露兜樹作為一種兼具藥用價值的熱帶植物,其葉片與果實富含酚類、黃酮類、萜類、甾體等多種生物活性成分,已被證實具有抗炎、抗氧化、抗菌等功效,在人類疾病治療及陸生動物養殖中已有應用。
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已有研究表明,露兜樹葉提取物可顯著提升鯉魚的生長性能與抗病能力(Chi Cheng 等人,2022),其對水生動物病原菌的抑制作用也得到驗證(Yosie Andriani 等人,2019),但針對南美白對蝦抗副溶血性弧菌的作用及機制尚未深入闡釋。基于此,本研究通過室內控制實驗,系統探究露兜樹葉提取物對南美白對蝦的免疫增強效果及抗病機制,旨在為對蝦綠色養殖技術的研發提供理論支撐。
一、實驗材料:
1、實驗對象:南美白對蝦幼蝦購自馬來西亞登嘉樓iSHARP Sdn. Bhd.公司,體長均一(約1cm)、活力良好、無明顯病害癥狀。
2、提取物制備:采集新鮮露兜樹葉,洗凈后置于60℃烘箱烘干至恒重,經粉碎機粉碎過40目篩,采用70%乙醇溶液回流提取2次,每次2h,合并提取液并減壓濃縮,冷凍干燥后得到露兜樹葉提取物粉末,實驗時用無菌海水配制成0.5、1、2、3、4、5、6g/L共7個濃度梯度的備用液。
3、病原菌:副溶血性弧菌菌株由實驗室保存,經LB液體培養基28℃振蕩培養12h后,用無菌生理鹽水調整菌液濃度至1×10? CFU/ml,備用。
二、實驗設計:
1、蝦苗馴化:實驗前將幼蝦置于溫度28℃、鹽度38‰的循環養殖系統中馴化2周,持續充氧保證溶氧量≥6mg/L,養殖密度為2000尾/L,每日分2次投喂鮮活鹵蟲幼體,每2天更換1/2養殖水體,維持水質穩定。每日觀察蝦苗活動狀態,及時剔除病弱個體。
2、分組與處理:選取健康幼蝦300尾,隨機分為8組,每組3個重復,每個重復10尾蝦。其中7組為實驗組,分別置于上述不同濃度的露兜樹葉提取物溶液中浸泡24h;1組為對照組,置于不含提取物的無菌海水中同等條件處理。
3、病原菌感染:浸泡處理結束后,所有實驗組與對照組幼蝦均采用浸浴感染法,置于濃度為1×10? CFU/ml的副溶血性弧菌菌液中感染24h,感染期間維持水溫、鹽度等環境參數與馴化期一致。
4、指標測定:感染結束后,統計各組幼蝦存活率;采用平板計數法測定蝦體肝胰腺內的細菌負荷;通過實時熒光定量PCR技術檢測免疫相關基因(Hsp70、ProPO、peroxinectin、penaeidin、crustin、transglutaminase)的mRNA表達水平;取蝦體肝胰組織制作石蠟切片,經HE染色后在光學顯微鏡下觀察組織形態結構。
5、重復性驗證:為確保實驗結果可靠性,整個實驗流程重復2次,數據取兩次重復的平均值進行統計分析。
三、實驗結果:
1、露兜樹葉提取物對南美白對蝦存活率的影響:
不同濃度露兜樹葉提取物處理均能提升南美白對蝦感染副溶血性弧菌后的存活率,且呈現明顯的濃度依賴性。當提取物濃度為6g/L時,對蝦存活率達到最高,較對照組提升95%;在中等致死劑量弧菌挑戰試驗中,該濃度組存活率較對照組提升15%,顯著優于其他濃度梯度組。而低濃度組(0.5~1g/L)對蝦存活率與對照組無顯著差異,表明露兜樹葉提取物的抗病效果需達到一定濃度閾值方可體現。
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2、露兜樹葉提取物對蝦體細菌負荷及免疫基因表達的影響:
6g/L露兜樹葉提取物處理組蝦體肝胰腺內副溶血性弧菌數量較對照組顯著降低,表明提取物可有效抑制病原菌在宿主體內的增殖。免疫基因表達檢測結果顯示,6g/L濃度處理可顯著上調Hsp70、crustin及proPO的mRNA表達水平,分別較對照組提升8.5倍、10.4倍和1.5倍;而peroxinectin、penaeidin等其他免疫基因的表達量無明顯變化。這一結果提示,露兜樹葉提取物主要通過調控Hsp70介導的免疫通路發揮作用,Hsp70作為關鍵中介因子,可激活酚氧化酶原系統,進而增強蝦體的抗菌免疫應答。
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3、露兜樹葉提取物對蝦體肝胰管組織形態的影響:
組織學觀察結果顯示,經6g/L露兜樹葉提取物處理后再感染副溶血性弧菌的對蝦,其肝胰管結構完整,膽管壁光滑,上皮細胞(包括Blassenzelen細胞、Fibrillendene細胞和Restzellen細胞)排列整齊,無明顯退化或損傷現象。而對照組對蝦(僅感染弧菌未處理提取物)的肝胰管出現明顯病理變化,膽管上皮細胞大量脫落,細胞數量顯著減少,肝胰管結構完整性遭到嚴重破壞。這一結果證實,露兜樹葉提取物可有效保護對蝦肝胰組織免受病原菌侵害,其作用機制與提取物中含有的咖啡酰奎寧酸、維生素、肉桂酸酯等抗氧化成分密切相關。
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四、討論:
本研究結果明確了露兜樹葉提取物對南美白對蝦抗副溶血性弧菌的保護作用,其核心機制可歸納為兩個方面:一是提取物中的酚類、黃酮類等抗菌成分可直接抑制副溶血性弧菌的增殖,降低病原菌在蝦體內的定植能力,從而減少菌體對組織的損傷;二是通過上調Hsp70、crustin等免疫相關基因的表達,激活蝦體固有免疫系統,增強機體對病原菌的清除能力。
在濃度梯度實驗中,6g/L為最優處理濃度,這一結果為實際養殖應用提供了精準的劑量參考。與傳統抗生素相比,露兜樹葉提取物不僅無耐藥性誘導風險,還能改善養殖環境,符合水產養殖業綠色發展的需求。此外,露兜樹作為熱帶地區廣泛分布的植物,資源豐富、提取成本較低,具備大規模推廣應用的潛力。
五、結論:
本研究證實,6g/L露兜樹葉提取物浸泡南美白對蝦幼蝦24h,可通過抑制副溶血性弧菌增殖、上調免疫相關基因表達、保護肝胰管組織結構完整性,顯著提升對蝦的抗病能力。該技術為對蝦養殖病害的綠色防控提供了新途徑,同時也拓展了露兜樹藥用資源的應用領域。未來可基于本研究結果,開發針對性的對蝦免疫增強劑,推動水產養殖產業的高質量發展。
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