不同光質(zhì)對螞蟥生長和內(nèi)在品質(zhì)影響的研究

戴道新　郭巧生　史紅?！⊥跫巍”R鑫

[摘要]50 d實(shí)驗(yàn)期內(nèi)，比較紅光（610±10）nm、藍(lán)光（450±10）nm、白光（全光譜）和自然光（full spectrum）對30日齡螞蟥生長和內(nèi)在品質(zhì)的影響。結(jié)果表明： 30～40日齡期間，藍(lán)光對螞蟥的促生長作用最強(qiáng)，紅光組和白光組在50 d后表現(xiàn)出明顯的促進(jìn)螞蟥生長的優(yōu)勢，紅光和白光最終質(zhì)量顯著高于藍(lán)光和自然光（P<005）；紅光下螞蟥特定生長率（SGR）、增重率、消化酶活力均高于其他各組（P<005）；白光下螞蟥SOD，CAT，ALP酶活性最高，與其他各組相比有顯著差異（P<005）；不同光質(zhì)對螞蟥水分、總灰分、酸不溶性灰分、pH和抗凝血酶活性影響不顯著。螞蟥50日齡后，紅光下消化酶活性最高且生長最快，白光下抗逆酶活性最高，光質(zhì)對螞蟥內(nèi)在品質(zhì)無顯著影響。

[關(guān)鍵詞]螞蟥； 光質(zhì)； 生長； 免疫； 內(nèi)在品質(zhì)

[Abstract]In this study， four light color treatments （red blue， white， natural light） were tested to determine effects of light spectrum on the growth of larval Whitmania pigra （30 days old） at the same intensity The experiment lasted for 50 days The specific growth rate （SGR） under blue light condition was significantly higher during 30 days to 40 days At the end of the experiment， specific growth rate （SGR） and weight gain rate under red light condition were higher （P<005） than those under other groups Meanwhile， the enzymes activities of digestive enzymes （protease， amylase and lipase） were higher under red light condition However， the enzymes activities of antioxidant enzymes （SOD， CAT， ALP） were lower under white light condition compared with the other treatments（P<005） In addition， no significant changes were observed for water content， total ash， acid insoluble ash， pH and antithrombin activity in the all treatments After 50 days， the digestive enzymes and growth rate were higher under red light condition but antioxidant enzymes were lower under white light condition Furthermore， light spectrum has no significant effect on the internal quality of Wh pigra.

[Key words]Whitmania pigra； light quality； growth； immune； internal quality

螞蟥Whitmania pigra Whitman又稱寬體金線蛭[1]，是《中國藥典》2015年版中藥材水蛭的主要基原動(dòng)物，具有破血、逐瘀、通經(jīng)等功效[2]，是治療心腦血管中成藥的主要原料。隨著水蛭藥材需求的逐年增加和野生資源的枯竭，螞蟥人工養(yǎng)殖應(yīng)運(yùn)而生，通過多年研究獲得初步成功。目前螞蟥主要以 “池塘+網(wǎng)箱”養(yǎng)殖模式為主[3]，但室外自然環(huán)境中，螞蟥的生長受到水質(zhì)、溫度、陽光等諸多不可控環(huán)境因素影響，導(dǎo)致成活率偏低、生長緩慢等現(xiàn)象，已嚴(yán)重影響到生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，因此，螞蟥室內(nèi)養(yǎng)殖技術(shù)的探究變得極為迫切，目前已有報(bào)道在25 ℃室溫條件下，螞蟥室內(nèi)最適養(yǎng)殖條件為每畝50萬尾（1畝≈667 m2）和3 d換水1次[4]。光作為影響螞蟥生長的重要生態(tài)因子，對室內(nèi)養(yǎng)殖具有重要意義。本課題組前期已經(jīng)研究了（紅、黃、藍(lán)、白、綠）不同光質(zhì)、光強(qiáng)、光周期對螞蟥幼苗生長的影響，發(fā)現(xiàn)紅、白、藍(lán)3種光質(zhì)能促進(jìn)螞蟥幼苗生長，其中藍(lán)光能顯著促進(jìn)45日齡內(nèi)螞蟥的生長[5]。由于即使同一光質(zhì)在動(dòng)物不同生長時(shí)期的作用也不盡相同[6]，因此本實(shí)驗(yàn)在前期工作基礎(chǔ)上進(jìn)一步探究紅、白、藍(lán)3種光質(zhì)對45日齡后螞蟥生長的影響，以期為螞蟥室內(nèi)養(yǎng)殖提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。

1材料

11樣品實(shí)驗(yàn)用30日齡螞蟥，由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)中藥材研究所提供，經(jīng)郭巧生教授鑒定為螞蟥Wh pigra；實(shí)驗(yàn)用螺螄（采自南京前湖，野生）為梨形環(huán)棱螺Bellamya purificata Heude；實(shí)驗(yàn)用水為曝氣24 h的自來水。

12儀器和試劑5810R離心機(jī)（eppendorf）、電子天平（山海精密儀器廠）、756CRT紫外分光光度計(jì)（上海精密儀器有限公司）、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）、pH計(jì)（青島昱昌科技有限公司）、FA1104分析天平（上海精科天平）、勻漿機(jī)（寧波新芝生物科技股份有限公司）、FW100小型高速粉碎機(jī)（天津華鑫儀器廠）、KQ250B超聲儀（昆山市超聲儀器公司）、HHS型水浴鍋（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司）。endprint

DNS試劑、324 mmol·L-1鉬酸銨溶液、福林酚試劑、pNPP溶液、考馬斯亮藍(lán)G250、連苯三酚、50 mmol·L-1對硝基苯磷酸二鈉等。

2方法

21實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)在室內(nèi)進(jìn)行，養(yǎng)殖容器為容積為2 L的塑料瓶（瓶底面積為133×10-2 m2，實(shí)際養(yǎng)殖用水1 L，水深12 cm），實(shí)驗(yàn)螞蟥體質(zhì)量為（0028±0001）g。設(shè)4個(gè)光照條件，分別為紅光（610±10）nm、藍(lán)光（450±10）nm、白光（全段光譜full spectrum），光強(qiáng)60～80 μmol·m-2·s-1，自然光（室外自然條件下），分別標(biāo)記為R，B，W，N組，光照時(shí)間為6：00—18：00，3 d換水1次，換水量為100%，每個(gè)光照處理設(shè)置20瓶，每瓶飼養(yǎng)10條螞蟥，實(shí)驗(yàn)時(shí)間為50 d，期間保持室溫為（25±1） ℃。

22樣品的采集和保存實(shí)驗(yàn)結(jié)束后每組選取6～9條健壯螞蟥（3次重復(fù)），固定于冰盤內(nèi)解剖，取出整個(gè)消化道，剔除附著物，用預(yù)冷的蒸餾水洗凈，吸干組織表面水分，稱重，冰浴中進(jìn)行勻漿，同時(shí)加蒸餾水，稀釋成含原漿20%的溶液，4 ℃離心15 min（轉(zhuǎn)速為8 000 r·min-1），所得上清液為酶液，置于4 ℃冰箱中低溫保存，并于24 h 內(nèi)完成測定。余下螞蟥按照《中國藥典》2015年版方法加工成人水蛭藥材[2]。

23生長性能的測定實(shí)驗(yàn)開始前測螞蟥的體質(zhì)量，之后每隔10 d測1次螞蟥的體質(zhì)量，計(jì)算出平均質(zhì)量，由公式計(jì)算特定生長率（SGR）和增重率（WGR）。SGR=（lnWt-lnW0）/t×100%；WGR=（Wt-W0）/ W0×100%，式中W0為實(shí)驗(yàn)開始時(shí)螞蟥的平均質(zhì)量（g），實(shí)驗(yàn)天數(shù)為t（d），Wt為第t天時(shí)螞蟥的平均質(zhì)量（g）。

24消化酶活性的測定淀粉酶活力采用3，5二硝基水楊酸比色法[7]測定，在37 ℃條件下，單位體積的酶量1 min 水解淀粉生成1 mg 還原糖的產(chǎn)量為1個(gè)淀粉酶活力單位； 脂肪酶活力參照史紅專等采用對棕櫚酸硝基苯酯（ρNPP） 比色法[8]測定，在37 ℃ 條件下，1 min催化釋放1 μmol 對硝基酚的酶量定義為1 個(gè)酶活力單位； 蛋白酶活力采用福林酚法[9]測定，每分鐘水解干酪素產(chǎn)生1 μg 酪氨酸定義為1 個(gè)蛋白酶活力單位。組織勻漿液蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G250比色法[7]測定。

25超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和堿性磷酸酶活性的測定SOD 活性測定采用鄭碧玉等[9]的方法，25 ℃下，1 mL 反應(yīng)液中每分鐘抑制鄰苯三酚自氧化速率達(dá)50% 時(shí)的酶量定為1 個(gè)活力單位（U） 。CAT 活性采用比色法測定[10]，每分鐘分解1 μmol 的過氧化氫即為1 個(gè)酶活力單位（U） 。ALP 活性測定參考芶琳等[11]的方法，30 ℃條件下，每分鐘產(chǎn)生1 μmol 的對硝基酚，為1 個(gè)酶活力單位（U） 。酶的比活力=酶活力/蛋白含量。

26螞蟥內(nèi)在品質(zhì)的測定水分、總灰分、酸不溶性灰分、pH、抗凝血酶活性的測定參考《中國藥典》2015年版一部[2]。

27數(shù)據(jù)分析采用Microsoft Excel 2013和SPSS 200（Oneway ANOVA，多重比較采用Duncan′s法）進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

3結(jié)果與分析

31不同光質(zhì)對螞蟥質(zhì)量增長的影響不同光質(zhì)對螞蟥生長的影響見圖1，不同光質(zhì)處理下，螞蟥生長各個(gè)時(shí)期質(zhì)量增長差異顯著，藍(lán)光組在40日齡前體重增加最快，紅光組和白光組50日齡后螞蟥的質(zhì)量均顯著高于自然光組（P<005），70日齡后顯著高于藍(lán)光組和自然光組（P<005），50日齡后各組質(zhì)量呈線性增長，線性回歸方程紅光組（Y=0725 1+0467 5X，R2=0997 1）、白光組（Y=0735 3+0315 0X，R2=0995 9）、藍(lán)光組（Y=0517 3+0502 5X，R2=0999 3）、自然光組（Y=0436 33+0317 3X，R2=0946 3）。

32不同光質(zhì)對螞蟥生長性能的影響在50 d實(shí)驗(yàn)期內(nèi)，不同光質(zhì)對螞蟥幼苗體重、特定生長率、存活率等生長性能的影響見表1。紅光組（R組）最終質(zhì)量和增重率最高，顯著大于其他各組（P<005）；自然組（N組）存活率最低，顯著低于其他3組（P<005）。

33不同光質(zhì)對螞蟥消化酶活性的影響在50 d實(shí)驗(yàn)期內(nèi)，不同光質(zhì)對螞蟥消化酶活性的影響見表2。紅光組各消化道酶活性均高于其他各組，其中淀粉酶顯著高于其他3組（P<005）； 脂肪酶：R組和W組顯著高于B組和N組（P<005），但R組和W組，B組和N組之間無顯著差異。酸性蛋白酶：R組最高，B組顯著低于其他各組（P<005）。堿性蛋白酶：R組顯著高于其他各組（P<005），B組和N組均顯著低于W組（P<005）。

34不同光質(zhì)對螞蟥抗逆酶活性的影響在50 d實(shí)驗(yàn)期內(nèi)，不同光質(zhì)對螞蟥抗逆酶活性的影響見表3。白光組抗逆酶活性最高，其中除SOD活性與R組無顯著差異外，CAT，ALP與各組均有顯著性差異（P<005）。

35不同光質(zhì)對螞蟥內(nèi)在品質(zhì)的影響在50 d實(shí)驗(yàn)期內(nèi)，不同光質(zhì)對螞蟥內(nèi)在品質(zhì)的影響見表4。螞蟥的水分、總灰分、酸不溶性灰分、pH和抗凝血酶活性受光質(zhì)的影響不大。

4討論

41不同光質(zhì)對螞蟥生長的影響光是一切生物的生命之源，是影響水生生物生長、發(fā)育、存活的重要外源性環(huán)境因子之一，生物在其長期的進(jìn)化過程中，通過行為、形態(tài)、生理應(yīng)答等多方面對光照條件的變化產(chǎn)生適應(yīng)機(jī)制。對光的適應(yīng)過程中，不同物種對光的敏感性不同，水生動(dòng)物的生長一般具有其最適波段，如銀鱸幼魚和金鱸幼魚對黃橙光波較為

敏感[12]，中國明對蝦在藍(lán)光下平均耗氧率顯著高于黃光、綠光及自然光[13]。有研究表明軟體動(dòng)物對光非常敏感[14]，其生長和攝食活動(dòng)受光照的影響很大[15]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明紅光、白光、藍(lán)光對螞蟥生長的促進(jìn)作用顯著優(yōu)于自然光（P<005），其中在紅光和白光下的生長優(yōu)于藍(lán)光。研究發(fā)現(xiàn)同一物種在生長的不同階段對光的敏感性也不相同[16]，研究endprint

顯示相對于其他光質(zhì)，藍(lán)光對45日齡內(nèi)螞蟥有明顯的促生長作用[5]，本研究結(jié)果提示30～40日齡期間，藍(lán)光對螞蟥的促生長作用確實(shí)最強(qiáng)，與上述結(jié)果相符合；但40～50日齡開始發(fā)生變化，尤其50日齡后藍(lán)光后期對螞蟥的促生長作用逐漸減弱，而紅光組和白光組40日齡開始已經(jīng)出現(xiàn)快速促進(jìn)螞蟥生長的趨勢，尤其50 d后表現(xiàn)出明顯的促進(jìn)螞蟥生長的優(yōu)勢，與其他組別相比有顯著性差異（P<005），這和郭玲玲等[17]發(fā)現(xiàn)水母幼體21 d后白光與紅光下均顯著高于藍(lán)光的結(jié)果相類似。

盡管水生動(dòng)物對光有不同的敏感或適應(yīng)波段，但均能與其生活的水域形成良好的適應(yīng)關(guān)系。自然界中光譜各波段在水中的分布不同，長波長的紅、橙光幾乎難以穿透較深水層，較少分布于 40 m 以下水層，短波長的藍(lán)、綠、青光一般在水層深度超過 80 m分布較多。研究發(fā)現(xiàn)多分布于近岸水深 1～20 m區(qū)域的皺紋盤鮑對長波長的紅、橙光有明顯的選擇趨向性，而在短波長的藍(lán)、綠、紫光下則表現(xiàn)出明顯的逃避行為[18]。自然界中螞蟥較少出現(xiàn)在 2 m 水深以下區(qū)域，因此紅、橙2種光質(zhì)對螞蟥可能是比較適宜的，藍(lán)、綠、青光對螞蟥可能會(huì)產(chǎn)生脅迫作用，這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。在實(shí)際養(yǎng)殖過程中，由于幼苗期間螞蟥不喜歡強(qiáng)陽光照射，一般采用遮陰處理，這也符合45日齡前藍(lán)光效果較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

42不同光質(zhì)對螞蟥消化酶活性的影響消化酶活性是衡量動(dòng)物消化能力的重要指標(biāo)，其活性變化反映出動(dòng)物在環(huán)境中的生理狀態(tài)和對環(huán)境的適應(yīng)性[19]，有研究表明光對水生動(dòng)物消化酶的影響很顯著，對中國明對蝦的研究發(fā)現(xiàn)，其在藍(lán)光和黃光下的脂肪酶活力顯著高于其他光質(zhì)[13]。本研究結(jié)果顯示紅光、白光、藍(lán)光下螞蟥幼苗消化道淀粉酶、脂肪酶均顯著高于自然光（P<005），同時(shí)紅光組和白光組各消化酶活性顯著高于藍(lán)光組，與許燕等[20]發(fā)現(xiàn)紅光對日本沼蝦的攝食量遠(yuǎn)大于藍(lán)光的結(jié)果相類似。在大部分情況下，攝食與消化酶活力有一定的關(guān)系，攝入的食物刺激消化系統(tǒng)分泌消化酶，而消化酶的分泌又促進(jìn)生物體發(fā)生攝食行為[21]。不同光照對螞蟥消化酶的變化趨勢和生長呈正相關(guān)，可能是紅光、白光和藍(lán)光增加了消化酶的分泌和活性，提高了螞蟥的攝食能力和消化吸收的機(jī)能，所以體重增加比自然光高，自然光組是在自然條件下養(yǎng)殖，晝夜溫差、溫度不穩(wěn)定等因素影響其生理代謝機(jī)能，導(dǎo)致消化酶活性降低，影響其攝食和消化吸收能力，所以生長情況最差。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示光照對促進(jìn)螞蟥生長有重要作用，是非常重要的外源性誘導(dǎo)因子。

43光質(zhì)對螞蟥抗逆酶活性的影響環(huán)境因素對水生動(dòng)物免疫系統(tǒng)具有顯著的影響，消化酶活力高低不僅反映了機(jī)體對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收能力，同時(shí)也反映了機(jī)體的免疫狀態(tài)[2224]。Migaud 等[25]發(fā)現(xiàn)魚類突然處于特定光譜成分光的刺激下會(huì)產(chǎn)生短暫的應(yīng)激反應(yīng)，陳婉情[26]研究發(fā)現(xiàn)綠色光能增強(qiáng)豹紋鰓棘鱸幼魚抗氧化酶活性，本研究表明螞蟥SOD，CAT，ALP活性在白光下最高，紅光次之，自然光下螞蟥抗逆酶活性整體偏弱。也有研究指出SOD，CAT酶活性升高表示機(jī)體中有大量的氧自由基等待清除[27]，提示機(jī)體可能會(huì)發(fā)生病變，但結(jié)合螞蟥生長情況來看光照組無病變發(fā)生的可能，推斷白光組和紅光組具有提高幼苗抗氧化酶活性和機(jī)體免疫活性的功效。

此外白光和自然光光譜成分都比較全面，出現(xiàn)自然光組生長和免疫能力均低于白光組這一現(xiàn)象，可能與自然光是在室外自然條件進(jìn)行，相對于穩(wěn)定的室內(nèi)環(huán)境而言，養(yǎng)殖溫度不穩(wěn)定、晝夜溫差大等因素導(dǎo)致了螞蟥整體免疫力降低。

44光質(zhì)對螞蟥內(nèi)在品質(zhì)的影響本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，螞蟥的內(nèi)在品質(zhì)受光質(zhì)的影響不顯著，各個(gè)光照處理下螞蟥的水分、總灰分、酸不溶性灰分等含量均低于2015年版《中國藥典》的標(biāo)準(zhǔn)，抗凝血酶活性均高于2015年版藥典標(biāo)準(zhǔn)，各組之間無顯著差異，說明室內(nèi)不同光質(zhì)下無土養(yǎng)殖的螞蟥雜質(zhì)含量低、內(nèi)在品質(zhì)好。

45小結(jié)本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，螞蟥40日齡前藍(lán)光下生長較快，之后促進(jìn)生長作用減慢，而紅光和白光在40日齡后顯示出較好的促生長和提高免疫的作用。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可為螞蟥室內(nèi)規(guī)模化養(yǎng)殖提供指導(dǎo)意見。

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[責(zé)任編輯呂冬梅]endprint