Mit der Ausweitung der Zuchtmaßstäbe und der Erhöhung der Zuchtdichte hat die Erkrankung von Apostichopus japonicus zunehmend an Bedeutung gewonnen, was zu schweren Verlusten für die Aquakulturindustrie geführt hat. Die Erkrankungen von Apostichopus japonicus werden hauptsächlich durch Bakterien, Viren und Ciliaten verursacht, von denen die durch Vibrio brilliant hervorgerufene Hautfäule die schwerwiegendste ist. Mit der Verschlimmerung der Erkrankung verhärtet sich die Körperwand von Apostichopus japonicus, es bilden sich blaue und weiße Flecken, und schließlich löst sich die Krankheit von selbst auf, wobei sie sich wie Kolloid in Nasenschleim auflöst. In der traditionellen Krankheitsvorbeugung und -behandlung werden häufig Antibiotika eingesetzt. Die langfristige Verwendung von Antibiotika birgt jedoch nicht nur die versteckte Gefahr von Bakterienresistenzen und Arzneimittelrückständen, sondern gefährdet auch die Lebensmittelsicherheit und die Umwelt. Deshalb ist die Entwicklung eines umweltfreundlichen, rückstandsfreien und sicheren Präparats zur Eindämmung der Seegurkenerkrankung einer der Schwerpunkte der aktuellen Forschung.

Kaliumdiformiat ist ein weißes, kristallines, loses Pulver, trocken und geschmacksneutral. Es ist der erste von der Europäischen Union zugelassene, nicht antibiotische Futterzusatzstoff als Ersatz für Antibiotika. Es kann das Wachstum von Zuchttieren fördern, das Wachstum schädlicher Bakterien hemmen und das Darmmilieu verbessern. Kaliumdiformiat kann das Wachstum und den Ertrag von Wasserorganismen deutlich steigern.

1 Testergebnisse

1.1 Auswirkungen von Kaliumdiformiat in der Nahrung auf Wachstum und Überleben der Seegurke Apostichopus japonicus

Die spezifische Wachstumsrate von Apostichopus japonicus stieg mit steigendem Kaliumdiformiatgehalt der Nahrung signifikant an. Bei einem Kaliumdiformiatgehalt von 0,8 % bzw. 1,0 % bzw. 1,2 % war die spezifische Wachstumsrate von Apostichopus japonicus signifikant höher als bei anderen Behandlungen, es gab jedoch keinen signifikanten Unterschied (P > 0,05) (Tabelle 2-2). Die Überlebensrate der Seegurke lag in allen Gruppen bei 100 %.

1.2 Auswirkungen von Kaliumdiformiat in der Nahrung auf die Immunindizes der Seegurke Apostichopus japonicus

Verglichen mit der Kontrollgruppe konnten unterschiedliche Konzentrationen von Kaliumdicarboxylat die Phagozytosekapazität der Coelomozyten und die O2-Produktion in unterschiedlichem Ausmaß verbessern (Tabelle 2-3). Bei Zugabe von 1,0 % und 1,2 % Kaliumdiformiat waren die Phagozytoseaktivität der Coelomozyten und die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies O2 in Seegurken signifikant höher als in der Kontrollgruppe, aber es gab keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen mit 1 % und 1,2 % Kaliumdiformiat oder zwischen anderen Kaliumdiformiatkonzentrationen und der Kontrollgruppe. Mit zunehmendem Kaliumdicarboxylatgehalt im Futter stiegen SOD und NOS der Seegurke.

1.3 Einfluss von Kaliumdiformiat in der Nahrung auf die Resistenz von Seegurken gegenüber einer Infektion mit Vibrio brilliant

1,4 Tage nach der Exposition betrug die kumulative Mortalität der Seegurke in der Kontrollgruppe 46,67 % und war damit signifikant höher als in den Gruppen mit 0,4 %, 0,6 %, 0,8 %, 1,0 % und 1,2 % Kaliumdiformiat (26,67 %, 26,67 %, 30 %, 30 % und 23,33 %). Es gab jedoch keinen signifikanten Unterschied zur 0,2 %-Behandlungsgruppe (38,33 %). Die Mortalität der Seegurke in den Gruppen mit 0,4 %, 0,6 %, 0,8 %, 1,0 % und 1,2 % Kaliumdiformiat unterschied sich nicht signifikant.

2. Diskussion

2.1 Einfluss von Kaliumdicarboxylat auf das Wachstum der Seegurke Apostichopus japonicus

Bei Tieren besteht der Wirkmechanismus von Kaliumdicarboxylat hauptsächlich darin, in den Magen-Darm-Trakt zu gelangen, das Magen-Darm-Milieu zu verbessern, den pH-Wert zu regulieren und schädliche Bakterien abzutöten (Ramli und Sunanto, 2005). Darüber hinaus kann Kaliumdiformiat auch die Nährstoffaufnahme im Futter fördern und die Verdaulichkeit und Verwertungsrate von Zuchttieren verbessern. Bei der Anwendung bei Wassertieren haben Experimente gezeigt, dass Kaliumdiformiat das Wachstum und die Überlebensrate von Garnelen signifikant verbessern kann (He Suxu, Zhou Zhigang, et al., 2006). In dieser Studie wurde das Wachstum von Seegurken (Apostichopus japonicus) durch die Zugabe von Kaliumdicarboxylat zum Futter gefördert, was mit den von Verland. M (2000) berichteten Ergebnissen der Anwendung von Kaliumdicarboxylat bei Ferkeln und Mastschweinen übereinstimmte.

2.2 Wirkung von Kaliumdicarboxylat auf die Immunität der Seegurke Apostichopus japonicus

Apostichopus japonicus verfügt über den gleichen Abwehrmechanismus wie andere Stachelhäuter, der durch eine zelluläre und nicht-zelluläre (humorale) Immunantwort ergänzt wird. Er dient hauptsächlich dazu, in den Körper des Tieres eindringende Fremdkörper zu erkennen und zu eliminieren, sie unschädlich zu machen und Wunden zu heilen. Die zelluläre Immunantwort der Stachelhäuter wird durch eine Vielzahl von Coelomozyten ergänzt, die das Abwehrsystem der Stachelhäuter bilden. Zu den Hauptfunktionen dieser Zellen gehören Phagozytose, Zytotoxinreaktionen und die Produktion antibakterieller Substanzen auf Gerinnungsebene (Kudriavtsev, 2000). Im Verlauf der Phagozytose können Coelomozyten durch Bakterien oder Bestandteile der Bakterienzellwand zur Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) wie N2O2, OH und O2- angeregt werden. In diesem Experiment erhöhte die Zugabe von 1,0 % und 1,2 % Kaliumdicarboxylat zur Nahrung die phagozytische Aktivität der Coelomozyten und die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies signifikant. Der Mechanismus, der durch Kaliumdiformiat die phagozytische Aktivität und die O2-Produktion erhöht, muss jedoch noch weiter untersucht werden.

2.3 Wirkung von Kaliumdicarboxylat auf die Darmflora der Seegurke Apostichopus japonicus

Kaliumdicarboxylat kann in schwach alkalischer Umgebung in Ameisensäure und Formiat zerlegt werden und durch die Zellmembran in mikrobielle Zellen eindringen. Es kann den Lebensbereich schädlicher Mikroorganismen wie Escherichia coli und Salmonellen verändern, indem es den pH-Wert in den Zellen verändert und ihre Vermehrung verhindert, wodurch das mikroökologische Gleichgewicht des Darms reguliert wird (Eidelsburger, 1998). Die Wirkung von Kaliumdicarboxylat auf die Darmmikroflora: Makroskopisch betrachtet senkt das durch die Zersetzung von Kaliumdicarboxylat produzierte H+ den pH-Wert im Darm und hemmt das Wachstum der Darmmikroflora. Mikroskopisch betrachtet dringt H+ durch die Zellmembran in Bakterienzellen ein, zerstört direkt die Aktivität intrazellulärer Enzyme, beeinflusst den Stoffwechsel mikrobieller Proteine ​​und Nukleinsäuren und spielt eine Rolle bei der Sterilisation (Roth, 1998). Die Ergebnisse zeigten, dass Kaliumdiformiat wenig Wirkung auf die Gesamtheit der Darmbakterien von Seegurken hatte, aber die Anzahl der Vibrionen signifikant hemmen konnte.

2.4 Einfluss von Kaliumdicarboxylat auf die Krankheitsresistenz der Seegurke Apostichopus japonicus

Vibrio splendens ist ein pathogenes Bakterium, das die Hautfäule der Seegurke verursacht und deren Produktion und Anbau schädigt. Dieses Experiment zeigte, dass die Zugabe von Kaliumdicarboxylat zum Futter die Sterblichkeit von mit Vibrio brilliant infizierten Seegurken reduzierte. Dies könnte mit der hemmenden Wirkung von Kaliumdiformiat auf Vibrio zusammenhängen.

3 Fazit

Die Ergebnisse zeigten, dass Kaliumdiformiat in der Nahrung das Wachstum von Apostichopus japonicus signifikant beeinflusste, die unspezifische Immunität positiv beeinflusste und die humorale und zelluläre Immunität von Apostichopus japonicus stärkte. Die Zugabe von Kaliumdicarboxylat in der Nahrung reduzierte die Anzahl schädlicher Bakterien im Darm der Seegurke signifikant und erhöhte die Krankheitsresistenz von mit Vibrio brilliant infizierten Seegurken. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Kaliumdicarboxylat als Immunverstärker in Seegurkenfutter verwendet werden kann. Die geeignete Dosierung von Kaliumdicarboxylat beträgt 1,0 %.