氨氮胁迫对水产动物生长、消化酶及免疫影响的研究进展
韩朝婕 陈屹洋 贺振楠 张严匀 周文礼 高金伟 贾旭颖
摘 要：为深入了解水体中过量的氨氮对水产动物带来的问题，综述了氨氮胁迫对水产动物的生长、消化酶、抗氧化酶活及免疫机制的影响。
关键词：氨氮胁迫;生长;消化酶;免疫
中国是全球水产养殖第一大国，然而，在集约化高密度养殖的迅猛发展形式下，养殖过程中受到各种环境因子的应激影响，尤其是在水产养殖过程中，随着养殖时间的变长，水体中的氨氮浓度会不断富集，当氨氮含量达到或者超过水产动物本身耐受限值时，会使得其生长缓慢，代谢能力下降，长期以往会导致其免疫力下降，最终感染多种病菌造成大面积死亡[1-2]。在目前的养殖水体环境中，大部分氨氮来自于养殖动物的残饵分解与代谢物，无机氮主要以铵态氮、非离子氨和亚硝酸氮的形式存在于水体中，氨氮里最有害的毒性物质是非离子氨（NH3），过量的非离子氨会造成水产动物代谢紊乱，影响其离子调节能力，是目前水产养殖中所急需解决的问题之一[3-4]。因此，本文综述了氨氮胁迫对水产动物生长、消化酶及免疫的不同影响，以期为后期解决集约化养殖中的问题提供参考。
1 氨氮胁迫对水产动物生长的影响
水体中的氨氮主要由水产动物未消耗的饲料、排泄等其它有机物的分解产生，是存在于养殖水体中重要的污染物[4]。Zhang等[5]通过试验发现，氨氮胁迫的时间越长，浓度越高，会导致团头鲂（Megalobrama amblycephala）的存活率显著降低，抑制其生长。已有研究表明，在对“新吉富”罗非鱼（Oreochroms niloticus）进行30 d的慢性氨氮胁迫试验中发现幼鱼具有一定的耐受性，但当氨氮浓度超出耐受阈值后，会抑制其生长发育，影响幼鱼摄食[6]。Paust等[7]通过62 d的养殖试验后发现，当水体中非氨离子浓度为0.12、0.17 mg/L时，会抑制大西洋比目鱼（Hippoglossus hippoglossus）的生长率，降低其存活率。研究表明，虹鳟鱼（Salmo gairdneri）的存活率与生长率会在氨氮浓度超过7.44 mg/L时显著下降[8]。胡炜等[9]通过胁迫试验后发现，水体中的氨氮浓度为10 mg/L时会降低刺参的生长性能，抑制其生长速率。在慢性胁迫试验中发现，虎斑乌贼（Sepia pharaonis）的存活率显著降低，特定生长率也呈下降趋势，说明水体中过量的氨氮会影响乌贼的生长性能[10]。李波等[11]进行了56 d的慢性胁迫试验后发现，黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）幼鱼的生长速率随水体中非离子氨浓度的升高而降低，当水体中氨氮浓度超过6.72 mg/L后，其存活率显著低于对照组。
氨氮会引起水产动物的中毒，超过一定浓度的氨氮会抑制水生动物的生长发育，严重时甚至引起死亡。肖炜等[12]发现，在对吉富罗非鱼幼鱼进行30 d的慢性氨氮胁迫试验后发现，其增重率与特定生长率显著降低，生长性能受到影响。Foss等[13]通过对比低浓度氨氮的花狼鱼（Anarhichas minor Olafsen）与高浓度组的生长速率后发现，低浓度组的生长性能显著高于高浓度组。Pinto等[14]通过56 d的养殖试验后发现当水体中的氨氮浓度超过 11.6 mg/L时，塞内加尔鳎（Solea senegalensis）的生长速率与摄食率显著降低，增重率显著下降，生长性能被抑制。徐杨等[15]通过30 d的慢性氨氮胁迫试验后发现，尼罗罗非鱼幼鱼的增长率与生长速率随着胁迫浓度的不断升高呈下降趋势，抑制其生长性能。黄鹤忠等[16]对中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）进行慢性胁迫试验后发现，当水体中的氨氮超过3.0 mg/L后，中华绒螯蟹生长速率显著降低，死亡率上升。通过急性氨氮胁迫试验对白斑狗鱼（Esox lucius）幼鱼存活率进行研究后发现，毒性效应与氨氮浓度和中毒时间呈正相关，幼鱼的死亡率随氨氮浓度的升高而升高[17]。
2 氨氮胁迫对水产动物消化酶的影响
消化能力是影响水产动物生长的主要因素之一，其消化酶活力的高低能够直接反映水产动物对营养物质的消化吸收能力，进一步影响机体的生长发育，影响动物胃肠道中吸收营养物质，消化酶活主要由蛋白酶、淀粉酶以及脂肪酶组成[18-19]。肝胰腺是甲壳动物最主要的消化腺。已有研究表明，氨氮胁迫会造成水产动物肝胰腺细胞的损伤[20]。通过对二代中华鲟（Acipenser sinensis）进行 60 d的慢性胁迫试验后发现，随着水体中氨氮浓度的升高，幼鱼的摄食量不断减少，其消化酶活力显著降低[21]。徐武杰等[22]通过氨氮胁迫试验后发现，与对照组相比，试验组的三疣梭子蟹（Portunus trituberculatus）的中肠腺、胃、肠组织消化酶受到显著影响，在试验进行的48 h时，明显抑制了消化器官中淀粉酶活力。已有研究表明，欧洲海鲈（Dicentrarchus labrax）在氨氮浓度为0.53～16.11 mg/L的慢性胁迫时，其饲料转化率与氨氮浓度呈正相关[23]。
水体中过量的氨氮浓度会引发水产动物生理代谢功能的紊乱[19]。谭春明等[24]通过研究表明，在对东风螺（Babylonia areolata）进行氨氮急性胁迫时，其胃蛋白酶活力随时间的延长呈“诱导—抑制”趋势，而脂肪酶活力则随时间的变化呈下降趋势，水体中过高的氨氮浓度会抑制东风螺的消化能力，进而会影响机体的代谢水平。刘亚娟等[25]进行了96 h的急性胁迫试验后表明，尖吻鲈稚鱼（Lates calcarifer）为补充机体能力消耗，其消化酶活性呈现不同程度的升高。丁炜东等[26]试验发现，当养殖水体中氨氮浓度为48.65 mg/L时，翘嘴鳜（Siniperca chuatsi）幼鱼胃囊及消化道中的淀粉酶呈先下降后上升趋势，胃蛋白酶及脂肪酶呈先上升再下降趋势，会对其消化功能造成损害，影响消化酶活力。黄厚见等[27]采用半静态试验法，对鮻鱼（Liza haematocheila）进行氨氮胁迫后表明，水体中氨氮浓度达到3.32 mg/L时，会抑制幼鱼的摄食率，降低肠胃中消化酶活力。Rodrigues等[28]发现，高浓度氨氮下军曹鱼（Rachycentron canadum）幼魚肠道中的蛋白酶活显著降低，摄食量明显下降，消化酶活力受到抑制。
3 氨氮胁迫对水产动物抗氧化酶活及免疫的影响
当水体中氨氮浓度超标时，水产动物为保持机体平衡，防止被氧自由基损伤，进而形成特定的抗氧化防御系统，其酶活力高低是评价水产动物健康与否的重要指标[29-30]。目前，在对日本沼虾进行氨氮胁迫试验后发现，会对其氧化酶活性与血细胞数量等生理生化指标产生影响[31]。刘洋等[32]通过21 d的试验后发现，当养殖水体中氨氮浓度达到250 mg/L时，泥鳅鳃的超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性随着时间的不断增加呈下降趋势。已有研究表明，南方鲶（Silurus meridionalis）幼鱼在低浓度氨氮胁迫中，其超氧化物歧酶随着时间的不断延长呈先升高后下降趋势，在受到高浓度氨氮胁迫时则呈现持续下降[33]。王贞杰等[34]等研究表明，氨氮胁迫会使圆斑星鲽（Verasper variegatus）幼鱼的肝脏中的MDA含量显著高于对照组，随着时间的延长MDA的含量不断增加。李永等[35]通过对斑节对虾（Penaeus monodon）进行急性胁迫试验后发现，水体中氨氮浓度为0.18 mg/L时未对其造成影响，但当水体中的氨氮浓度在9.94 mg/L时，在96 h内其血清中的超氧物歧化酶与过氧物歧化酶均呈先上升后下降趋势。
水体中过量的氨氮会破坏水产动物的抗氧化系统[29]。已有研究表明，当水体中非离子氨浓度达到1 mg/L时，对罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）进行10 d的胁迫试验后发现，血清中的过氧物歧化酶活力显著下降，水体中过量的氨氮会影响水产动物的非特异性免疫酶活性[36]。洪美玲等[37]研究发现，在高浓度氨氮胁迫下随着时间的不断延长，中华绒螯蟹的SOD活性与对照组相比明显被抑制。研究者在72 h的胁迫试验中发现，水体中不同浓度氨氮会对中国对虾的过氧化歧酶活力造成影响，随着时间的延长，高浓度组的酶活力呈不断下降趋势[38]。余瑞兰等[39]通过研究表明，120 h的胁迫试验中分子氨的毒性會造成鲫鱼（Carassius auratus）血清中的碱性磷酸酶呈持续下降趋势。已有研究表明，在氨氮胁迫中凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）血清中的酚氧化酶活力在48 h后会随着胁迫浓度的不断升高呈升高趋势[40]。黄鹤忠[16]通过对中华绒螯蟹进行氨氮胁迫后发现，中华绒螯蟹血清中超氧化物歧酶与酚氧化酶活力随水体中氨氮浓度的增加与胁迫时间的延长，中华绒绒螯蟹的非特异性免疫防御系统被损伤，其血清中的超氧化物歧化酶活力与酚氧化酶活力呈下降趋势，机体细胞和组织受到伤害甚至出现死亡。
4 总结与展望
水体环境质量一直以来都是水产养殖的重要条件，过量的氨氮会造成水体富营养化等问题，会给水产动物带来一系列疾病。目前，水体中过量的氨氮主要会造成水产动物以下三个方面的影响：（1）过量的氨氮会降低水产动物的生长速率与速度，降低其存活率，严重时甚至会造成死亡。（2）过量的氨氮会降低水产动物肠胃中消化酶活性，引发水产动物生理代谢功能的紊乱从而造成摄食率降低、肌肉品质下降等一系列问题。（3）过量的氨氮会使得水产动物的相关的免疫酶活力降低，损伤其特定的抗氧化防御系统，患病几率大大提升。通过对上述情况的综述，有助于了解水体中过量的氨氮会对水产动物带来的问题，能够为推进绿色可持续化水产养殖提供一定的科学依据。
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Research progress on effects of ammonia stress on growth，digestive enzymes and immunity of aquatic animals
HAN Chaojie，CHEN Yiyang，HE Zhennan，ZHAN Yanyun，ZHOU Wenli，GAO Jinwei，JIA Xuying
（ Tianjin Key Laboratoryof Aqua-ecology and Aquaculture，College of Fisherise Science，Tianjin Agricultural Uiversitny，Tianjin 300384，China ）
Abstract：In order to further understand the problems caused by excessive ammonia nitrogen in water to aquatic animals，this paper reviewed the effects of ammonia nitrogen stress on the growth，digestive enzymes，antioxidant enzymes and immune mechanism of aquatic animals.
Key words：ammonia nitrogen stress; growth;digestive enzymes;immunity
（收稿日期：2021-04-07）
