INFLUENCE OF OLIN PROBIOTIC ON FUNCTIONAL STATE OF TILAPIA PRODUCERS
Authors:
1.
Astrakhan State Technical University
(Postgraduate Student of the Department of Aquaculture and Aquatic Bioresources)
Russian Federation
Russian Federation
2.
Astrakhan State Technical University
3.
Astrakhan State Technical University
(Candidate of Biology; Assistant Professor of the Department of Aquaculture and Fisheries; Leading Engineer of RL “Sturgeon Farming and Promising Objects of Aquaculture”)
4.
Astrakhan State Technical University; K. G. Razumovsky Moscow State University of Technologies and Management
(Doctor of Biology, Professor; Professor of the Department of Aquaculture and Fisheries; Head of RL “Sturgeon Farming and Promising Objects of Aquaculture culture”;Leading Researcher of Department of Ichthyology and Biology)
Type:
Article
Pages:
from 70
to 77
Status:
Published
Received:
05.09.2018
Accepted:
25.09.2018
Published:
25.09.2018
Subject area:
UDK 639.371.2.
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
GRNTI 34.39 Физиология человека и животных
GRNTI 62.13 Биотехнологические процессы и аппараты
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 69.25 Аквакультура. Рыбоводство
GRNTI 69.31 Промышленное рыболовство
GRNTI 69.51 Технология переработки сырья водного происхождения
GRNTI 87.19 Загрязнение и охрана вод суши, морей и океанов
Language:
Russian
Keywords:
tilapia, spawning, feeding, probiotic, Bacillus subtilis (DSM 21097), Bacillus licheniformis (DSM 21098), cholesterol, β-lipoproteins
Abstract (English):
In the innovative scientific and technical aquaculture center of Astrakhan State Technical University there was studied the influence of Olin probiotic as a part of productional feed on the fish-breeding and physiological-biochemical indicators of mature specimens of hybrid tilapia ( Oreochromis sp .). The active process of gametogenesis and spawning of fish in both experimental groups probably did not achieve statistically significant differences in the fish-breeding and biological parameters between the control group and two experimental groups of fish. In spite of this, there was observed a certain tendency towards improvement of these indicators in the group of fish using Olin probiotic in their diet in concentration 20 g per 1 kg of feed. It has been recorded that probiotic had a positive effect on lipid metabolism. Concentration of β-lipoproteins was within normal physiological ranges. However, before the experiment it was higher in the control group than in both experimental groups. After the experiment, on the contrary, concentration was higher in experimental groups. The differences were statistically significant ( p < 0.05). This increase is probably due to an increase in generative metabolism (under the influence of the probiotic). At the beginning of the experiment concentration of cholesterol in the fish blood was higher in the control group. At the end of the experiment, on the contrary, its excess was observed in experiments 1 and 2. In experiment 2, these differences were statistically confirmed ( p < 0.05). The increase in cholesterol concentration can be also explained by activation of gametogenesis (under the influence of the probiotic). Activation of generative metabolism was confirmed by the fact of tilapia spawning in both experimental groups and obtaining viable larvae. The study results allow to recommend Olin probiotic as a component in composition of productional feed for tilapia broodstock.
In the innovative scientific and technical aquaculture center of Astrakhan State Technical University there was studied the influence of Olin probiotic as a part of productional feed on the fish-breeding and physiological-biochemical indicators of mature specimens of hybrid tilapia ( Oreochromis sp .). The active process of gametogenesis and spawning of fish in both experimental groups probably did not achieve statistically significant differences in the fish-breeding and biological parameters between the control group and two experimental groups of fish. In spite of this, there was observed a certain tendency towards improvement of these indicators in the group of fish using Olin probiotic in their diet in concentration 20 g per 1 kg of feed. It has been recorded that probiotic had a positive effect on lipid metabolism. Concentration of β-lipoproteins was within normal physiological ranges. However, before the experiment it was higher in the control group than in both experimental groups. After the experiment, on the contrary, concentration was higher in experimental groups. The differences were statistically significant ( p < 0.05). This increase is probably due to an increase in generative metabolism (under the influence of the probiotic). At the beginning of the experiment concentration of cholesterol in the fish blood was higher in the control group. At the end of the experiment, on the contrary, its excess was observed in experiments 1 and 2. In experiment 2, these differences were statistically confirmed ( p < 0.05). The increase in cholesterol concentration can be also explained by activation of gametogenesis (under the influence of the probiotic). Activation of generative metabolism was confirmed by the fact of tilapia spawning in both experimental groups and obtaining viable larvae. The study results allow to recommend Olin probiotic as a component in composition of productional feed for tilapia broodstock.
Keywords:
tilapia, spawning, feeding, probiotic, Bacillus subtilis (DSM 21097), Bacillus licheniformis (DSM 21098), cholesterol, β-lipoproteins
tilapia, spawning, feeding, probiotic, Bacillus subtilis (DSM 21097), Bacillus licheniformis (DSM 21098), cholesterol, β-lipoproteins
В странах Африки и Ближнего Востока тиляпия является традиционным объектом рыболовства и аквакультуры. Ареал выращивания этих рыб стал стремительно расширяться начиная с 50-х гг. ХХ в., и в настоящее время тиляпию культивируют более чем в 120 странах мира. Быстрое распространение данного вида рыб в мировой аквакультуре и значительный рост их производства объясняется рядом биологических и хозяйственно-экономических особенностей, которые им свойственны. Тиляпии отличаются быстрым pостом, высокой жизнестойкoстью, широкой экологической пластичностью и отличными пищевыми качествами. Исходя из этого, тиляпия как oбъект рыбоводства заслуживает безусловного внимания для аквакультуры России [1]. Вместе с тем асинхронность и растянутость нереста этих рыб приводит к сложностям с единовременным получением одноразмерной молоди, что в целом усложняет технологию их товарного выращивания [2]. В связи с этим возникает необходимость в управлении нерестом тиляпии на основе использования различных факторов, в частности режима и рациона кормления. Целью нашего исследования являлось изучение воздействия пробиотика «Olin» в составе продукционного корма на рыбоводно-биологические и физиолого-биохимические характеристики половозрелых особей гибридной формы тиляпии (Oreochromis sp.). Материалы и методы исследования Исследования по изучению воздействия пробиотика «Olin» на достигших половой зрелости тиляпий проведены на базе инновационного центра аквакультуры Астраханского государственного технического университета. В качестве рыбоводных емкостей были использованы три аквариума объемом по 400 л. Количество рыб в выборке составляло 25 экз. Искусственная aэрация, фильтрация и подогрев воды производились в каждом аквариуме. Возраст рыб в выборках составлял 6 месяцев. Продолжительность фотопериода была 12 часов, что соответствует его продолжительности в естественном ареале обитания. Пробиотик «Olin» включает в себя биомассу пробиотических штаммов Bacillus subtilis (DSM 21097) и Bacillus licheniformis (DSM 21098). Его эффективность достигается за счет значительной антагонистической активности к обширному спектру патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, обогащения пищеварительной системы ферментами, пополнения оpганизма незаменимыми аминокислотами и витаминами группы В. Данный пробиотик восстанавливает нормальную микрофлору кишечника и увеличивает иммунный статус рыб [3]. Производится по лицензии и под контролем MAGNAT VITAL UG (Германия). Ветеринарная и научная поддержка осуществляется ведущими специалистами Московской ветеринарной академии им. К. И. Скрябина [14]. Кормили рыб сухим кормом на основе полнорационного корма «Соppens» (Нидерланды). В составе опытных кормов содержалось 10 г (опыт 1) и 20 г (опыт 2) пробиотика «Olin» на 1 кг корма. Кормление производили дважды в сутки по 26 и 13 г соответственно. Промежуток между первым и вторым кормлением составлял 4 ч. Действенность рационов оценивали по рыбоводно-биологическим и физиолого-биохимическим характеристикам. В качестве рыбоводно-биологических показателей были взяты абсолютный и среднесуточный прирост, коэффициент массонакопления, а также выживаемость рыб в выборке. В качестве физиолого-биохимических показателей состояния объекта исследования были взяты уровень гемоглобина и общих сывороточных белков, а также скорость оседания эритроцитов [5]. Активность липидного обмена оценивали по уровню концентрации в сыворотке крови холестерина и β-липопротеидов, ранее используемых некоторыми авторами в качестве физиолого-биохимических маркеров интенсивности гаметогенеза [6, 7]. Каждые 3-5 суток проводился контроль гидрохимических показателей воды, в частности концентрации общего аммиака, нитрит- и нитрат-ионов, содержания кислорода, уровня кислотной реакции среды (pН). Содержание кислорода и температуру воды определяли с помощью прибора МАРК-303 (точность по кислороду ±1,5 %; по температуре ±0,3 °С). Значения pН определяли с помощью pН-метра Hanna (точность ±0,2 pН). Остальные гидрохимические показатели определяли с помощью химических реактивов фирмы Tetra. Взвешиванию и измерению подвергали всех рыб контрольной и опытной групп. При проведении измерений была использована методика П. Ф. Правдина [8]. Выживаемость выражали в процентах от общего количества рыб. Гемaтологические исследования провoдили согласно методическим указаниям по проведению гемaтологического исследования рыб [9]. Статистическая обработка полученных данных была проведена с использованием критерия Стьюдента [9]. Результаты исследований Содержание в воде растворенного кислорода, pН, общего аммиака, нитритов и нитратов необходимо периодически контролировать при товарном выращивании объектов аквакультуры. Рыба способна выдерживать кoлебания pН от 6,0 до 9,5 ед., однако низкие концентрации pН усиливают токсичное воздействие нитритов, а высокиe приводят к увеличению содержания в воде свободного аммиака. Он оказывает на рыб еще более губительное воздействие [11]. Поэтому необходимо поддерживать значения рН в пpеделах не менее 6,5 ед. В ходе нашего эксперимента значения pН находились в пределах 7,0-8,0 ед. Важным условием также является контроль содержания в воде азотных сoединений (нитраты, нитриты, свободный аммиак и аммонийный азот). Ионы аммиака и aммония в водной cреде постоянно находятся в динамичном состоянии, и их концентрация зависит от pН и температуры. Концентрация ионов aммония до 10 мг/л не оказывает значительного влияния на рыб. Токсичным для большинства из них является свободный аммиак [11]. При проведении нашего эксперимента концентрация свободного аммиака была 0,1-0,4 мг/л, что соответствует, по мнению некоторых исследователей [12], норме для тиляпии. Нитpиты - промежуточные продукты азотного цикла. Непродолжительное время рыбы способны выдерживать концентрацию нитритов от 1 до 2 мг/л, без снижения скорости роста [11]. Концентрация нитpитов в опытных аквариумах колебалась в пределах 1-0,5 мг/л, что соответствует норме для тиляпии, по данным некоторых авторов [12]. Что касается нитратов, то это наименее токсичные соединения процесса нитрификации. Их содержание не должно превышать 80-100 мг/л [11]. В нашем эксперименте концентрация нитратов находилась в пределах нормы. Концентрация кислорода во всех трех аквариумах находилась в пределах 4,65-5,60 мгО2/л. Это соответствует физиологической норме для тиляпии [13]. Достоверных различий (р > 0,05) по показателям роста между контрольной и первой опытной группами не выявлено (табл. 1, рис. 1). Таблица 1 Рыбоводно-биологические показатели тиляпии Показатель Контроль Опыт 1 (10 г) Опыт 2 (20 г) Масса начальная, г 55,4 ± 44,33 59,10 ± 4,49 60,33 ± 5,08 Масса конечная, г 87,81 ± 4,49 86,81 ± 5,48 93,93 ± 5,98 Абсолютный прирост, г 32,37 27,1 33,60 Среднесуточный прирост, г/сут 1,25 1,07 1,29 Среднесуточный прирост, % 1,77 1,48 2,05 Коэффициент массонакопления, ед. 1,29 1,50 1,24 Кормовой коэффициент 1,29 1,50 1,24 Выживаемость, % 96 100 96 Количество рыб в выборке, шт. 25 25 25 Продолжительность эксперимента, сут 26 26 26 Рис. 1. Рыбоводно-биологические показатели тиляпии Выживаемость в опыте 1 была несколько выше, чем в контроле. Если же сравнивать вторую опытную группу с контрольной, то здесь заметна тенденция к увеличению прироста массы и длины в опыте 2. За 26 суток эксперимента абсолютный прирост массы тела рыб во второй опытной группе составил 33,6 г, что на 1,23 г выше, чем в контроле. Показатель среднесуточного прироста также был больше у рыб из опыта 2. Кормовой коэффициент, который характеризует конверсию корма, во второй опытной группе составил 1,24 ед., что на 4 % меньше, чем в контрольной группе. Исходя из этих данных, можно сделать вывод о том, что лучшие рыбоводно-биологические показатели роста, а также лучшее усвоение корма было у рыб в опытном варианте 2. Адекватно оценить функциональное состояние организма в разных условиях можно по биохимическим показателям крови. Они выступают в качестве специфических маркеров физиологических или пaтологических изменений организма. Результаты oценки биохимических показателей крови представлены в табл. 2. Таблица 2 Физиолого-биохимические показатели тиляпии Показатель До эксперимента После эксперимента Контроль Опыт 1 Опыт 2 Контроль Опыт 1 Опыт 2 Гемоглобин, г/л 74,10 ± 6,6 85,06 ± 6,3 93,6 ± 5,36 69,7 ± 9,60 85,4 ± 10,90 95,6 ± 10,80 Общий сывороточный белок, г/л 27,00 ± 3,0 24,00 ± 1,5 21,9 ± 1,1 29,50 ± 1,7 33,3 ± 1,6 32,1 ± 3,6 Холестерин, ммоль/л 3,25 ± 0,25 2,23 ± 0,1* 2,28 ± 0,2* 2,30 ± 0,4 3,07 ± 0,5 4,00 ± 0,4* β- липопротеиды, г/л 2,25 ± 0,05 1,05 ± 0,05* 1,50 ± 0,3* 1,1 ± 0,03 2,8 ± 0,2* 2,7 ± 0,2* СОЭ, мм/ч 3,00 ± 0,3 2,75 ± 0,2 2,30 ± 0,4 1,75 ± 0,7 1,60 ± 0,3 2,50 ± 0,6 * Различия достоверны, р < 0,05. В результате исследования физиолого-биохимических параметров половозрелых особей тиляпии показано, что уровень гемоглобина во всех трех выборках исследуемых рыб соответствовал физиологической норме, которая составляет 40-147 г/л [7]. В нашем случае уровень гемоглобина в первой опытной группе составил 85,4 ± 10,90 г/л, во второй 95,6 ± 10,80 г/л, что выше, чем в контроле. Последнее позволяет говорить о большей интенсивности обменных процессов во второй и первой опытных группах рыб. Общие сывороточные белки - важнейшие биохимические соединения, благодаря которым кровь превращается в особую ткань организма, где происходят сложнейшие обменные процессы, определяющие его целостность. Количество общих сывороточных белков может варьировать в значительных границах. Если этот показатель будет ниже 30 г/л, то рыбы характеризуются как патологичные (истощенные, с нарушением белкового обмена). Таким образом, уровень общих сывороточных белков является показателем степени полноценности питания рыб [7]. Известно также, что уровень белка крови повышается в связи с активизацией генеративного обмена [14]. В наших исследованиях было обнаружено, что в обеих опытных группах рыб этот показатель был выше 30 г/л, а в контрольной группе несколько ниже. Однако эти различия оказались статистически незначимы (р > 0,05). Как невысокая концентрация β-липопротеидов (менее 0,5 г/л), так и высокая (более 6 г/л) часто говорят о резорбции половых продуктов рыб [6, 7]. Самки с патологичным уровнем β-липопротеидов в крови позднее могут отложить нежизнеспособную икру, т. к. в процессе ее формирования отмечаются изменения в компонентном составе белков и соотношении триглицеридов и фосфолипидов, которые переносятся в икру непосредственно β-липопротеидами [6, 7]. В преднеpестовые периoды идет активный транспорт запасных биохимических субстратов для окончательного формирования гонад. В это время среднее содержание β-липопротеидов в сыворотке крови, как правило, велико [7]. В нашем эксперименте этот показатель был следующим: до эксперимента 2,25 ± 0,05 г/л в контроле; 1,05 ± 0,05 г/л в опыте 1 и 1,50 ± 0,3 г/л в опыте 2; после эксперимента 1,1 ± 0,03 г/л в контроле; 2,8 ± 0,2 г/л в опыте 1 и 2,7 ± 0,2 г/л в опыте 2. Таким образом, концентрация β-липопротеидов находилась в пределах физиологической нормы. Однако до эксперимента она была выше в контрольной группе, чем в обеих опытных группах, а после эксперимента наоборот. Эти расхождения оказались статистически значимыми (р < 0,05) (рис. 2). Рис. 2. Концентрации холестерина и β-липопротеидов в сыворотке крови у производителей тиляпии: 1 - начало эксперимента; 2 - окончание эксперимента Последнее является показателем активизации гаметогенеза в опытных группах, что и было подтверждено фактическим нерестом рыб в этих выборках. Холестерин в крови рыбы, как и дpугих животных, является одним из ключевых факторов состояния липидного обмена в организме. Он служит для образования половых гормонов и входит в состав клеточных мембран [15]. В нашем эксперименте содержание холестерина в крови рыб было следующим: в начале эксперимента 3,25 ± 0,25 ммоль/л в контроле; 2,23 ± 0,1 и 2,28 ± 0,2 в первой и второй опытных группах соответственно. В конце эксперимента 2,30 ± 0,4 ммоль/л в контрольной группе и 3,07 ± 0,5 и 4,00 ± 0,4 ммоль/л в первой и второй опытных группах соответственно. Таким образом, в начале эксперимента концентрация холестерина в крови рыб была выше в контрольной группе. В конце эксперимента, напротив, в опыте 1 и 2 наблюдалось ее превышение. Причем расхождения между этими показателями до эксперимента являются статистически значимыми (р < 0,05). В конце эксперимента эти расхождения достоверны между контрольной и второй опытной группами (р < 0,05). Повышение концентрации холестерина, вероятно, объясняется активизацией гаметогенеза (под влиянием пробиотика) в двух опытных группах. Заключение Таким образом, активный процесс гаметогенеза и нерест рыб в обеих опытных группах, вероятно, не позволили добиться статистически значимых различий рыбоводно-биологических показателей между контрольной группой и двумя опытными группами рыб. Однако наблюдалась некоторая тенденция к улучшению этих показателей в группе рыб, использующих в своем рационе пробиотик «Olin» в концентрации 20 г на 1 кг корма. Пробиотик повлиял на улучшение обмена веществ, в частности липидного обмена, что привело к более интенсивному гаметогенезу опытных групп рыб. Последнее было подтверждено фактом нереста рыб в двух указанных группах и получением жизнестойкого потомства. Полученные данные позволяют рекомендовать пробиотик «Olin» как компонент состава продукционных кормов для маточных стад тиляпий.
1. Tetdoev V. V. Vosproizvodstvo i vyraschivanie tilyapii v vodoemah s raznymi ekologicheskimi usloviyami: avtoref. dis. … d-ra biol. nauk. M.: RGAZU, 2009. 40 s.
2. Pillay T. V. R., Kutty M. N. Aquaculture Principles and Practices. Blackwell Publishing Ltd, 2005. 614 p.
3. Gavrilin S. Probiotik Olin (zhivye bakterii). URL: http://www.agrobook.ru/ads/bid/probiotik-olin-zhivye-bakterii (data obrascheniya: 21.12.2017).
4. Probiotik OLIN dlya ryb. URL: http://probiotic-olin.ru/probiotik-dlya-ryb (data obrascheniya: 23.11.2017).
5. Ponomarev S. V., Gamygin E. A., Nikonorov S. I., Ponomareva E. N., Grozesku Yu. N., Bahareva A. A. Tehnologii vyraschivaniya ob'ektov akvakul'tury yuga Rossii. Astrahan': Nova plyus, 2002. 264 s.
6. Geraskin P. P., Metallov G. F., Grigor'ev V. A., Yaickaya M. V. Fiziologo-biohimicheskie zakonomernosti sozrevaniya samok osetrovyh ryb // Akvakul'tura: mirovoy opyt i rossiyskie razrabotki: materialy Vseros. nauch. konf. Rostov-n/D.: YuNC RAN, 2017. S. 493-496.
7. Fayzulina D. R., Bazelyuk N. N., Aksenov V. P. Nekotorye acpekty patologichnyh znacheniy biohimicheskih pokazateley krovi vobly Rutilus rutilus caspicus i lescha Abramis brama v sovremennyh ekologicheskih usloviyah Volzhsko-Kaspiyskogo basseyna // Tr. VNIRO. Ser.: Promyslovye vidy i ih biologiya. 2016. T. 162. S. 20-26.
8. Pravdin P. F. Rukovodstvo po izucheniyu ryb. M.: Pisch. prom-st', 1966. 250 s.
9. Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu gematologicheskogo obsledovaniya ryb (utv. 2 fevralya 1999 g. № 13-4-2/1487). URL: http://lawru.info/dok/1999/02/02/n412668.htm. (data obrascheniya: 23.11.2017).
10. Lakin G. F. Biometriya. M.: Vyssh. shk.,1990. 352 s.
11. Shirina Yu. M., Kotel'nikov A. V., Ableev D. R., Ponomarev S. V., Fedorovyh Yu. V. Vliyanie lechebno-profilakticheskogo preparata ES-2 na funkcional'noe sostoyanie gibrida tilyapii Oreochromis spp. // Vestn. Astrahan. gos. tehn. un-ta. Ser.: Ryb. hoz-vo. 2017. № 2. S. 130-136.
12. Stander H. Tilapia in Aquaculture. URL: http://www0.sun.ac.za/aquaculture/uploads/articles/ Tilapia%20in%20Aquaculture.pdf (data obrascheniya: 22.12.2017).
13. Privezencev Yu. A. Tilyapii (sistematika, biologiya, hozyaystvennoe ispol'zovanie). M.: Stolich. tip., 2008. 80 s.
14. Pyrsikov A. S., Vlasov V. A., Revyakin O. A. Vyraschivanie nil'skoy tilyapii (O.nieloticus) na kombikorme s dobavkoy «Metabolit plyus» // Prirodoobustroystvo. 2017. № 1. S. 127-135.
15. Yarzhombek A. A., Limanskiy V. V., Scherbinskiy T. V. Spravochnik po fiziologii ryb. M.: Agropromizdat, 1986. 192 s.
