黄斑蓝子鱼幼鱼对水温、盐度和溶解氧的耐受研究

黄小林; 劳智鸿; 杨育凯; 李涛; 黄忠; 虞为; 舒琥; 林黑着

doi:10.12131/20230143

黄斑蓝子鱼幼鱼对水温、盐度和溶解氧的耐受研究

黄小林^{1, 2, 3,},
劳智鸿^{1, 4},
杨育凯^{1, 3},
李涛^{1, 3},
黄忠^{1, 3},
虞为^{1, 2, 3},
舒琥⁴,
林黑着^{1, 3, ,}

1.
中国水产科学研究院南海水产研究所深圳试验基地/国家渔业资源环境大鹏观测实验站，广东深圳 518121
2.
三亚热带水产研究院/深远海养殖与加工海南省工程研究中心，海南三亚 572000
3.
中国水产科学研究院南海水产研究所/农业农村部南海渔业资源开发利用重点实验室/广东省渔业生态环境重点实验室，广东广州 510300
4.
广州大学生命科学学院，广东广州 510006

基金项目: 海南省科技专项资助 (ZDYF2022XDNY349)；中国水产科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助 (2021SD09, 2023TD21)；广东省现代农业产业技术体系创新团队建设专项资金 (2023KJ143)；广东省渔业生态环境重点实验室开放基金 (FEEL-2021-4)

详细信息

作者简介:
黄小林 (1987—)，男，高级工程师，硕士，研究方向为海水鱼类繁育与种质资源。E-mail: 499324782@qq.com

通讯作者:
林黑着 (1965—)，男，研究员，博士，研究方向为动物营养与饲料。E-mail: linheizhao@163.com

中图分类号: S 917.4
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出版历程
- 收稿日期: 2023-07-26
- 修回日期: 2023-09-26
- 录用日期: 2023-12-07
- 网络出版日期: 2023-12-15
- 刊出日期: 2024-04-04

Research on tolerance of juvenile Siganus oramin to water temperature, salinity and dissolved oxygen

HUANG Xiaolin^{1, 2, 3,},
LAO Zhihong^{1, 4},
YANG Yukai^{1, 3},
LI Tao^{1, 3},
HUANG Zhong^{1, 3},
YU Wei^{1, 2, 3},
SHU Hu⁴,
LIN Heizhao^{1, 3, ,}

1.
Shenzhen Base of South China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences/National Fishery Resources and Environment Dapeng Observation and Experimental Station, Shenzhen 518121, China
2.
Sanya Tropical Fisheries Research Institute/Hainan Engineering Research Center of Deep-Sea Aquaculture and Processing, Sanya 572000, China
3.
South China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences/Key Laboratory of South China Sea Fishery Resources Exploitation & Utilization, Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Guangdong Provincial Key Laboratory of Fishery Ecology and Environment, Guangzhou 510300, China
4.
College of Life Sciences, Guangzhou University, Guangzhou 510000, China

摘要

摘要:
为研究黄斑蓝子鱼 (Siganus oramin) 幼鱼对养殖环境的耐受力，对体质量为 (3.25±0.83) g的黄斑蓝子鱼幼鱼开展了水温、盐度和溶解氧等环境因子的耐受性实验，同时监测了极限水温和盐度条件下黄斑蓝子鱼幼鱼的耗氧率和呼吸频率变化，以期为黄斑蓝子鱼的养殖生产提供参考。结果显示，黄斑蓝子鱼幼鱼适宜水温为23.0~28.0 ℃，可耐受的水温范围为12.1~32.5 ℃；适宜盐度为8.0‰~59.0‰，可耐受的盐度范围为3.5‰~75.0‰；正常环境下窒息临界点溶解氧质量浓度为 (1.47±0.52) mg·L⁻¹。临近耐受极限的水温和盐度均对黄斑蓝子鱼幼鱼的窒息临界点、窒息点以及极限低氧耐受有较大影响，其中低盐对窒息点的影响最大。研究表明，黄斑蓝子鱼幼鱼对温度和盐度耐受范围较广，但超出适宜范围时耗氧率和呼吸频率均发生显著性变化，出现应激反应；黄斑蓝子鱼幼鱼窒息点高，易缺氧，建议养殖全过程溶解氧质量浓度不低于6 mg·L⁻¹。
- 黄斑蓝子鱼 /
- 水温 /
- 盐度 /
- 溶解氧 /
- 耐受力
Abstract:
In order to study the tolerance of juvenile Siganus oramin to cultural environmental factors and provide basic data for the cultivation, we carried out tolerance tests on juvenile S. oramin with body mass (3.25±0.83) g to environment factors such as water temperature, salinity and dissolved oxygen. Besides, we monitored their oxygen consumption rate and respiratory rate under extreme temperature and salinity conditions by hydrostatic respiration chamber methods. The results show that the suitable temperature for juvenile S. oramin ranged from 23.0 to 28.0 ℃, and the tolerance limit temperature ranged from 12.1 to 32.5 ℃; the suitable salinity ranged from 8.0‰ to 59.0‰, and the tolerance limit salinity ranged from 3.5‰ to 75.0‰; the critical point of asphyxiation under normal conditions was (1.47±0.52) mg·L⁻¹. Both temperature and salinity close to the tolerance limit had significant effects on critical point of asphyxiation, asphyxiation point and ultimate hypoxia tolerance of juvenile S. oramin. Low salinity had the greatest effect on critical point of asphyxiation and asphyxiation point, and low temperature had the greatest effect on ultimate hypoxic tolerance value. In conclusion, juvenile S. oramin have a wide range of tolerance to water temperature and salinity, but the oxygen consumption rate and respiration frequency change significantly when they are out of the suitable range, accompanied by strong stress response; juvenile S. oramin have a high asphyxiation point, and are prone to hypoxia, so it is recommended that the dissolved oxygen should be no less than 6 mg·L⁻¹ during the aquaculture process.
- Siganus oramin /
- Water temperature /
- Salinity /
- Dissolved oxygen /
- Tolerance

HTML全文

弧菌广泛存在于养殖水体，是海水养殖动物的主要病原菌，弧菌病是目前为止对养殖鱼虾危害最大，造成损失最严重的细菌性疾病之一。弧菌病可以发生在养殖的各个时期，因此防治对虾弧菌病是养殖成败的关键因素。防治细菌性疾病最常用的方法是使用抗菌素，但频繁无节制的使用药物，导致耐药性菌株的产生并且造成环境的污染，因此，抗菌素的有效替代品的研究显得尤为迫切，应用生物及生态法防治疾病日益受到重视。大量的研究表明^[1-7]，乳酸菌能够调节机体肠道正常菌群，保持微生态平衡，提高食物消化率和生物价，增强机体的免疫功能，提高机体的抗病能力，产生抑菌活性代谢产物，如乳酸菌肽、细菌素、乳酸、过氧化氢、乙酸等，对许多革兰氏阳性菌李斯特氏菌、芽孢菌、梭菌等及革兰氏阴性菌大肠杆菌等有强烈的抑制作用，可抑制肠道内腐败菌的生长繁殖和腐败产物的产生，乳酸菌被作为饲料添加剂而广泛应用于禽畜养殖中，防治腹泻、下痢、肠炎等肠道功能紊乱的许多疾病。乳酸菌益生素作为鱼、虾饲料添加剂也受到广泛的研究，有提高养殖动物的免疫力，抵御病原菌的侵袭，提高养殖成活率的效果。体外拮抗实验是筛选益生菌的重要步骤，本实验通过乳酸菌体外对致病弧菌的拮抗作用研究，旨在筛选乳酸菌有益菌株，为进一步在养殖生产中应用益生素产品防治病害提供理论基础及水产养殖动物的病害防治提供一种生物防治方法。

1. 材料与方法

1.1 试验菌株

测试菌：乳酸杆菌L1是经点接种法初步筛选出的对弧菌有拮抗作用的菌株。

指示菌：溶藻弧菌T1是由本所鱼病室提供的从患病军曹鱼中分离，并经回归感染确认有致病性的菌株。鲨鱼弧菌T2也是从患病军曹鱼中分离。

1.2 培养基

乳酸菌培养基为改良的MRS培养基：蛋白胨10 g，酵母膏5 g，牛肉膏10 g，葡萄糖20 g，无水乙酸钠3 g，柠檬酸三铵2 g，K₂HPO₄ 2 g，MgSO₄ · 7H₂O 0.2 g，MnSO₄ · H₂O 0.05 g，水1 000 mL，pH 6.8。

弧菌培养基为2216E培养基。

检测弧菌培养基为TCBS培养基。

1.3 测定方法

抑菌活性检测采用平板打孔抑菌圈测定法。

平板打孔抑菌圈测定法：制作2216E培养基，无菌操作倒平板，每个平板的培养基厚度为6 mm，取指示菌弧菌菌悬液0.1 mL，涂布于2216E培养基表面，选择一定的位置，在无菌条件下，用无菌打孔器打孔，孔径为10 mm，将乳酸杆菌发酵液注入孔内(不能溢出)，于30℃培养24 h，检测抑菌圈直径的大小。以相同pH值的HCl水作对照。

2. 结果

2.1 乳酸杆菌及其代谢产物对弧菌的抑制作用

表 1为L1接种MRS培养液，经24 h培养后的发酵液及发酵液经5 000 rpm，15 min离心后取得的上清液，采用平板打孔法测定抑菌圈的大小。

表 1 L1菌发酵液及离心后上清液对指示菌T1、T2的抑菌圈大小

Table 1 Size of zone plate inhibitory of fermentation liquid and supernatant liquid of L1 strain to indicator strains T1 and T2 (mm)

指示菌 indicator strains	发酵液(pH 3.5) fermentation liquid	上清液(pH 3.5) supernatant liquid	对照HCl水组(pH 3.5) HCl diluted liquid
T1	23	20	0
T2	18	16	0

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从表 1试验可看出发酵液与上清液对指示菌T1、T2都有抑菌圈，而相同pH值的HCl水却没有，可见发酵液与上清液的抑菌效果并不是pH值低造成的。试验结果表明发酵液比上清液对弧菌的抑菌圈大，说明发酵液的抑菌活性强于上清液，乳酸杆菌及其代谢产物对弧菌有协同抑制作用。发酵液对弧菌T1、T2的抑菌圈大小不同，上清液也是如此，表明L1发酵液的代谢产物对不同种类弧菌的抑菌活性不同。

2.2 不同稀释倍数发酵液及离心后上清液的抑菌活性

L1接种MRS，30℃培养24 h，发酵液用无菌生理盐水释稀1、2、3倍，其稀释液对弧菌的抑菌能力见表 2。其发酵液经5 000 rpm，15 min离心，取得上清液，上清液用无菌生理盐水释稀1、2、3倍，其稀释液对弧菌的抑菌能力见表 3。

表 2 不同稀释倍数L1菌发酵液对指示菌T1、T2的抑菌圈大小

Table 2 Size of zone plate inhibitory of diluted fermentation liquid of L1 strain to indictor strains T1 and T2 (mm)

指示菌 indicator strains	发酵液稀释倍数 times of dilution for fermentation liquid
指示菌 indicator strains	0	1	2	3
T1	25	23	21.5	13.5
T2	23	21	19	无

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表 3 不同稀释倍数L1菌发酵液对指示菌T1、T2的抑菌圈大小

Table 3 Size of zone plate inhibitory of diluted supernatant liquid of L1 strain to indictor strains T1 and T2 (mm)

指示菌 indicator strains	上清液稀释倍数 times of dilution for supernatant liquid
指示菌 indicator strains	0	1	2	3
T1	18	14.5	无	无
T2	15	无	无	无

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从表 2、3可看出发酵液经3倍稀释对弧菌T1仍有抑制作用，上清液经1倍稀释后对弧菌T1的抑菌圈大小与发酵液3倍稀释液抑菌圈的大小相近。

2.3 不同培养时间发酵液的抑菌活性

L1接种MRS培养基，30℃培养，培养18 h、24 h、36 h、48 h、72 h、5 d的发酵液的抑菌圈大小见表 4。

表 4 不同培养时间的L1菌发酵液对指示菌T1、T2的抑菌圈大小

Table 4 Size of zone plate inhibitory to indictor strains T1 and T2 of fermentation liquid of L1 strain under different time (mm)

指示菌 indicator strains	不同培养时间的发酵液 fermentation liquid of different culture time
指示菌 indicator strains	18 h	24 h	36 h	48 h	72 h	5 d
T1	无	22.5	24	24	25	28
T2	无	20	22	23	24	25

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从表 4可看出，在菌生长的对数期18 h时的发酵液对两种指示菌都无抑菌圈，随培养时间的延长，抑菌圈越来越大，生长衰退期(36 h)比稳定期(24 h)的抑菌圈大，5 d的陈培养液的抑菌圈最大。原因可能是随着培养时间的延长，乳酸杆菌的生长及代谢产物抑菌物质的积累提高了其杀菌作用；陈培养物和衰退期的发酵液的抑菌圈大于生长期及稳定期的抑菌圈，可能是一些抗菌活性物质在乳酸菌死亡后释放出来。

2.4 发酵液抑菌活性物质的耐热性试验

将MRS 24 h的发酵液，于60、80℃恒温水浴中保温15 min，及沸水浴中保温5、10、15 min，与原发酵液一起作抑菌活性试验，试验结果见表 5。

表 5 不同温度及时间处理的L菌发酵液对指示菌T1、T2的抑菌圈大小

Table 5 Size of zone plate inhibitory to indictor strains T1 and T2 of fermentation liquid of L1 strain treated under different temperature and time (mm)

指示菌 indictor strains	60℃	80℃	100℃			未处理组 control group
指示菌 indictor strains	15 min	15 min	5 min	10 min	15 min	未处理组 control group
T1	23	23	23	23	23	23
T2	22	22	22	22	22	22

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从表 5的试验结果可见，发酵液经60、80℃恒温水浴处理15 min，及沸水浴中处理5、10、15 min，其抑菌圈大小与未作温度处理的发酵液的抑菌圈大小无差异，可见代谢抑菌物质具有很好的耐热性。对虾饲料制作过程有高温制粒这一步骤，瞬间温度可达100℃，益生菌代谢抑菌物质具有良好的耐热性，可避免对虾饲料制作过程瞬间高温的破坏，而保持其活性。

3. 讨论

体外抑菌试验是筛选益生菌的手段，通过L1菌株体外对弧菌抑制试验，结果表明L1菌株对致病弧菌T1、T2有较强的抑制作用，而且生长速度快，有望成为微生态制剂的候选菌种，但能否成为益生菌，还需做一系列的的工作如进一步确定其对宿主有否致病作用，对被选菌株进行致病性评估；对宿主潜在效果的评价等。

黄沧海等报导乳酸杆菌的代谢产物对不同血清型的大肠杆菌的抑制作用存在一定的差别，本试验的结果也表明，乳酸杆菌L1对不同的弧菌有不同的抑菌活性。水产养殖动物不同的疾病因病原不同，因此，实际在应用益生素制剂时，如果没有了解清楚益生菌的适用对象和范围就可能就会有不同的效果。Gatesoupe(1999)^[8]通过每天添加乳杆菌在大菱鲆幼体活体食物的轮虫的培养基中，大大提高了鱼的成活率，当病原性弧菌侵袭幼体时，添加的乳杆菌能够大大降低幼体在9 d前的死亡率。因此认为乳杆菌可以防御病原菌-弧菌入侵大比目鱼的幼体。而Gildberg等(1997)^[9-10]用添加了产乳酸细菌的饲料喂养大西洋鳕，将它们与经腹膜内感染了气单胞菌(Aeromonas salmonicida)的鱼苗一起养殖，在以后4周时间内记录鱼的死亡率，结果表明产乳酸细菌作为鱼苗饲料的添加成分可以促进肠微生物的定植，但未出现防止气单胞菌感染的现象，与预想相反，在饲料中添加了产乳酸细菌的鱼苗的死亡率最高。

本试验的结果表明乳酸杆菌与代谢产物有协同抑菌作用。因此在评价乳酸菌的抑菌效果时，以乳酸杆菌与代谢产物的协同抑菌效果作为衡量指标应当是更科学合理。在使用乳酸菌益生素产品时，不应当只是利用其菌体，菌体及其代谢产物能一起使用效果可能会更好。

图 1 不同海水温度对黄斑蓝子鱼幼鱼耗氧率的影响

注：同一指标下，凡含一个相同字母者表示组间无显著性差异 (P>0.05)。后图同此。

Figure 1. Effect of different seawater temperatures on oxygen consumption rate of juvenile S. oramin

Note: For the same indexes, those with the same letters represent no significant differences between groups (P>0.05). The same case in following figures.

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图 2 不同海水盐度对黄斑蓝子鱼幼鱼耗氧率的影响

Figure 2. Effect of different seawater salinities on oxygen consumption rate of juvenile S. oramin

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图 3 不同海水温度对黄斑蓝子鱼幼鱼呼吸频率的影响

Figure 3. Effect of different seawater temperatures on respiratory frequency of juvenile S. oramin

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图 4 不同海水盐度对黄斑蓝子鱼幼鱼呼吸频率的影响

Figure 4. Effect of different seawater salinities on respiratory frequency of juvenile S. oramin

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表 1 黄斑蓝子鱼幼鱼水温耐受能力实验结果

Table 1 Results of water temperature tolerance test of juvenile S. oramin

实验组 Experimental group	水温Water temperature/℃	幼鱼死亡率 Motality of juvenile S. oramin/%
实验组 Experimental group	水温Water temperature/℃	A组Group A	B组 Group B	C组 Group C
耐高温实验 High temperature tolerance test	38.5	100	100	100
	37.5	80	70	90
	36.6	30	50	70
	32.5~33.0	10	10	20
	31.0~32.0	0 (活动突然加快)
	29.0~31.0	0 (背鳍和腹鳍张开)
	23.0~28.0	0 (活动正常)	0 (活动正常)	0 (活动正常)
对照 Control	22.0	0 (活动正常)	0 (活动正常)	0 (活动正常)
耐低温实验 Low temperature tolerance test	18.0	0 (体色变深)
	16.0	0 (活动减少、静卧底部)
	14.0	0 (活动突然加剧、部分浮头)
	12.1	10	0	20
	11.5	20	50	40
	11.0	100	100	100

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表 2 黄斑蓝子鱼幼鱼盐度耐受能力实验结果

Table 2 Results of salinity tolerance test of juvenile S. oramin

实验组 Experimental group	盐度Salinity/‰	幼鱼死亡率 Motality of juvenile S. oramin/%
实验组 Experimental group	盐度Salinity/‰	A组 Group A	B组 Group B	C组 Group C
耐高盐实验 High salinity tolerance test	77.5	100	—	100
	77.0	80	—	90
	76.5	60	100	80
	76.0	50	70	60
	75.0	0 (出现侧翻)	10	0 (出现侧翻)
	72.0	0 (活动突然加快)
	60.0	0 (活动减弱)
	30.0~59.0	0 (活动正常)
对照 Control	30.0	0 (活动正常)
耐低盐实验 Low salinity tolerance test	8.0~30.0	0 (活动正常)
	7.5	0 (出现侧翻)	0 (出现侧翻)	0 (活动正常)
	3.5	10	10	0 (活动正常)
	0.08 (0.5 h)	20	20	20
	0.08 (1.0 h)	30	40	50
	0.08 (1.5 h )	50	80	70
	0.08 (2.0 h)	70	100	100
	0.08 (2.5 h )	100	—	—

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表 3 不同水温与盐度对黄斑蓝子鱼幼鱼低溶解氧耐受能力的影响

Table 3 Effects of different temperature and salinity on tolerance to low dissolved oxygen of juvenile S. oramin

实验环境 Experimental environment	正常 Normal (22 ℃, 30‰)	高温 High temperature (31 ℃, 30‰)	低温 Low temperature (15 ℃, 30‰)	高盐 High salinity (22 ℃, 70‰)	低盐 Low salinity (22 ℃, 8‰)
初始溶解氧 Initial dissolved oxygen (DO₀)/(mg·L⁻¹)	4.12±0.01	5.37±0.22	5.95±0.33	4.86±0.15	6.47±0.18
窒息临界点 Suffocation critical point/(mg·L⁻¹)	3.07±0.16	2.19±0.77	4.75±0.48	3.99±0.82	5.57±0.73
半数致死值/窒息点 LC₅₀/Suffocation point (DO₅₀)/(mg·L⁻¹)	2.18±0.29	1.83±0.13	4.05±0.26	2.55±0.18	4.38±0.35
极限溶解氧耐受值 Limit dissolved oxygen tolerance value (DO₁₀₀)/(mg·L⁻¹)	0.95±0.08	0.87±0.04	3.32±0.29	1.68±0.26	3.28±0.25

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