Влияние различных источников масляной кислоты на продуктивность, устойчивость к патогенам и развитие кишечника тиляпий в период возрастной смены пола
Органические кислоты и их соли являются альтернативой кормовым антибиотикам и используются для поддержания роста и здоровья сельскохозяйственных животных уже многие годы. Действие органических кислот и кормовых антибиотиков (стимуляторов роста) очень схоже. Органические кислоты, как и антибиотики, в желудочно-кишечном тракте угнетают рост и развитие патогенных микроорганизмов, главным образом грамотрицательных бактерий, а также, в отличие от антибиотиков, улучшают переваримость и усвоение питательных веществ корма, вследствие чего улучшаются зоотехнические показатели рыб (Hossain et al., 2007; Defoirdt et al., 2009).
В аквакультуре исследования органических кислот или их солей проводятся последнее десятилетие (Silva et al., 2013, 2016). Согласно Lückstädts (2008), самые часто используемые в кормлении кислоты – муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная, молочная, сорбиновая, яблочная и лимонная. Среди органических солей, используемых в животноводстве, был отмечен бутират из-за его положительного воздействия на желудочно-кишечный тракт животных (Guilloteau et al., 2010).
Масляная кислота представляет собой короткоцепочечную жирную кислоту, которая превращается в бутират натрия путем хелатирования с натрием (Na+1). Соль часто используется вместо масляной кислоты, потому что она обладает более высокой стабильностью и менее выраженным запахом. Бутират натрия может использоваться в свободной форме без каких-либо защитных или буферных растворов (Piva et al., 2007), бутират в незащищенной форме сильно теряет свою активность в желудке. Kihara and Sakate (1997, 2001) доказали, что бутират продуцируется микробиотой рыб в кишечнике и это один из альтернативных способов защиты его от патогенных бактерий.
В разведении тиляпии одним из основных путей распространения болезней является выращивание зараженной патогенной микробиотой товарной рыбы без клинических признаков болезни. После фазы возрастной смены пола, одного из наиболее важных этапов цикла производства тиляпии, мальки продаются в разные хозяйства и могут распространять патогены на здоровую рыбу этих хозяйств. Использование кормовых добавок для улучшения качества кормления и здоровья животных во время возрастной смены пола имеет основополагающее значение для ведения эффективного рыбоводства.
В аквакультуре, различные способы защиты помогают предотвратить распад органических кислот или их солей в воде (Silva et al., 2016). В кормовой добавке Бутирекс С4 буферные соли химически и физически защищают бутират натрия от диссоциации в желудке. Ввиду вышеупомянутого отсутствия исследований с использованием органических солей во время фазы возрастной смены пола было необходимо исследование использования защищенных органических солей, а в частности проверка влияния бутирата натрия в защищенных и незащищенных формах в двух разных концентрациях (0,25% или 0,5%) на показатели роста, гематологические параметры и устойчивость к патогенной микробиоте (Aeromonas hydrophila, Oreochromis niloticus) в фазе возрастной смены пола.
Схема опыта
Эксперимент проводился в лаборатории AQUOS, отдел аквакультуры, Федеральный университет Санта-Катарина (UFSC). 2250 личинок тиляпии были распределены случайным образом на 5 групп, по три повтора в каждой: 15 резервуаров по 80 л, 150 рыб на каждый. Резервуары были оснащены системами очистки, фильтрации, подачи кислорода и поддержания температуры, способных поддерживать параметры качества воды в оптимальном диапазоне для тиляпий. Рыб акклиматизировали в течение двух дней. После акклиматизации рыба была здоровой, отсутствовали клинические признаки, характерные для бактериальных и грибковых инфекций. После периода акклиматизации личинок тиляпии 5 дневного возраста, размером менее 13,0 мм и средним весом 0,0183±0,0014 г. распределили в 5 групп:
Кормление осуществлялось пять раз в день (8:00, 10:00, 12:00, 14:00 и 17 ч.) в течение 28 дней.
Через 28 дней эксперимента рыб не кормили в течение 14 часов для последующего усыпления. После этого проводилась оценка усыпленной рыбы по зоотехническим (Табл. 1) и гематологическим (Табл. 2) параметрам. У 5 рыб из каждой группы отбирались образцы тканей тонкого кишечника для определения развития эпителиальных ворсинок (табл. 3 и 4).
Влияние бутиратов на устойчивость рыб к бактериальным инфекциям
После 28 суток эксперимента было сформировано 6 экспериментальных групп, каждая группа по 3 повтора, по 10 рыб в каждой, всего 180 животных. Рыбы были помещены в резервуары объемом по 30 литров, соединенных с системой микроклимата, способной поддерживать качество воды в оптимальном диапазоне для выращивания патогенной микробиоты. После акклиматизации, животных анестезировали и погружали в аквариум (10 л) на 30 минут с постоянной аэрацией, содержащий бактериальный инокулят в концентрации 1 × 107 КОЕ мл-1 (Aeromonas hydrophila, Oreochromis niloticus). После этого рыб возвращали в исходные резервуары. Наблюдения проводили в течение 14 дней после экспериментального заражения, а мертвых животных удаляли из резервуаров каждые 8 ч, образцы из почек, селезенки и печени собирали для повторного определения штамма бактерий и подтверждения инфекции. В течение этого периода рыбе скармливались следующие рационы:
Также были сформированы группы негативного контроля, которым скармливался основной рацион без заражения патогенной микробиотой.
В конце опыта была определена общая смертность при использовании различных форм бутирата в разных концентрациях.
Возрастная смена пола
При проверке пола у тиляпии в период выращивания, не было выявлено женских особей среди всего поголовья рыб. Включение 60 мг/кг стандартного препарата 1-метил-тестостерона для предотвращения смены пола оказалось эффективным, и добавление бутирата натрия в разных концентрациях и формах не повлияло на процесс смены пола тиляпии.
Влияние Бутирекс С4 на продуктивность тиляпии:
Таблица 1. Влияние различных форм бутирата натрия на показатели роста тиляпии
| Показатели | Группа | ||||
| Контроль | NaB 0,25% | NaB 0,5% | BC4 0,25% | BC4 0,5% | |
| Живая масса на начало эксперимента, г | 0.0183 ± 0.0014 | 0.0183 ± 0.0014 | 0.0183 ± 0.0014 | 0.0183 ± 0.0014 | 0.0183 ± 0.0014 |
| Общая живая масса на конец эксперимента, г | 93,57 ± 1,99b | 95,69 ± 1,74ab | 96,34 ± 0,89ab | 96,93 ± 1,73ab | 100,06 ± 2,57a |
| Прирост за период опыта, г | 0,69 ± 0,03 | 0,72 ± 0,03 | 0,72 ± 0,03 | 0,69 ± 0,03 | 0,72 ± 0,03 |
| Сохранность, % | 89,83 ± 6,28 | 88,66 ± 5,63 | 89,00 ± 5,63 | 93,78 ± 5,04 | 92,44 ± 2,34 |
| Конверсия корма | 0,85 ± 0,01a | 0,84 ± 0,02ab | 0,85 ± 0,02ab | 0,83 ± 0,01ab | 0,80 ± 0,01b |
| Выход продукции, кг/м3 | 1,17 ± 0,02b | 1,2 ± 0,02ab | 1,20 ± 0,02ab | 1,21 ± 0,02ab | 1,25 ± 0,03a |
По окончании эксперимента у 4-й опытной группы были наибольшие показатели по живой массе и выходу продукции. Кроме того, использование Бутирекс С4 в концентрации 0,5% в 4-й опытной группе показало достоверное увеличение выхода конечной продукции и улучшение конверсии корма, по отношению к другим группам. Достоверной разницы между опытными и контрольной группой по показателям прироста и сохранности не было.
Таблица 2. Влияние разных форм бутирата натрия на гематологические показатели тиляпии
| Показатели | Группа | ||||
| Контроль | NaB 0,25% | NaB 0,5% | BC4 0,25% | BC4 0,5% | |
| Эритроциты (х106 μL-1) | 1.12 ± 2.9b | 1.01 ± 0.5b | 1.16 ± 2.8b | 1.39 ± 1.6ab | 1.73 ± 1.1a |
| Тромбоциты (х103 μL-1) | 4.7 ± 1.7 | 6.7 ± 1.9 | 5.5 ± 0.8 | 6.1 ± 2.8 | 8.7 ± 1.9 |
| Лейкоциты (х103 μL-1) | 43.9 ± 1.1 | 47.3 ± 3.7 | 55.6 ± 12.5 | 66.5 ± 3.7 | 57.2 ± 32.5 |
| Лимфоциты (х103 μL-1) | 24.7 ± 9.6 | 23.0 ± 2.7 | 31.6 ± 8.7 | 23.0 ± 8.3 | 31.6 ± 7.2 |
| Моноциты (х103 μL-1) | 22.9 ± 4.7ab | 17.1 ± 1.1b | 24.9 ± 7.9ab | 26.7 ± 1.6ab | 32.9 ± 3.7a |
| Нейтрофилы (х103 μL-1) | 6.02 ± 6.0 | 7.7 ± 3.4 | 3.2 ± 0.81 | 7.8 ± 1.8 | 5.1 ± 2.7 |
В 4-й опытной группе, которой скармливали рацион с Бутирекс С4 0,5% в течение 28 дней, было отмечено достоверное увеличение количества эритроцитов и циркулирующих моноцитов (таблица 2), тогда как в группах, которым скармливался незащищенный бутират натрия, наблюдалось уменьшение количества моноцитов.
Смертность тиляпии наблюдали в течение 14 дней после инфицирования Aeromonas hydrophila тиляпий опытных групп. Первые случаи падежа произошли через 24 часа после начала эксперимента. После шестого дня (144 ч) наблюдались явные различия между смертностью рыб в опытных и контрольной группах. У больных рыб были обнаружены клинические признаки, такие как язвы на коже, сухость плавников, летаргия и потеря аппетита. Достоверной разницы между опытными группами во время эксперимента выявлено не было, за исключением контрольной группы, статистически отличающейся от других групп по показателю смертности.
Влияние Aeromonas hydrophila на смертность мальков тиляпии при использовании рационов с разными формами и концентрациями бутирата натрия.
Влияние бутиратов на развитие кишечного эпителия рыб
Рыбы, получавшие 0,5% Бутирекс C4 с рационом, на 28 день эксперимента имели большую длину, и площадь ворсинок в передней части кишечника, чем рыбы, получавшие контрольный рацион и рацион с добавлением бутирата натрия на уровне 0,25%. Количество бокаловидных клеток в контрольной и опытных группах не имело достоверных отличий.
Таблица 3. Гистоморфометрические показатели развития ворсинок передней части тонкого кишечника
| Показатель | Контроль | NaB 0,25% | NaB 0,5% | BC4 0,25% | BC4 0,5% |
|---|---|---|---|---|---|
| Длинна ворсинок (мкм) | 118.41 ab | 89.71 b | 152.46 ab | 171.2 ab | 177.15 a |
| Ширина ворсинок (мкм) | 58.53 b | 40.14 b | 71.97 a | 74.51 a | 85.98 a |
| Периметр ворсинок (103 мкм) | 6.15 ab | 4.16 b | 6.61 ab | 8.25 a | 9.14 a |
| Площадь ворсинок (103 мкм) | 235.29 ab | 96.78 b | 325.34 ab | 377.24 ab | 414.68 a |
| Количество бокаловидных клеток на 1 ворсинку, шт. | 3.35 | 2.82 | 2.62 | 3.65 | 3.34 |
В задней части кишечника у рыб, получавших Бутирекс в дозировке 0,5% от массы корма, ворсинки были достоверно лучше развиты по сравнению с остальными группами. Площадь поверхности ворсинок у рыб, получавших незащищенный бутират в дозировке 0,5% и рыб, получавших 0,25% Бутирекс С4, достоверно превосходили контроль и группу с применением незащищенного бутирата в дозировке 0,25%.
Таблица 4. Гистоморфометрические показатели развития ворсинок задней части тонкого кишечника
| Показатель | Контроль | NaB 0,25% | NaB 0,5% | BC4 0,25% | BC4 0,5% |
|---|---|---|---|---|---|
| Длинна ворсинок (мкм) | 81.26 b | 81.05 b | 95.91 ab | 92.19 ab | 99.94 a |
| Ширина ворсинок (мкм) | 55.26 | 53.63 | 50.05 | 57.66 | 48.02 |
| Периметр ворсинок (103 мкм) | 2.94 b | 3.19 b | 4.18 ab | 3.84 ab | 5.02 a |
| Площадь ворсинок (103 мкм) | 92.35 ab | 96.36 b | 114.31 ab | 152.77 a | 128.09 ab |
| Количество бокаловидных клеток на 1 ворсинку, шт. | 8.73 | 10.6 | 4.81 | 10.72 | 7.21 |
Гистологические срезы передней части тонкого кишечника приведены на рисунке 1. Ворсинки контрольной группы визуально менее развиты, чем у группы с применением Бутирекс С4. Эффект от применения Бутирекс С4 более выражен в передней части кишечника, что говорит о его точечном высвобождении в 12-перстной кишке.
Выводы
В исследовании впервые изучено влияние различных источников масляной кислоты в двух дозировках у тиляпий на стадии смены пола. Бутираты эффективно подавляли развитие Aeromonas hydrophila, по этой причине в опытной группе С применением Бутирекс С4 0,5% была снижена смертность рыб на 50% по сравнению с контрольной группой.
Защищенный источник масляной кислоты Бутирекс C4 в концентрации 2,5-5 кг/т показал улучшение всех гистоморфологических показателей ворсинок кишечника, особенно в 12-перстной кишке. Использование защищенной формы бутирата натрия Бутирекс С4 в концентрации 0,5% позволило, также, увеличить производственные показатели рыб – живую массу на конец эксперимента на 6,5 г. (6,9%) и выход конечной продукции на 0,08 кг/м3 (6,8%) по сравнению с контролем, снизив при этом конверсию корма на 0,05 ед. (5,8%), и не повлияв при этом на эффективность зоотехнических мероприятий по предотвращению смены пола у тиляпии.
Материал подготовлен техническим отделом компании Мисма на основании данных производителя, 2020г.
