匙吻鱘卵黃囊仔魚生長及抗氧化能力研究

秦國兵，安元銀，莫顯義，姚俊杰*，楊通枝

(1.貴州大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)學(xué)院水產(chǎn)系，貴州 貴陽 550025；2.貴州省水產(chǎn)技術(shù)推廣站，貴州 貴陽 550003；3.貴州省羅甸縣水產(chǎn)站，貴州 羅甸 550100)

匙吻鱘(Polyodonspathula)俗稱鴨嘴魚，是一種濾食性淡水經(jīng)濟(jì)魚類，適應(yīng)性強(qiáng)，生長迅速，以攝食浮游動(dòng)物為主[1]。我國引進(jìn)匙吻鱘有20余年，但苗種培育成活率低仍是目前解決大規(guī)模養(yǎng)殖的關(guān)鍵瓶頸[2]。影響魚類生長的因素很多，不同魚類生長的差異，主要是由其生長遺傳潛力、生活環(huán)境、餌料(營養(yǎng))及外界因子的不同等因素所決定，所以不同的魚類常會(huì)有不同的生長過程、生長方式和生長特點(diǎn)[3]。為了維持種群持續(xù)繁衍，魚類在長期進(jìn)化中形成了一種存活策略和個(gè)體發(fā)育機(jī)制，即優(yōu)先發(fā)育那些對存活起首要作用的器官[4]，并且這種生長的優(yōu)先性會(huì)隨著個(gè)體的發(fā)育而改變。其中，在魚類早期發(fā)育過程中各器官的生長普遍表現(xiàn)出異速生長現(xiàn)象[5]，以這種異速生長特征確保最重要的器官優(yōu)先發(fā)育[6]。

抗氧化酶系統(tǒng)能在魚類生長過程中，消除機(jī)體代謝產(chǎn)生的活性氧自由基， 對增強(qiáng)吞噬細(xì)胞防御能力和機(jī)體免疫功能具有重要作用。仔魚適應(yīng)環(huán)境能力有限，對環(huán)境變化非常敏感，外界環(huán)境如水溫、溶解氧、餌料營養(yǎng)成分[7]變化，易使魚體內(nèi)活性氧含量及抗氧化酶活性發(fā)生變化，產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)。若長期處于應(yīng)激狀態(tài)必然導(dǎo)致機(jī)體免疫防御能力和抗病力下降，影響仔魚的正常生長[8]，造成仔魚大量死亡。目前，有關(guān)匙吻鱘的研究主要集中于生物學(xué)觀察、養(yǎng)殖及繁殖技術(shù)、肉質(zhì)評價(jià)、消化酶及生長規(guī)律等[9-13]。關(guān)于匙吻鱘仔魚發(fā)育階段生長與抗氧化能力變化關(guān)系相關(guān)研究還未見報(bào)道。為了更好了解貴州地區(qū)匙吻鱘魚苗培育生長及抗氧化能力變化情況，本研究旨在針對卵黃囊仔魚的生長及抗氧化酶活力的檢測，以期為匙吻鱘早期發(fā)育生物學(xué)和抗氧化生理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)材料來自貴州羅甸縣匙吻鱘養(yǎng)殖基地，從出膜第3天暫養(yǎng)室內(nèi)水泥池 (8×3×1) m，采用微流水養(yǎng)殖，培育期間保證溶氧不低于5 mg/L，總氨氮值小于0.2 mg/L，平均水溫18.5℃，pH 6～7。放養(yǎng)密度為900尾/m3，出膜第6 天投喂生物餌料，直至出膜10 d，整個(gè)培育過程中未對匙吻鱘進(jìn)行馴化。每天對同一批魚苗隨機(jī)抽取10尾魚樣觀察，同時(shí)，測定全長及體重等形態(tài)指標(biāo)；并取出膜后第3～10 d仔魚樣品保存-20℃，用于酶活力測定。酶活性測定試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。

1.2 方法

用Motic SML-168 型體視顯微鏡觀察和拍照。從出膜3日齡開始每天隨機(jī)抽取10尾仔魚苗作為觀察材料，用Motic Images Advanced 3.2軟件拍照并測量全長、口寬、吻長、眼徑等各個(gè)指標(biāo)，精確到0.01 mm，所有量度指標(biāo)以平行或垂直于魚體水平軸為基準(zhǔn)。取全仔魚勻漿后取上清用于酶活分析。

1.3 數(shù)據(jù)處理

頭部器官與全長關(guān)系用異速生長模型，以冪函數(shù)方程即異速生長方程y=axb計(jì)算[14]，以卵黃囊期仔魚全長為自變量x，y為與相對應(yīng)的各種器官長度，a為y軸截距，b為異速生長指數(shù)。當(dāng)b =1時(shí)，為等速生長，此時(shí)仔魚器官的生長與全長等比例增長；b>1時(shí)，為快速生長，此時(shí)器官的生長要比全長生長快；b<1時(shí)為慢速生長，此時(shí)器官的生長比全長生長慢。數(shù)據(jù)用SPSS 19.0軟件進(jìn)行回歸參數(shù)擬合，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(mean±SE)表示，P<0.01或P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 匙吻鱘卵黃囊仔魚生長情況

2.1.1形態(tài)特征 匙吻鱘仔魚一些主要形態(tài)特征見表1，對匙吻鱘仔魚培育期間，隨機(jī)抽取10尾仔魚進(jìn)行常規(guī)生物學(xué)測量，全長范圍在(10.028±0.627～18.090±0.950)mm，體重范圍在(0.008±0.001～0.028±0.006)g。

2.1.2全長、體質(zhì)量生長情況 匙吻鱘卵黃囊期仔魚全長、體質(zhì)量與日齡的關(guān)系見圖1，通過曲線模擬分析得出，仔魚全長隨日齡的變化曲線符合冪函數(shù)生長，生長方程為：L=6.113x0.469(3≤x≥10)，R2=0.996；仔魚體質(zhì)量隨日齡的變化曲線符合二次函數(shù)生長，生長方程為：W=0.0004x2-0.002x+0.01(3≤x≥10)，R2=0.982。全長(L)與體質(zhì)量(M)的回歸分析見圖2，呈冪函數(shù)生長，生長方程為W=6.3004L2.041，R2=0.814。

2.1.3頭部器官與全長生長的關(guān)系 頭部器官與全長的生長關(guān)系見圖3、4、5和6。吻長(圖3)、口寬(圖4)、眼徑(圖5)和眼間距(圖6)的異速生長指數(shù)b分別為1.782、1.043、2.990和1.439。口寬、吻長和眼間距異速生長指數(shù)與1之間均具有顯著性差異(P<0.05)，表現(xiàn)出快速生長，眼徑異速生長指數(shù)與1之間差異不顯著(P>0.05)，表現(xiàn)為等速生長，但均沒有出現(xiàn)生長拐點(diǎn)。

表1 匙吻鱘卵黃囊仔魚的可量性狀Tab.1 The values of measurable characters in Polyodon spathula during the growth form of larvae

圖1 匙吻鱘卵黃囊仔魚全長、體質(zhì)量與日齡的關(guān)系Fig.1 The relationship between weight, total length and day age of P. spathula yolk-sac larvae

圖2 匙吻鱘卵黃囊仔魚全長與體質(zhì)量函數(shù)關(guān)系Fig.2 The function relationship between weight and total length of P. spathula yolk-sac larvae

圖3 匙吻鱘卵黃囊仔魚口寬與全長關(guān)系Fig.3 The relationship between mouth width and total length of P. spathula yolk-sac larvae

圖5 匙吻鱘卵黃囊仔魚眼徑與全長關(guān)系Fig.5 The relationship between eye diameter and total length of P. spathula yolk-sac larvae

圖6 匙吻鱘卵黃囊仔魚眼間距與全長關(guān)系Fig.6 The relationship between eye distance and total length of P. spathula yolk-sac larvae

2.2 匙吻鱘卵黃囊仔魚抗氧化能力變化

2.2.1仔魚T-SOD與CAT活性變化 匙吻鱘卵黃囊仔魚超氧化物歧化酶與過氧化氫酶活性變化見圖7和圖8。仔魚從出膜3天到5天T-SOD和CAT活性均顯著升高(P<0.01)，出膜6天均出現(xiàn)最大值。T-SOD在出膜6天后開始下降，到出膜10天到達(dá)最低值(圖7)，CAT在出膜7天出現(xiàn)最低值，之后出現(xiàn)上升現(xiàn)象(圖8)。

圖7 匙吻鱘卵黃囊仔魚T-SOD活性變化Fig.7 The changes of catalase activity of P. spathula yolk-sac larvae

圖8 匙吻鱘卵黃囊仔魚CAT活性變化Fig.8 The changes of superoxide dismutase activity of P. spathula yolk-sac larvae

柱圖上不同小寫字母表示不同日齡間有顯著差異(P<0.05)，相同小寫字母表示不同日齡間無顯著差異(P>0.05)。

2.2.2仔魚T-AOC與MDA含量變化 匙吻鱘卵黃囊仔魚總抗氧化能力與丙二醛含量變化見圖9。仔魚T-AOC在出膜3～9日齡逐漸升高，直至卵黃囊消失前出現(xiàn)下降，差異不顯著(P>0.05)。仔魚的MDA含量從出膜3～9日齡天逐漸降低，直至卵黃囊消失前出現(xiàn)顯著升高(P<0.01)。

圖9 匙吻鱘卵黃囊仔魚T-AOC與MDA含量變化Fig.9 The changes of total antioxidative capacity and malondialdehyde content of P. spathula yolk-sac larvae

柱圖上不同小寫字母表示不同日齡間有顯著差異(P<0.05)，相同小寫字母表示不同日齡間無顯著差異(P>0.05)；線圖上不同大寫字母表示不同日齡間有顯著差異(P<0.01)，相同大寫字母表示不同日齡間無顯著差異(P>0.05)

3 結(jié)論與討論

3.1 匙吻鱘卵黃囊仔魚頭部器官生長特點(diǎn)

異速生長指生物體某一特征的相對生長速率不等于第二種特征的相對生長速率，身體各個(gè)功能器官表現(xiàn)出了生長不同步的現(xiàn)象，是動(dòng)植物長期適應(yīng)外界環(huán)境所進(jìn)化保留下來的發(fā)育特征[15～16]，在魚類早期發(fā)育中，特別是剛出膜仔魚，為適應(yīng)生活環(huán)境，必須優(yōu)先發(fā)育相關(guān)的器官，提高存活率，在長期進(jìn)化中形成了個(gè)體發(fā)育機(jī)制和生存策略。仔魚早期發(fā)育和器官分化是個(gè)極其重要而又復(fù)雜的過程，包括形態(tài)發(fā)生，身體外形、體內(nèi)新陳代謝和生活行為等變化[17]，所有這些變化都是對外界惡劣生活環(huán)境的適應(yīng)性選擇，而這種選擇在仔魚早期發(fā)育過程中主要體現(xiàn)在一些功能器官如感覺、攝食、游泳等器官快速的生長。匙吻鱘卵黃囊仔魚在自然發(fā)育中，隨日齡的增長，口寬、吻長和眼間距相對于全長快速生長，眼徑相對于全長等速生長。仔、稚魚攝食能力的強(qiáng)弱與口寬、吻長的發(fā)育和完善程度密切相關(guān)。仔魚開口攝食后內(nèi)源營養(yǎng)物質(zhì)的不斷消耗，亟需進(jìn)食以保證正常的發(fā)育。匙吻鱘仔魚在出膜6日齡左右開口，10日齡左右卵黃完全消失，表明匙吻鱘仔魚從6 d至10 d是一個(gè)混合營養(yǎng)時(shí)期。仔魚從出膜3日齡開始至10日齡，口裂寬相對全長呈現(xiàn)快速增長，而相比吻長，口寬的生長指數(shù)比較大，這或許與早期仔魚進(jìn)食方式相關(guān)，即在較大的口裂前提下吞食更多的食物來滿足生長。通過口寬的生長來增加捕食能力，這結(jié)果也表明，在這一時(shí)期，口裂寬的快速增長與仔魚完全轉(zhuǎn)變?yōu)橥庠礌I養(yǎng)是同時(shí)進(jìn)行的，類似的結(jié)果在對大黃魚[18]的研究中也得到了證實(shí)。

視覺器官——眼睛的發(fā)育程度直接關(guān)系到仔、稚魚攝食和逃避敵害的效率。研究表明，施氏鱘[19]和西伯利亞鱘[20]眼睛分別在2日齡和3～4日齡便完成了快速生長階段。匙吻鱘仔魚眼徑在3日齡至10日齡相對于全長等速生長，這暗示了眼睛已完成了優(yōu)先發(fā)育，進(jìn)入次要發(fā)育階段。研究表明， 一旦器官生長優(yōu)先順序完成，就會(huì)進(jìn)入趨向于與全長等速的生長階段[21～22]。由此可見，匙吻鱘仔魚從胚胎發(fā)育到出膜3日齡時(shí)，眼的發(fā)育已經(jīng)較為成熟。

3.2 匙吻鱘卵黃囊仔魚抗氧化能力變化特點(diǎn)

匙吻鱘卵黃囊仔魚在出膜6日齡左右開口，10日齡左右卵黃完全消失，隨日齡的增長，抗氧化能力逐漸增加，抗氧化損傷逐漸降低。少量氧自由基(reactive oxygen species，ROS)，是生物體所必需的，但過多的ROS如果不能被及時(shí)清除，它們將會(huì)攻擊各種生物大分子，引起生物體各種生理病變，進(jìn)而影響生長?？寡趸烙到y(tǒng)存在于所有需氧生物細(xì)胞內(nèi)，而超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)等是生物體內(nèi)清除氧自由基的重要抗氧化酶。匙吻鱘卵黃囊仔魚在開口攝食前，隨著出膜時(shí)間的延長，其各項(xiàng)生理機(jī)能不斷完善，代謝加強(qiáng)，使得耗氧率不斷增加，產(chǎn)生的自由基也越多，為保證機(jī)體內(nèi)自由基的動(dòng)態(tài)平衡，機(jī)體必須清除過多的自由基，這是SOD、CAT在內(nèi)源營養(yǎng)期顯著升高的原因。進(jìn)入混合營養(yǎng)期后， SOD開始下降，可能是攝取的生物餌料中抗氧化物質(zhì)(如Vc)可以直接清除自由基[23]，而CAT在進(jìn)入混合營養(yǎng)期降到最低后又逐漸升高，CAT是H2O2的清除劑，因此它的高活性表明系統(tǒng)中大量過氧化氫的存在，混合營養(yǎng)期CAT逐漸增多，可能是餌料刺激機(jī)體產(chǎn)生大量的H2O2，但需進(jìn)一步研究。由此可見，匙吻鱘卵黃囊仔魚的不同發(fā)育階段是由不同種類的抗氧化酶發(fā)揮抗氧化作用來提高抗氧化能力。

3.3 匙吻鱘卵黃囊仔魚生長與抗氧化能力變化關(guān)系

仔魚早期的生長發(fā)育是個(gè)極其重要而又復(fù)雜的過程，也是生命周期中脆弱階段，其在發(fā)育過程中生理代謝活動(dòng)十分活躍，以進(jìn)行細(xì)胞增殖和組織器官構(gòu)建等重要生命活動(dòng)。代謝過程中會(huì)產(chǎn)生大量的自由基，為了保證發(fā)育的順利，早期發(fā)育階段中的抗氧化防御系統(tǒng)將會(huì)及時(shí)清除。不同生長階段抗氧化系統(tǒng)的效應(yīng)對于魚類的正常發(fā)育起著非常重要的作用。機(jī)體內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)可能隨發(fā)育狀態(tài)和生物體的生理特征而改變[24]。仔魚發(fā)育階段抗氧化能力的強(qiáng)弱與其健康程度密切相關(guān)。研究表明，尖吻鱸(Latescalcarifer)從出膜至25天中CAT活性逐漸降低， SOD的活性無顯著變化[25]，大菱蝦從出膜至11天的發(fā)育過程中， CAT和GSH-Px活性呈逐漸升高的趨勢，SOD逐漸降低的趨勢[26]。匙吻鱘卵黃囊仔魚隨生長的進(jìn)行，總抗氧化能力逐漸增加，在完全轉(zhuǎn)變?yōu)橥庠礌I養(yǎng)之前出現(xiàn)下降現(xiàn)象，相關(guān)研究表明，生物攝入的食物在生成能量的同時(shí)也不斷產(chǎn)生ROS[27]，表明匙吻鱘仔魚在卵黃囊期間攝食器官不斷完善，攝食外源餌料增多，同時(shí)，也表明不同的水生生物及不同階段抗氧化能力變化不一樣。

致謝：感謝羅甸縣匙吻鱘養(yǎng)殖技術(shù)公司提供場所，感謝公司工作人員在實(shí)驗(yàn)期間給予的幫助。

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