光照對錦鯉類胡蘿卜素含量分布影響的初步研究

鄒旭龍，崔昊，狄大可，蒲紅宇*

(1.大連海洋大學(xué) 水產(chǎn)與生命學(xué)院, 遼寧 大連 116023； 2.大連圣亞旅游控股股份有限公司， 遼寧 大連 116023 )

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光照對錦鯉類胡蘿卜素含量分布影響的初步研究

鄒旭龍1，崔昊1，狄大可2，蒲紅宇1*

(1.大連海洋大學(xué) 水產(chǎn)與生命學(xué)院, 遼寧 大連 116023； 2.大連圣亞旅游控股股份有限公司， 遼寧 大連 116023 )

摘要：本文研究了亮光和暗光飼養(yǎng)條件下一齡紅白品系錦鯉幼魚皮膚(含鱗片)、肌肉和肝胰臟中類胡蘿卜素含量的分布變化情況，旨在探索光照對錦鯉體內(nèi)色素含量分布可能產(chǎn)生的作用。實驗結(jié)果顯示，在0～30 d的養(yǎng)殖過程中，錦鯉體內(nèi)類胡蘿卜素的分布情況在不同光照條件下出現(xiàn)顯著差異，光照不足會導(dǎo)致錦鯉體內(nèi)類胡蘿卜素總含量的減少。不同光照條件下錦鯉皮膚、肌肉和肝胰臟中類胡蘿卜素含量變化顯示，在光照不足情況下錦鯉皮膚和肌肉類胡蘿卜素含量下降速率顯著快于肝胰臟類胡蘿卜素含量下降速率。錦鯉各組織中類胡蘿卜素含量由高至低依次為皮膚>肝胰臟>肌肉。

關(guān)鍵詞：光照； 錦鯉； 類胡蘿卜素； 分布

錦鯉(Cryprinuscarpiokoi)隸屬于鯉形目(Cypriniformes)、鯉科(Cyprinidae)、鯉屬(Cryprinus)。錦鯉是鯉的變種，體色鮮艷似錦，是大型的觀賞魚類。早年日本在鯉魚的飼養(yǎng)中獲得變異的有色鯉魚，進(jìn)一步采取雜交培養(yǎng)和人工選擇等方法，選育出目前種類繁多的錦鯉品種并在世界范圍內(nèi)推廣養(yǎng)殖。

魚類體色是由于其體內(nèi)含有的色素選擇性的吸收特定波長的光而反射其他波長的光而呈現(xiàn)出來的。色素是構(gòu)成魚類色素細(xì)胞的重要成分，魚類體表的色素細(xì)胞在神經(jīng)以及激素的雙重控制下，迅速轉(zhuǎn)動其中的色素顆粒，使色素顆粒分散和集中，從而改變魚的體色，各種色素細(xì)胞適當(dāng)結(jié)合起來，再形成各種不同的顏色。魚類體表紅色和橙色色素的主要成分為類胡蘿卜素，體內(nèi)類胡蘿卜素的含量與分布直接影響到紅白品系錦鯉體色表現(xiàn)[1,2]。近年來，錦鯉養(yǎng)殖人工配合飼料中普遍添加富含類胡蘿卜素的添加劑，以求改善錦鯉體色，提高觀賞價值[3～8]。然而，對于環(huán)境條件，尤其光照條件對錦鯉體內(nèi)類胡蘿卜素的影響缺乏相關(guān)的系統(tǒng)研究，本文旨在通過錦鯉體內(nèi)類胡蘿卜素含量分布特性的對比分析，研究光照條件對錦鯉體色的影響作用特點。

1材料與方法

1.1試驗動物

本試驗所用樣本為大連綠野錦鯉養(yǎng)殖場提供的1齡紅白品系錦鯉60尾，平均體重(48.0±3.6) g。錦鯉體質(zhì)健康、魚體色彩濃厚、鮮艷，從鼻孔到尾鰭基部的紅斑總量大約占魚體整體表面積的30%。

1.2試驗方法

1.2.1試驗魚的處理

將錦鯉置于5%食鹽水中浸泡10 min，藥浴后隨機(jī)分入準(zhǔn)備好的6個水箱中，每個水箱10尾，其中亮光組水箱編號為B1(Bright 1)和對應(yīng)平行的B2(Bright2)、B3(Bright3)；暗光組編號為D1(Dark1)和對應(yīng)平行的D2(Dark2)、D3(Dark3)。分別在飼養(yǎng)0 d、10 d、20 d和30 d采樣測定錦鯉皮膚、肌肉以及肝胰臟類胡蘿卜素總含量，并觀察其體色變化情況。

1.2.2組織樣品采集

皮膚采樣方法：每組隨機(jī)取2尾錦鯉，用吸水紙包住晾干(大約2 min),將晾干的錦鯉置于托盤中，用手術(shù)刀將錦鯉身體兩側(cè)側(cè)線劃開，再用解剖剪從尾柄處剪至鰓蓋后緣，兩側(cè)操作一致,從兩側(cè)尾柄處開始，用鑷子把錦鯉皮膚卷起，逐漸向前，直至整個皮膚剝離為止，將錦鯉的皮膚全部剝離后放入培養(yǎng)皿中，剪碎，制成皮膚樣本。

肌肉采樣方法：從魚身體兩側(cè)取下部分肌肉，剪碎后盛入培養(yǎng)皿中，制成肌肉樣本。

肝胰臟采樣方法：使錦鯉腹部朝上，用解剖剪從肛門開始向前剪開，沿腹部中線剪至下頜處，然后使魚側(cè)臥，左側(cè)向上，自肛門前的開口向背部方向剪開，沿脊柱下方剪至鰓蓋后緣，沿鰓蓋后緣剪至胸鰭之前，除去左側(cè)體壁，將整個肝胰臟取出置于培養(yǎng)皿中，制成肝胰臟樣本。

1.2.3類胡蘿卜素的提取與測定

分別在試驗的第0 d、10 d、20 d、30 d采集錦鯉背鰭下方皮膚、背部肌肉和肝胰臟組織樣本測定類胡蘿卜素含量。稱量0.2 g混合樣本，加入0.01 g無水硫酸鈉和2 mL丙酮后在勻漿器中研磨30 s，重復(fù)加丙酮2次并連續(xù)研磨獲得組織勻漿液。將勻漿液集于離心管并定容至5 mL，4 ℃放置24 h。4 000 r·min-1離心10 min，取上清液，以丙酮為空白對照，在460 nm波長下測定吸光值。

總類胡蘿卜素含量C/mg·kg-1=A×K×V/E×G

其中：A為吸光值；K為常數(shù)(104)；V為上清液體積/mL；E為吸光系數(shù)(2 500)；G為樣品質(zhì)量/g。

類胡蘿卜素含量變化率 γ%=(終末含量C2-起始含量C1)×100/ 起始含量C1

1.2.4數(shù)據(jù)處理

用SPSS 16.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，用單因素方差分析(One-way ANOVA)法分析數(shù)據(jù)的差異性，當(dāng)P<0.05時，差異顯著。

2結(jié)果與分析

2.1類胡蘿卜素總含量變化特點

樣本測定結(jié)果顯示，亮光組的類胡蘿卜素總含量無顯著變化(X2>0.05)，而暗光組的類胡蘿卜素總含量呈現(xiàn)出顯著下降(X2<0.05)，兩組測定數(shù)據(jù)差異極顯著(P<0.01)(見圖1)。同時可見，暗光組類胡蘿卜素總含量下降的速度表現(xiàn)出顯著的時間差異，在試驗開始的0～10 d下降速率較慢(γ≤15%),10～20 d下降速率加快(γ≥25%),20～30 d下降速率顯著趨緩(γ≤5%)，表明類胡蘿卜素總含量的變化開始趨于穩(wěn)定(圖2)。

2.2不同組織器官類胡蘿卜素含量變化特點

2.2.1皮膚類胡蘿卜素含量變化

結(jié)果顯示，亮光組皮膚類胡蘿卜素含量沒有出現(xiàn)顯著變化(X2>0.05)，而暗光組皮膚類胡蘿卜素含量呈現(xiàn)出顯著下降(X2<0.05)，兩組測定數(shù)據(jù)差異極顯著(P<0.01)(見圖3)。進(jìn)一步比較，暗光照組皮膚胡蘿卜素含量下降的速度表現(xiàn)出先快后慢的差異，在試驗開始的0～10 d下降速度較快(15%≥γ≥10%),10～20 d下降速度最快(γ≥25%)，20～30 d下降速率很小(γ≤5%)，表明皮膚類胡蘿卜素含量的降低主要呈現(xiàn)在實驗的0～20 d, 以后趨于穩(wěn)定(圖4)。

2.2.2肌肉類胡蘿卜素含量變化

結(jié)果顯示，亮光組與暗光組的肌肉類胡蘿卜素含量均沒有出現(xiàn)顯著變化(X2>0.05)，兩組測定數(shù)據(jù)差異不顯著(P>0.05)，但是暗光組肌肉類胡蘿卜素含量呈現(xiàn)出較大的波動(圖5)。暗光組肌肉胡蘿卜素含量在0～10 d稍有下降(γ≤2%),10～20 d有所上升(γ≤3%)，20～30 d又出現(xiàn)下降(γ≤2%)，但是總體差異不顯著(P>0.05)，以后趨于穩(wěn)定(圖6)。

2.2.3肝胰臟類胡蘿卜素含量變化

結(jié)果顯示，亮光組和暗光組肝胰臟類胡蘿卜素含量均無顯著變化(X2>0.05)，亮光組與暗光組測定數(shù)據(jù)差異不顯著(P>0.05)(圖7)，說明肝胰臟類胡蘿卜素含量受光照條件影響不大。肝胰臟類胡蘿卜素含量在0～10 d顯著上升(γ≥10%),10～20 d又明顯下降(γ≥3%)，20～30 d出現(xiàn)少量下降(γ≤2%)，總體差異較顯著(P<0.05)(圖8)。

3討論與結(jié)論

3.1光照對錦鯉體色影響的機(jī)制

研究發(fā)現(xiàn)，金魚苗種在正常光照下生長快，體色變化顯著，在黑暗條件下體色變化不明顯[9]。養(yǎng)殖生長環(huán)境光照越強，斑鱖體表的黑色越深；弱光條件下，斑鱖體表黑色消褪，黃色顯現(xiàn)；黑暗條件下則黑色和黃色都消失[10]。紅綠燈魚(Paracheirodoninnesi)的虹彩細(xì)胞在暗光條件下呈紫色或藍(lán)色，而在明亮條件下則呈綠色[11]。

魚類的體色隨環(huán)境變化可以分為形態(tài)變化和生理變化兩種情況。形態(tài)變化指表皮層色素細(xì)胞和色素顆粒量的變化和色素細(xì)胞在表皮層中的遷移，魚體表現(xiàn)出皮膚顏色的變化。生理變化指引起色素顆粒聚集或擴(kuò)散的神經(jīng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的變化，是形態(tài)變化的前期機(jī)體變化。魚類體色的形成受神經(jīng)和內(nèi)分泌的共同調(diào)節(jié)，感覺器官引起的神經(jīng)遞質(zhì)通過影響內(nèi)分泌活動調(diào)控魚體顏色，其中腦垂體分泌的色素聚集素和色素細(xì)胞刺激素起著重要作用。色素聚集激素引起類胡蘿卜素的聚集，而色素細(xì)胞刺激素引起類胡蘿卜素擴(kuò)散。黑暗條件可能是色素細(xì)胞刺激素產(chǎn)生作用的外界誘導(dǎo)因子[12]。

根據(jù)本研究中錦鯉體色變化的特點分析，錦鯉體色隨光照的變化包括生理變化和形態(tài)變化兩個方面。光照對錦鯉體色影響在短時間內(nèi)(0～10 d)不顯著，體現(xiàn)為生理變化時期。通過較長時間的處理(20～30 d)體色產(chǎn)生顯著變化，表現(xiàn)為形態(tài)變化時期。本研究顯示，光照對錦鯉體色影響需要經(jīng)過較長的處理時間才能表現(xiàn)出來。

3.2光照對錦鯉體內(nèi)類胡蘿卜素代謝的影響

呈色類胡蘿卜素能夠過濾特定波長的光而使魚體呈色。類胡蘿卜素不能在魚體內(nèi)合成，必須從食物中攝取。呈色類胡蘿卜素以類胡蘿卜素小泡的形式存在于色素細(xì)胞中，使色素細(xì)胞呈現(xiàn)顏色[13～16]。已有研究表明，皮膚類胡蘿卜素含量影響錦鯉的體色深淺，肌肉是儲藏類胡蘿卜素的主要組織，肝胰臟則是錦鯉類胡蘿卜素代謝的主要器官[17，18]。類胡蘿卜素在肝臟內(nèi)可以積累和轉(zhuǎn)運，主要通過低密度脂蛋白(1ow density lipoproteins，LDL)和極低密度脂蛋白 (very low density lipoprotein，VLDL) 形式運輸，重新進(jìn)入到血液循環(huán)[19]，目前關(guān)于類胡蘿卜素在動物體內(nèi)的運輸是被動擴(kuò)散還是選擇吸收尚不清楚。

本結(jié)果顯示，光照條件能夠影響錦鯉體內(nèi)類胡蘿卜素的分布，暗光組錦鯉皮膚和肌肉的類胡蘿卜素含量顯著低于亮光組。這可能是由于試驗飼料中沒有單獨添加外源性類胡蘿卜素，正常光照(亮光)條件下飼料中類胡蘿卜素攝入能夠滿足錦鯉生理代謝需要，體內(nèi)類胡蘿卜素總量基本穩(wěn)定。黑暗(暗光)條件會導(dǎo)致錦鯉產(chǎn)生明顯環(huán)境應(yīng)激，抗應(yīng)激的調(diào)節(jié)過程需要類胡蘿卜素的耗解，導(dǎo)致體內(nèi)總類胡蘿卜素含量顯著下降。同時，由于受到神經(jīng)-內(nèi)分泌作用的影響，皮膚和肌肉中的類胡蘿卜素被轉(zhuǎn)運，表現(xiàn)出含量顯著下降趨勢。

有研究認(rèn)為，魚類在適應(yīng)環(huán)境光照變化的過程中，光信號通過視網(wǎng)膜傳入色素細(xì)胞運動中樞，長期作用下影響視網(wǎng)膜正常發(fā)育，導(dǎo)致其對光線強弱產(chǎn)生錯覺，從而導(dǎo)致激素調(diào)節(jié)發(fā)生錯誤，產(chǎn)生體內(nèi)類胡蘿卜素的異常分布，這一理論似乎可以解釋試驗中錦鯉體內(nèi)類胡蘿卜素含量在某些組織中的變化具有較大波動的原因。

總之，由于環(huán)境因子影響類胡蘿卜素在魚體內(nèi)代謝方面的研究較少，關(guān)于光照導(dǎo)致錦鯉體內(nèi)類胡蘿卜素分布變化的深層原因尚待進(jìn)一步研究[20，21]。

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(編輯：武英耀)

Study on distribution of carotenoid inCryprinuscarpinKoi under different illumination condition

Zou Xulong1， Cui Hao1， Di Dake2， Pu Hongyu1*

(1.CollegeofFisheriesandLifeScience,DalianOceanUniversity,Dalian116023,China； 2.DalianShengyaTourismHoldingCo.,Ltd.,Dalian116023,China)

Key words:Light；Cryprinuscarpinkoi； Carotenoid； Distribution

Abstract:This article studied the effects of illumination intensity on carotenoids content of Koi fingerlings. The contents of carotenoids in skin (containing scale), muscle and hepatopancreas were studied inC.carpiokoi exposed to different illumination environment. The results indicated that the total carotenoid content in Koi was different in different illumination conditions during 0-30 d. The carotenoid contents in skin, muscle and hepatopancreas of Koi at different illumination conditions were also determined at this experiment. The results showed that the carotenoid content in skin and muscle decreased faster than liver at dark condition. The carotenoid content in tissue of Koi from high to low was skin > hepatopancreas > muscle.

收稿日期：2016-01-05 修回日期：2016-03-11

作者簡介：鄒旭龍(1989-)，男(漢)，遼寧大連人，碩士研究生，研究方向：魚類養(yǎng)殖生物學(xué) *通訊作者：蒲紅宇(1969-)，副教授，碩士生導(dǎo)師。 Tel: 0411-84763513, E-mail: puhongyu@dlou.edu.cn

中圖分類號：S965.812

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-8151(2016)06-0428-05