝脏损伤,显著降低水产动物血液中GPT、GOT的活性,⑤酵母细胞壁免疫多糖对水产动物具有一定促生长的作用。

三、在水产养殖业上的应用

    免疫多糖在水产养殖中的应用研究越来越多,水产养殖中应用免疫多糖有明显的促进鱼类的生长和提高鱼的成活率的作用。李海燕等在丰产鲫饲料中添加0.8%的免疫多糖,结果显示,丰产鲫体长、体重都有明显提高,并且能有效地抵抗赤皮病的发生,大大提高鱼的成活率。

    另外,利用免疫多糖来提高鱼类的非特异性免疫机能和增加其对病原菌的抵抗力,是一种极为有效的、具有广阔发展前景的方法。在鲤鱼饲料中加入免疫多糖可促使鲤鱼血液NBT阳性细胞数量增加和血清溶菌酶活力提高(P<0.05),明显改善鲤鱼的非特异性免疫功能[5]。在异育银鲫饲料中按每千克体重添加150.0mg的免疫多糖,对受免异育银鲫的免疫应答具有较强的调节效应,能增强异育银鲫非特异性免疫功能[23]。通过注射途径使用免疫多糖能够提高大麻哈鱼和虹鳟体内溶菌酶水平以及增强虹鳟外周白细胞的吞噬能力[24-26]。在赤眼鳟饲料中添加免疫多糖的研究结果也表明,添加了0.5%和0.8%YPS的饲料组能显著提高赤眼鳟SOD活性、溶菌酶活性、补体C3水平、白细胞吞噬活性、红细胞的免疫功能;而添加了0.2%的免疫多糖饲料只能显著提高溶菌酶活性[27]。因而,在鱼类的生产中广泛应用免疫多糖具有很好的饲养效果。

    在南美白对虾饲料中按每千克体重添加100mg的免疫多糖,显著提高供试南美白对虾血清和肌肉中酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(ALP)和过氧化物酶(POD)的活性(t 测验, P<0.05),极显著地提高肝胰腺中ACP、ALP和POD的活性(t 测验, P<0.01),增强抗哈维弧菌感染的能力[28]。在水温为(20.0±3)℃,盐度为(30.0±1.5)‰的条件下,采用50mg/l质量浓度免疫多糖浸泡皱纹盘鲍,发现YPS能增强皱纹盘鲍血细胞产生活性氧的能力和增强巨噬细胞的吞噬作用,加强体液免疫,提高鲍血清凝集活力,可作鲍鱼的免疫增强剂[29]。于栉孔扇贝体中注射免疫多糖后,均有增强参与免疫防御的血淋巴中酚氧化酶(PO)和髓过氧物酶(MPO)活性的作用。使其产生防御反应,包括提供调理素,促进血细胞吞噬作用、包囊作用和结节形成,以及介导凝集和凝固、产生杀菌物质等作用[30]。免疫多糖对栉孔扇贝血淋巴中可清除自由基的抗氧化酶——超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活力有增强作用,同时能提高血清中的酶活力[31]。而SOD和CAT在贝类免疫防御中发挥重要作用,SOD可清除体内的O2-·和·OH,CAT可清除H2O2[32],从而保护贝类本身免受伤害。

    酵母细胞壁免疫多糖与VC有明显的协调作用,如β-(1,3)葡聚糖与VC配合,对斑节对虾生长和抗病力效果很好。可以大大的促进生长、提高成活率,降低饲料系数。

    3.1 常量添加,成本控制

    常量添加在饲料中的量通常应控制在0.3%~0.5%以内,如0.1%~0.2%的添加量即能产生显著的效果。饲喂后基本的评价指标为:增重率,饲料系数,死亡率,相关免疫指标,攻毒感染率等。例如谭北平等(2005)在基础饲料粗蛋白质含量41%、脂肪含量7%的饲料中分别添加0.1%、0.2%和0.4%,以不添加作为对照,采用近似饱食投喂法投喂凡纳对虾60d,试验结果表明:添加葡聚糖组饲料系数显著低于对照组,对虾增重率均高于对照组的。添加酵母细胞壁免疫多糖组的血细胞总量、白细胞吞噬指数、吞噬百分比及酚氧化酶的活性均显著高于对照组。采用白斑病毒攻毒7d后,各试验组对对虾的免疫保护力均在80%以上;攻毒14d后,添加酵母细胞壁多糖组凡纳滨对虾的死亡率仅为20%、16.6%、16.6%,显著低于对照组80%的死亡率。且在本投饲策略下,全周期(60d)养殖期间投喂β-葡聚糖并没有产生免疫疲劳或其他副作用。因此,从提高免疫力的角度,凡纳对虾饲料中β-葡聚糖制剂的推荐添加量为0.1%;若考虑促进生长,则添加量建议上升到0.2%。

    3.2 预防治疗添加,效果控制

    预防治疗添加的主要特点为阶段使用,但添加量较高,通常在0.5%~2%以内。使用的重点在于在发病季节前阶段性高剂量的添加,如池塘养殖草鱼疾病高发季节4月份和6~7月份前,提前3~4周使用。对于在此期间出现明显病症的鱼,可少量采用国家允许使用的药物及时进行泼洒或拌饵治疗,这样能有效地降低水产动物在疾病高发季节的发病率和死亡率,同时可以明显减少药物的使用,对避免进一步的药害,确保水产品的安全和品质极其重要。此方法的基本评价标准仍然可以采用水产动物的死亡率、病害感染率、增重率、饲料系数等生产指标,相关免疫指标及肝脏受损程度,相关酶指标如GOT、GPT等也可作为研究和应用的评价指标。此外,综合养殖成本的核算也可纳入评价指标。一般添加成本应远低于平均该地区月份水产动物的死亡损失或药物治疗的添加成本。如陈昌福等(2006)在饲料中分别添加50 ~250 mg/kg 体重的酵母细胞壁免疫多糖饲喂平均体重171g的鲫鱼28d,日均投喂量为鱼体重的2%左右,结果表明:鲫鱼血清的总蛋白含量随着添加量的增加而显著增加,血清凝集抗体效价、溶菌酶的活性、白细胞的吞嗜指数(PI)和吞嗜百分比(PI)均显著高于对照组,而血清中谷丙转氨酶活性则呈现出显著下降的趋势。养殖结束后采用嗜水气单胞菌对鲫鱼进行攻毒试验,试验组鲫鱼的死亡率均在20%~30%,远低于对照组的86.7%的死亡率,其中添加200 mg/kg 体重和250mg/kg体重的试验组(相当于饲料中分别添加1%和1.25%)死亡率最低,其免疫保护率分别高达76.9%和73.1%。笔者于今年8月中下旬,对武汉东西湖地区柏泉农场草鱼混养池塘进行为期1个半月的大塘试验,也获得了很好的研究结果。在商品饲料中添加5g/kg酵母细胞壁免疫多糖的试验组,试验期间草鱼死亡率仅为0.12%,而对照组则高达2%~3.75%。与此同时,试验期间试验组所用的消毒、治疗药物的费用仅为16.26元/亩,而对照组消毒、治疗费用平均在27元/亩以上。因对照组鱼持续死亡,消毒、杀虫不断,根本无法实现调水,而试验组则在试验期间成功利用200亿/g的枯草芽孢杆菌进行了两次调水,试验结束时,试验组草鱼生长明显优于对照组,进一步的解剖发现试验组草鱼背部肌肉厚实,鳞片的光泽度好。

    3.3 具有广谱性,水产养殖对象扩展

此使用方法的基本评价指标同前,添加量可以采用常规添加方式,也可以采用预防添加的方式。具体采用何种方式合理,首先需要对当地的养殖模式、养殖成本和疾病高发季节有所了解,同时还要视当年养殖水产动物的市场价格和饲料价格走势而定。一般而言,水产品终端价格高企,利润空间较大时,可采用预防添加的方式进行添加。如华中农业大学的陈昌福教授(2007)在商品鳗鱼饲料中添加100、300、500mg/kg体重的酵母细胞壁免疫多糖,以不添加组作为对照,养殖28d后,300mg/kg B.W和500mg/kg B.W组鳗鱼白细胞吞嗜指数、吞嗜百分比显著高于对照组,血清中溶菌酶和补体C3、C4的活性均高于对照组。因此,在鳗鱼饲料中可采用阶段预防添加的模式,添加量300~500mg/kg体重为宜。

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酵母细胞壁免疫多糖作为免疫增强剂,国内外在许多水产动物上都得到了证实,如对虾、小龙虾、罗氏沼虾、河蟹、鲫鱼、中华鳖、黄鳝、虹鳟、鳗鲡、海鲈、牙鲆、大菱鲆、叉尾鮰等。

    3.4 结合饲料配方调整与优化,成本效果控制

    此种使用方法需要了解当地养殖模式、基本饲料配方组成及原料成本,通过经典的养殖试验或中试,提出养殖效果相当的配方修改建议。如刘立鹤(2005)研究了不同饲料配方下β-葡聚糖和鱼粉添加水平对凡纳滨对虾生长、非特异性免疫力的影响及成本分析,研究表明:凡纳滨对虾饲料中10%鱼粉组对虾增重率显著低于20%和25%组(P<0.01),而20%和25%鱼粉组凡纳滨对虾生长性能并无显著差异。在20%和25%鱼粉添加组,添加β-葡聚糖有一定促进对虾的生长,、降低饲料系数的功效,血清、组织中非特异免疫指标的酶活性均有一定程度的提高。因此,在养殖效果相当的前提下,适当降低鱼粉的含量(如鱼粉含量从目前配方中的25%降低至20%),添加β-葡聚糖并调整配方,即可有效地降低饲料成本。在广东一些饲料厂家生产的粗蛋白质为25%的草鱼配方中,通过降低豆粕的添加量,适当增加棉籽粕使用量,并常量添加酵母细胞壁多糖,也在确保养殖效果的前提下,实现了饲料配方成本和养殖病害的有效控制。

    3.5 使用方法扩展,扩大外延,效果控制

    近些年,随着酵母细胞壁免疫多糖应用的推广和普及,已不仅仅局限于作为饲料添加剂直接添加到饲料中,其使用方法得到了极大的拓展,具体体现在以下几个方面:①作为疫苗佐剂,配合疫苗使用,采用注射或浸泡的方法可直接提高水产动物的抗病和抗应激能力。在实际的生产实践中,注射效果较稳定,但由于受到操作强度和难度的限制,类似草鱼四联注射疫苗的推广和普及率一直不高。但是针对水产动物的亲本或者比较大型的养殖动物如鲟鱼,采用注射的方法可以取得很好的养殖效果。如陈昌福(2006)对克氏原螯虾体内注射免疫多糖24h、48h和72h后,测定其血清、肝胰腺和肌肉中的 ACP、AKP等酶活性,发现其均高于对照组,其中肝胰腺中ACP和AKP的酶活显著高于对照组;②作为免疫增强剂直接伴饵投喂,此使用主要适合一些以粉状料为主的水产动物饲料,如黄鳝饲料、鳗鱼饲料、甲鱼、河魨饲料等。近些年,开发出来的花鲢粉状饲料中直接将酵母细胞壁免疫多糖拌饵投喂,也可获得很好的养殖效果;③ 刈草喂鱼仍然是我国草鱼养殖的一种模式,以草喂鱼虽然可以节约大量的饲料成本,但也存在着饲料系数高、水质不易控制、疾病容易暴发等缺点。酵母细胞壁免疫多糖具有较好的粘性,采用和水、和面等方式直接将酵母细胞壁免疫多糖喷涂或涂布于草上饲喂草鱼,可有效降低养殖期间草鱼发病率和死亡率;④将酵母细胞壁免疫多糖(可与基础配方按比例)制成小颗粒药剂,在鱼病发生前期或初期,按照添加量折算后,按一定比例直接加入饲料中投喂。此法适合以颗粒料饲养的网箱养殖,也适合普通池塘养殖;⑤可在水产动物育苗阶段使用,如王新霞(2004)的研究表明在中国对虾育苗中使用0.3~0.5mg/ml的β-葡聚糖浸浴,可显著提高蚤状幼体的变态率和生长,可显著提高副溶血弧菌攻毒后的成活率。

    3.6 扩展应用范围,充实和认识饲料功效

    随着水产养殖和饲料配方技术的不断提高,人们对饲料的功效不断地得到充实和提升。针对不同阶段饲料的功效,酵母壁细胞免疫多糖在鱼类的越冬、抗冻、耐运输和抗辐射等方面发挥重要作用。笔者(2008)在国产鱼粉3%、豆粕13%、菜籽粕28%、棉籽粕10%、DDGS 4%、油糠10%、玉米蛋白粉5%、次粉20.70%、磷脂粉1%、沸石粉1%、膨润土1%、磷酸二氢钙、食盐0.3%,外加1%预混料的基础饲料配方中分别添加0.1%、0.2%、0.4%的酵母细胞壁免疫多糖,以基础配方作为对照。每个处理设3个重复,每个重复为300L的玻璃缸中放置均重55g健康的草鱼15尾,喂养56d,全程控温22℃。试验期间除每7d消毒一次水体外,对部分发病的草鱼也不使用任何其他药物。试验结束后对照组草鱼成活率仅为26.7%,而添加0.1%、0.2%、0.4%的酵母细胞壁免疫多糖试验组草鱼的成活率分别为46.7%、55.6%和53.3%。56d后逐渐降低水温直到室温,并停止投喂,经过40d越冬后,对照组和0.1%组草鱼全部死亡,而添加0.2%、0.4%酵母细胞壁免疫多糖组成活率尚有20%~30%。这说明,采用高剂量添加对提高草鱼越冬及越冬后的死亡率作用还是比较明显的,当然这尚需要进一步收集相关的大量试验数据。

    3.7 多种措施配合,提高饲料报酬

    现有的很多研究都证实在使用酵母细胞壁免疫多糖时,采用多种措施配合可显著提升饲料报酬。如:①酵母细胞壁免疫多糖与维生素C有明显的协调作用;刘栋辉(2002)研究了β-1,3-葡聚糖和维生素C对斑节对虾生长和抗病力效果的影响,研究结果证实饲料中添加1%的酵母细胞壁免疫多糖(β-葡聚糖含量18%)、1%的酵母细胞壁免疫多糖和0.1%的维生素C(有效含量10%)组合均能促进斑节对虾的生长,显著提高成活率,降低饲料系数,且后者能大大提高注射白斑病毒虾的存活率;②酵母细胞壁免疫多糖与酵母水解物结合使用具有较好的训食、抗病、抗应激的功效;③酵母细胞壁免疫多糖与多种国家允许的药物配合使用可达到良好的治疗效果,并可显著降低养殖过程中药物的使用量;④酵母细胞壁免疫多糖的添加与水质调控配合使用,加快池塘物质循环和能量转化,能显著提高池塘的生长潜能。酵母细胞壁免疫多糖能很好地促进水产动物的抗病、抗应激能力,而利用芽孢杆菌等微生态制剂调水则可有效地控制养殖中可能对水产动物生长和生理造成危害的潜在因子,如养殖水体的氨氮、亚硝酸盐偏高。水环境的改善和动物抗病能力的提高可显著降低养殖过程中水产动物的发病率和死亡率,并有效降低药物的使用。因此,“饲料+免疫增强剂(如酵母细胞壁免疫多糖)+微生态制剂调水(如芽孢杆菌)+少量消毒和治疗药物”是目前一个比较理想的且适合中国国情的可持续水产养殖模式之一。

    应用试验证明(主要功能):

    1. 增强水产动物免疫机能,提高对细菌、病毒和原生生物等病原微生物的抵抗力。

    2. 对水产动物肝脏有较好的保护作用,增进肝脏的解毒及营养转化能力。

    3. 调节肠道微生态环境,提高机体杭病、抗应激功能和耐高温、抗低温能力。

    4. 刺激水产动物的化学感受哭,引诱摄食,提高饵料利用率,从而促进生长,提高增重。

    5. 增殖水体中厌氧性有益菌,改善水质,稳定PH值。