板藍根對施氏鱘幼魚抗氧化及免疫功能的影響

彭翔,夏磊,張洪玉,趙明軍,董世瑞,惠景,寧立

(1.中國水產(chǎn)科學研究院,北京100141;2.天津商業(yè)大學生物技術與食品科學學院,天津300134;3.北京市房山區(qū)養(yǎng)殖業(yè)服務中心,北京102481)

板藍根對施氏鱘幼魚抗氧化及免疫功能的影響

彭翔1,夏磊1,張洪玉1,趙明軍1,董世瑞2,惠景2,寧立3

(1.中國水產(chǎn)科學研究院,北京100141;2.天津商業(yè)大學生物技術與食品科學學院,天津300134;3.北京市房山區(qū)養(yǎng)殖業(yè)服務中心,北京102481)

在水溫(22±2)℃條件下,利用室內(nèi)循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)養(yǎng)殖施氏鱘Acipenser schrenckii幼魚4周,投喂添加不同劑量的板藍根飼料,研究板藍根對施氏鱘幼魚抗氧化和免疫功能的影響。隨機選取大小均勻、健康無病的施氏鱘幼魚240尾(體質(zhì)量為30.14 g±1.2 g),放入12個試驗缸(容積為300 L)中,每缸放20尾。用板藍根(濃縮物)含量分別為0% (IR0)、0.1% (IR1)、0.5% (IR2)、1.0% (IR3)、1.5%(IR4)、2.0%(IR5)的6組飼料投喂試驗魚,每組飼料投喂2缸試驗魚,4周后采集魚血液樣品檢測。結(jié)果表明:隨著板藍根添加量的增加,幼魚血清中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSHPX)活性均呈上升趨勢,且高劑量組活性顯著高于對照組(P＜0.05);過氧化氫酶(CAT)活性呈上升趨勢,丙二醛(MDA)含量呈下降趨勢,但組間均無顯著性差異(P＞0.05);補體C3含量也呈上升趨勢(P＜0.05),但溶菌酶(LZM)和抗體IgM含量則沒有顯著變化(P＞0.05);攻毒后,各組幼魚血清C3和IgM含量均較攻毒前顯著增加,且隨著板藍根添加量的增加而增加,添加量為0.5%～2.0%的組C3和IgM含量顯著高于對照組(P＜0.05)。試驗表明,板藍根對施氏鱘幼魚抗氧化酶活性、補體C3和抗體IgM具有一定的促進作用。

施氏鱘;板藍根;抗氧化;免疫

施氏鱘 Acipenser schrenckii隸屬于鱘形目、鱘科、鱘屬,是一種典型的江河魚類,主要分布于黑龍江流域,具有極高的營養(yǎng)價值和經(jīng)濟價值。隨著施氏鱘養(yǎng)殖規(guī)模的快速擴大,鱘魚疾病暴發(fā)越來越頻繁,治愈難度增大,病害造成的經(jīng)濟損失呈逐年上升的趨勢[1]。主要原因是養(yǎng)殖生產(chǎn)上缺乏特效漁用藥物,雖然一些禁用藥物效果顯著,但存在藥殘、致畸致突變等問題。因此,生產(chǎn)實踐中亟需預防、治療魚病的有效措施及方法。而提升養(yǎng)殖動物自身免疫力,就是預防疾病、健康養(yǎng)殖的重要措施之一。

近年來,中草藥作為免疫增強劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應用逐漸增加,其調(diào)節(jié)抗氧化和免疫功能依賴的主要有效成分為多糖、生物堿、甙類、有機酸、揮發(fā)油、黃酮、鞣質(zhì)和氨基酸等[2-4]。這些成分均以有機復合物形態(tài)存在,單一成分發(fā)揮作用時,成分間也有復合作用[5]。板藍根屬于十字花科菘藍屬植物菘藍的干燥根,其主要有效成分為靛苷、靛紅、靛藍、葡萄糖蕓香素、棕櫚酸和氨基酸等,具有清熱解毒、涼血等功效。研究表明,板藍根對金黃色葡萄球菌、枯草桿菌和大腸桿菌等均有抑制作用[6],對流感病毒、乙型腦炎病毒和腮腺炎病毒有抑制其感染和增殖的作用[7-8],其抑菌成分主要是色胺酮等化合物[9]。本研究中研究了板藍根對施氏鱘幼魚抗氧化和免疫功能的影響,以期為施氏鱘免疫增強劑的研究提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用施氏鱘幼魚體質(zhì)量為(30.14±1.2)g。板藍根濃縮物購自西安合建生物科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 選取大小一致、健康無病的施氏鱘幼魚420尾,隨機放入12個試驗缸(容積為300 L)中,每個缸放20尾幼魚,暫養(yǎng)1周,投喂基礎飼料。養(yǎng)殖試驗開始后,用添加0% (IR0)、0.1% (IR1)、0.5% (IR2)、1.0% (IR3)、1.5%(IR4)、2.0%(IR5)板藍根濃縮物的6組飼料投喂試驗魚,每組飼料各投喂2缸試驗魚。試驗為期4周,每天8:00和16:00投喂,投喂量為魚體質(zhì)量的0.5%。4周后,從每缸采集15尾魚的血清樣品,測定其抗氧化指標和免疫指標。取樣結(jié)束后,對每缸剩余的5尾魚,腹腔注射0.5 mL腸型點狀氣單胞菌(濃度為2.5×107CFU/mL,小于半致死量),72 h后采集血清樣品,測定補體C3和抗體IgM。

試驗在中國水產(chǎn)科學研究院新型無公害漁藥創(chuàng)制中心完成,采用室內(nèi)循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng),流速為3 L/min,水體溶解氧為 5.0 mg/L以上,水溫為(22±2)℃,每天抽取底層污物,保持水質(zhì)良好。

1.2.2 試驗飼料 各組試驗飼料的原料組成及其營養(yǎng)成分見表1。飼料原料經(jīng)粉碎后過80目篩,按配比精確稱量、混合、攪拌均勻,制成直徑為2.0 mm左右的膨化軟顆粒沉性飼料,自然晾干,備用。

表1 試驗飼料的原料組成和營養(yǎng)成分(n=3)Tab.1 Ingredients and nutritional compositions of the experimental diets(n=3)

1.2.3 樣品的采集與測定 試驗結(jié)束后,將試驗魚饑餓24 h后用丁香酚麻醉,從試驗魚尾靜脈取血,在4℃下靜置4 h,以3 000 r/min離心10 min,取上清,于冰箱(-20℃)中保存?zhèn)溆谩?/p>

采用南京建成生物工程研究所的試劑盒和721型分光光度計測定血清超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)、丙二醛(MDA)和溶菌酶(LZM);采用濰坊三維生物工程集團有限公司的試劑盒和日立7160全自動生化儀測定血清補體 C3和抗體IgM。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)均用平均值±標準差(mean±S.D.)表示,使用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進行方差分析,用 Tukey's法進行組間多重比較,顯著性水平設為0.05。

2 結(jié)果

2.1 施氏鱘幼魚攝食含板藍根的飼料后血清中抗氧化指標的變化

板藍根對施氏鱘幼魚血清中 SOD、CAT、GSH-PX、MDA的影響見表2。從表2可見,隨著飼料中板藍根添加量的增加,SOD活性逐漸增加,其中IR0組幼魚血清SOD活性顯著低于IR3、IR4和IR5組(P＜0.05);各組GSH-PX活性逐漸增大,其中IR4和IR5組顯著高于IR0、IR1組(P＜0.05);各組CAT活性逐漸增大,MDA含量逐漸下降,但組間均無顯著性差異(P＞0.05)。

表2 攝食含板藍根的飼料對施氏鱘幼魚血清抗氧化指標的影響Tab.2 The antioxidant parameters in the serum of the juvenile Amur sturgeon fed diets containing different levels of Radix isatidis U/mL

2.2 施氏鱘幼魚攝食含板藍根的飼料后免疫指標的變化

板藍根對施氏鱘幼魚血清中LZM、C3和IgM的影響見表3。從表3可見:隨著板藍根添加量的增加,各組LZM活性和IgM含量均沒有顯著性差異(P＞0.05);各組C3含量逐漸增加,其中IR4和IR5組顯著高于IR0組(P＜0.05)。

表3 攝食含板藍根的飼料對施氏鱘幼魚免疫指標的影響Tab.3 The immunity changes in the serum of the juvenile Amur sturgeon fed diets containing different levels of Radix isatidis

2.3 施氏鱘幼魚被攻毒后其免疫指標的變化

用腸型點狀氣單胞菌對試驗魚攻毒后,各組施氏鱘幼魚的C3和IgM含量的變化見表4。從表4可見:攻毒后各組幼魚的C3和IgM含量顯著高于被攻毒前的含量;隨著板藍根添加量的增加,C3和IgM含量呈先增加后穩(wěn)定的趨勢,其中攝食IR0和IR1組飼料的幼魚C3含量顯著低于其他各組(P＜0.05),但這兩組間無顯著性差異(P＞0.05); IR0組的IgM含量顯著低于IR3、IR4、IR5組(P＜0.05),但與 IR1、IR2組無顯著性差異(P＞0.05)。

表4 施氏鱘幼魚被攻毒后其免疫指標的變化Tab.4 The variation in C3 and IgM levels in the serum of the juvenile Amur sturgeon fed diets containing different levels of Radix isatidis and challenged

3 討論

3.1 板藍根對施氏鱘幼魚抗氧化指標的影響

SOD[10]、CAT[11]和GSH-PX[12]廣泛分布于動物體內(nèi)各器官和組織中,也是體內(nèi)抗氧化防御體系的重要組成部分,是機體免疫水平以及健康狀況的重要指標。目前,對板藍根單方抗氧化作用在水產(chǎn)動物中的研究較少[13],大多作為方劑之一使用。在對異育銀鯽[14]、羅氏沼蝦[15]、青蝦[16]等研究中板藍根均與其他中草藥配伍使用。劉遜等[17]將茵陳、板藍根等組方作為飼料添加劑(2%),投喂施氏鱘35 d后發(fā)現(xiàn),能顯著提高魚血清中SOD的活性,降低MDA含量,但對GSH-PX活性和總抗氧化能力無顯著影響。李超等[18]用3個中草藥復方投喂草魚30 d,發(fā)現(xiàn)復方中草藥均能顯著提高SOD和CAT活性。王成章等[19]發(fā)現(xiàn),飼料中添加5%～10%的苜蓿草粉能顯著提高黃河鯉血清中的SOD和GSH-PX活性,降低MDA含量。本試驗結(jié)果表明,板藍根能提高SOD和GSH-PX活性,但對MDA含量和CAT活性則無顯著影響。說明板藍根中含有增強抗氧化酶活性的活性物質(zhì),與上述中草藥能提高水產(chǎn)動物抗氧化能力的研究結(jié)果一致。

徐金瑞等[20]研究了甘草等5種中草藥乙醇提取物對豬油的抗氧化作用,發(fā)現(xiàn)5種中草藥均能延緩豬油的氧化反應,但抗氧化活性存在一定差異。于海洋等[21]對比6種中草藥對魚油的抗氧化效果,發(fā)現(xiàn)石斛、虎杖對魚油的抗氧化作用不明顯。說明并不是所有中草藥在體外均具有顯著的抗氧化性,而本試驗中各組MDA含量無顯著性差異,與上述研究結(jié)果并無矛盾。

3.2 板藍根對施氏鱘幼魚免疫指標的影響

LZM、C3和IgM是魚類免疫系統(tǒng)的重要組成部分[22]。LZM是非特異性免疫的主要成分,能直接分解細菌,起到抵抗細菌感染的作用;C3是由巨噬細胞、單核細胞、淋巴組織等合成的一種 β球蛋白,參與所有補體的激活;IgM是魚類從母體繼承來的天然抗體。研究表明,機體內(nèi)的LZM處于動態(tài)變化中,隨時間波動較快,之后趨于平緩,投飼外源性物質(zhì)一段時間后,血清的LZM含量變化不大[23-24],這與本試驗結(jié)果一致。部分外源性物質(zhì)能刺激機體的免疫系統(tǒng),產(chǎn)生C3和IgM[25]。本試驗中,隨著板藍根添加量的增加,C3和IgM含量呈現(xiàn)上升趨勢,說明板藍根能刺激機體產(chǎn)生并增加C3和IgM含量。板藍根作為一種刺激物,具有激活機體免疫系統(tǒng)的能力,從而增強施氏鱘的免疫功能。對其他中草藥的研究表明,中草藥能提高血細胞吞噬活性。田海軍[26]用中草藥添加劑投喂草魚15 d,結(jié)果表明,草魚血細胞吞噬率和吞噬指數(shù)提高極顯著。在對羅氏沼蝦[15]、異育銀鯽[14]和黃顙魚[27]等的研究中,也得到類似結(jié)果。

3.3 板藍根對被攻毒的施氏鱘幼魚免疫指標的影響

中草藥能增強水產(chǎn)動物的免疫力,提高其抗病力,在體外具有一定的抑菌作用[28]。李義等[15]用黃芪、黨參等十余味中草藥組方劑投喂羅氏沼蝦14 d后,用嗜水氣單胞菌攻毒,發(fā)現(xiàn)其保護率顯著提高。田海軍[26]在對草魚的研究中,使用復方中草藥添加劑,使草魚的保護率達到85.7%。白東清等[27]用黃芪多糖投喂2齡黃顙魚8周后用愛德華氏菌攻毒,隨著黃芪多糖劑量的增加,保護率從20%提高至50%。在本試驗中,施氏鱘幼魚血清中補體C3和抗體IgM含量較攻毒前顯著增加,且部分添加組顯著高于對照組,提高了施氏鱘的免疫力, 這與對仿刺參[29]、 羅氏沼蝦[15]、 草魚[26]、黃顙魚[27]的研究結(jié)果一致。由此推斷,受到腸型嗜水性氣單胞菌的刺激,機體免疫系統(tǒng)激活程度增加,從而產(chǎn)生了更多的C3和IgM。本試驗結(jié)果表明,當板藍根添加量為0.5% ～2.0%時,施氏鱘幼魚血清中C3和IgM含量較高,補體激活程度較高,此時機體免疫功能較強。

中草藥具有雙向調(diào)節(jié)作用,可幫助機體維持內(nèi)部穩(wěn)態(tài)。黃江等[30]研究中草藥方劑對施氏鱘血清中一氧化氮和MDA含量的影響,結(jié)果表明,貫眾、魚腥草等能顯著增加血清中一氧化氮含量,當歸、黃芪、茯苓能顯著降低血清中一氧化氮含量,而這些中草藥均有降低血清中MDA含量的作用。劉紅柏等[31]每日對施氏鱘灌服不同劑量的黃芪水煎劑,結(jié)果表明,隨著劑量的加大,肝臟和血清中SOD活性先升高后降低,血清中一氧化氮含量也有類似變化趨勢。本試驗中未出現(xiàn)最大劑量組指標顯著降低的現(xiàn)象,可能是最大添加量未達到臨界添加量的原因。

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Effects of Chinese herbal medicine Radix isatidis on antioxidant and immunity in juvenile Amur sturgeon Acipenser schrenckii

PENG Xiang1,XIA Lei1,ZHANG Hong-yu1,ZHAO Ming-jun1,DONG Shi-rui2,HUI Jing2,NING Li3
(1.Chinese Academy of Fishery Sciences,Beijing 100141,China;2.College of Biotechnology and Food Science,Tianjin University of Commerce, Tianjin 300134,China;3.Breeding Service Center of Fangshan District,Beijing 102481,China)

Amur sturgeon Acipenser schrenckii juveniles with body weight of(30.14±1.2)g were reared in an indoor water circulating system at a rate of 20 fish per tank(300 L in volume)and fed diets containing 0%(IR0),0.1%(IR1),0.5%(IR2),1.0%(IR3),1.5%(IR4),and 2.0%(IR5)of Chinese herbal medicine Radix isatidis(1:10 concentrates)at water temperature of(22±2)℃ for 4 weeks with duplication in order to observe the effects of Radix isatidis on antioxidant and immune function in the juvenile sturgeon.The results showed that the activities of catalase(CAT),superoxide dismutase(SOD)and glutathione peroxidase(GSH-PX)were found to be gradually increased with increase in the levels of dietary Radix isatidis,significantly higher in the fish fed the diets containing higher levels of dietary Radix isatidis than in the fish fed the control diet(P＜0.05).The opposite case was observed in the content of malonaldehyde(MDA)without significant differences(P＞0.05).There were gradual increase in C3 contents with the increase in dietary Radix isatidis(P＜0.05)without significant variation in activity of lysozyme(LZM)and content of IgM(P＞0.05).The fish showed significantly higher contents of complement C3 and IgM after they were challenged than before they were challenged(P＜0.05),significantly higher in the fish fed the diet containing 0.5%-2.0%of Radix isatidis than the fish in the control group(P＜0.05).It is concluded that Radix isatidis may have a promotion for antioxidase activity,and enhancement of complement C3 and IgM contents in Amur sturgeon.

Acipenser schrenckii;Radix isatidis;antioxidant;immunity

S965.215

A

2013-03-28

中國水產(chǎn)科學研究院基本科研業(yè)務費項目(2012C 017);北京市科委項目(D121100003712003)

彭翔(1986-),男,研究實習員。E-mail:pengx@cafs.ac.cn

趙明軍(1962-),男,研究員。E-mail:zhaomj@cafs.ac.cn

2095-1388(2013)06-0573-05