饲料中甘露寡糖对皱纹盘鲍免疫抗病力的影响及作用机制

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皱纹盘鲍是中国最重要的养殖经济贝类之一。细菌和病毒感染往往导致养殖鲍鱼较高的死亡率,经济损失严重。其中,副溶血弧菌是引起鲍鱼病害的主要病原体。甘露寡糖(MOS)可以促进肠道有益微生物的生长,是鱼类和甲壳类动物常用的饲料补充剂。多数研究表明MOS可以显著提高水产养殖动物的生长、免疫和抗病力。但是并非所有的水产动物都对MOS产生积极的响应。为了探究MOS对皱纹盘鲍抗弧菌的具体作用机理,主要内容与结果如下:1、在基础饲料中分别添加0.0g/kg、0.4g/kg、0.8g/kg和1.6g/kg的Actigen TM(MOS含量12%)配置成4种实验饲料,分别命名为A0、A4、A8和A16。室内循环水系统中进行为期100天的皱纹盘鲍养殖实验。结果表明,A8组的鲍鱼特定生长率和贝壳增长率显著高于其他各组(p<0.05),A4和A16组与对照组无显著差异(p>0.05)。饲料中添加不同含量的MOS均显著提高幼鲍肝胰腺和血清中AKP和ACP活性(p<0.05),而对血细胞吞噬和呼吸爆发无显著影响(p>0.05)。A4组鲍鱼溶菌酶活性显著高于其他各组(p<0.05),但A8和A16组与对照组无显著差异(p>0.05)。转录组学分析表明,与对照组A0相比,A4、A8、A16处理组有2507,600和683个差异表达基因(Differentially Expressed Genes,DEGs)。与对照组相比,MOS处理组所有上调的DEGs主要富集在细胞质基质和甲壳素代谢等过程,参与核糖体、谷胱甘肽代谢和吞噬体等KEGG通路。下调DEGs主要富集在四吡咯结合、血红素结合和其他离子结合等GO条目,参与糖类和脂肪酸代谢等KEGG途径。另外,与对照A0相比,A4、A8、A16中perlucin和VI型胶原蛋白均被显著上调,表明MOS能够通过提高贝壳生长、刺激胶原蛋白合成促进结缔组织生长,从而促进鲍鱼的生长发育。2、上述养殖试验的鲍鱼禁食48h后,采用肌肉注射(最终浓度为4×10~7cfu/m L的100μL细菌悬液)和浸泡胁迫(最终浓度为4×10~7cfu/m L,每个缸3 m L细菌悬液)对鲍鱼进行56h的攻毒。每8h统计鲍鱼死亡个数,并计算累积死亡率。将各组(A0、A4、A8和A16)攻毒前和攻毒8h/48h后的鳃组织进行转录组测序分析。结果表明,在副溶血弧菌攻毒56h期间,添加MOS的各处理组累计死亡率在各时间点都显著低于对照A0组。攻毒56h时,A8组累积死亡率最低(约10%),显著低于A0(49%),A4(30%)和A16组(28%)(p<0.05)。无MOS添加下,与攻毒前相比,攻毒8h和48h后的鲍鱼鳃组织共有8322个DEGs。下调的DEGs主要与一些代谢途径、ABC转运蛋白和细胞粘附有关,上调的基因主要富集在NOD样受体信号通路和细胞凋亡途径。将A0、A4、A8和A16处理组攻毒0h、8h和48h的测序结果进行分析发现:攻毒8h时,与A0组相比,A4、A8和A16处理组分别有301,292和1184个DEGs。其中571个上调基因主要富集在肽基脯氨酸异构、肽基脯氨酸顺反异构酶活性等GO条目以及代谢途径等KEGG通路上。1207个下调基因主要富集在糖、脂质代谢等GO条目以及谷胱甘肽代谢通路上。攻毒48h时,与A0组相比,A4、A8和A16处理组分别有2414,304和4741个DEGs。其中5217个上调基因主要富集在嘌呤核苷酸合成和小分子合成等GO条目以及细胞粘结、ABC转运、RNA转运和细胞凋亡等KEGG通路。2242个下调基因主要富集在肽转运等GO条目以及代谢和氧化磷酸化等KEGG通路。弧菌攻毒后,MOS能够提高鲍鱼模式识别受体的表达来积极响应弧菌侵犯并进行免疫防御;促进MAPK途径的发生,引起细胞增殖分化来进行自我修复;同时,上调GST和HSP90表达来维持氧化还原平衡。总之,饲料中添加MOS可以显著提高皱纹盘鲍的生长和免疫性能,提高其应对副溶血弧菌攻毒时的存活率,且最适添加量为0.8g/kg饲料。
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