饥饿胁迫对叶尔羌高原鳅抗氧化能力的影响

王 帅，任道全，宋 勇，陈生熬，陈根元

(塔里木大学动物科学学院/新疆生产建设兵团塔里木畜牧科技重点实验室，新疆 阿拉尔 843300)

饥饿胁迫对叶尔羌高原鳅抗氧化能力的影响

王 帅，任道全，宋 勇，陈生熬，陈根元*

(塔里木大学动物科学学院/新疆生产建设兵团塔里木畜牧科技重点实验室，新疆 阿拉尔 843300)

本文探讨了饥饿胁迫对叶尔羌高原鳅[Triplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day)]机体抗氧化能力的影响。在适宜条件下将试验叶尔羌高原鳅饥饿30 d，分别测定饥饿第0、1、3、5、10、15、20和30 天其血清、肝胰脏和肌肉的总抗氧化酶能力(T-AOC)、丙二醛(MDA)含量及抗氧化酶活性。结果表明，随着饥饿时间的延长，叶尔羌高原鳅血清、肝胰脏和肌肉中MDA含量和T-AOC水平均为先降低后升高，饥饿第30 天时均显著高于第0 天(P﹤0.05)；超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)活性在饥饿初期无明显变化，试验第10 天时各抗氧化酶活性逐渐升高，第20 天时均显著高于第0 天对照(P﹤0.05)。饥饿可显著影响叶尔羌高原鳅总抗氧化能力、抗氧化酶活性和自由基含量，并导致叶尔羌高原鳅肝胰脏氧化损伤。

叶尔羌高原鳅；饥饿；抗氧化能力；抗氧化酶

叶尔羌高原鳅[Triplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day)]广泛分布于新疆塔里木河流域，为杂食偏肉性底栖鱼类，是塔河水系鳅科鱼类中生长较快、个体较大的特有种[1]。具有蛋白质含量高，氨基酸组成全面，而且氨基酸总量也高于草鱼、鲤鱼等常见养殖鱼类[2]，是当地人喜食的佳肴，具有一定的经济价值和养殖前景。目前对叶尔羌高原鳅的研究主要集中在其繁殖生物学、形态特征、生态适应、食性选择、系统分类、演化规律等方面，对于叶尔羌高原鳅观赏价值、食用价值、药用价值等开发利用方面的研究报道较少[3]，生长过程中环境胁迫对其代谢水平和生理指标的影响未见报道。目前塔里木河流域因人类生产活动加剧，中上游灌溉等耗水严重，导致河水水质下降，河中生物种类及数量均急剧减少[4]；另外季节更替、环境变化以及食物分布的不均衡等原因，导致叶尔羌高原鳅在生长周期的部分阶段经常面临食物短缺，极易受到饥饿胁迫。饥饿胁迫易导致鱼类氧化应激的发生，从而影响其代谢、生长等，严重时还可诱发各种疾病，导致神经系统及内分泌紊乱，最终导致死亡[5]。本试验就长期饥饿对叶尔羌高原鳅机体T-AOC水平、MDA含量及抗氧化酶活性的影响进行研究，以揭示饥饿过程中叶尔羌高原鳅氧化应激反应的变化规律，为叶尔羌高原鳅的养殖提供基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

叶尔羌高原鳅2013年6月捕捞于塔里木河流域阿拉尔河段，规格基本一致。试验鱼体长(13.2±1.8)cm，体质量(38.5±3.6)g。试验鱼置于规格为0.8 m×0.4 m×0.5 m的水族箱(具有控温、水体过滤、杀菌、充氧等装置)中。水族箱内水温(20±0.5) ℃，预实验5 d，期间正常投饵；正式试验停止投喂任何食物。正式试验期每天换水1次，所换水经曝气处理，并调水温至20 ℃左右，试验期间溶解氧的质量浓度保持在5.0～6.5 mg/L，水体pH为7.2～7.4。T-AOC、SOD、CAT、GSH-Px、MDA等检测试剂盒均购自南京建成生物技术公司。

Carry 100型紫外-可见分光光度计，美国Varian；Direct-Q3型超纯水系统，美国Millipore；BS124 型精密电子天平，德国Sartorius；5430R型高速冷冻离心机，德国Eppendorf。

1.2 试验设计

试验设置试验组和对照组，每组放养试验鱼40条，对照组正常投喂，试验组不投喂任何食物。分别在试验第0、1、3、5、10、15、20、30 天后，翌日10:00-11:00随机取样测定，每次每组取5条鱼。

1.3 指标测定

将活鱼快速捞起后从臀鳍下方尾动脉处取血，采集的血液分离血清后存入-80 ℃超低温冰箱中冷冻备用；然后将鱼处死，立即解剖，迅速取出背部肌肉和肝胰脏，加9倍质量的预冷pH 7.5 PBS液，在冰浴条件下制备组织匀浆；然后12 000 r/min离心15 min，取上清液备用。叶尔羌高原鳅抗氧化指标的测定均采用检测试剂盒。其中T-AOC的测定使用铁离子还原/抗氧化力测定法，单位U/mL；MDA的测定使用硫代巴比妥酸法，单位nmol/mL；GSH-Px的测定使用5,5’-二硫代双(2-硝基苯甲酸)法，SOD的测定使用羟胺法， CAT的测定使用钼酸铵法，3种抗氧化酶的单位均为U/mL。

1.4 数据分析

实验数据使用SPSS 16.0中One-Way ANOVA进行单因素方差分析及Duncan’s多重比较，检验误差为5 %和1 %。

2 结果与分析

2.1 饥饿对叶尔羌高原鳅T-AOC活性的影响

从表1可以看出，叶尔羌高原鳅血清、肝胰脏和肌肉T-AOC活性在饥饿第1～10 天时均低于对照，但差异均不显著(P﹥0.05)，从第15 天开始叶尔羌高原鳅血清、肝胰脏和肌肉T-AOC活性逐渐升高，饥饿第30 天时血清、肝胰脏和肌肉T-AOC活性分别升高了33.27 %，34.16 % 和28.65 %，均与对照差异显著(P<0.05)，其中肝胰脏T-AOC活性升值幅度最大。

2.2 饥饿对叶尔羌高原鳅抗氧化酶活性的影响

表2～4显示，长期饥饿胁迫可不同程度的提高叶尔羌高原鳅血清和组织中SOD、GSH-Px和CAT的活性。与对照相比，饥饿第1～10 天时叶尔羌高原鳅血清和组织中抗氧化酶活性未见明显变化。第15 天时叶尔羌高原鳅血清、肝胰脏和肌肉中SOD活性分别提高了29.61 %、47.07 %和23.21 %，其中血清和肝胰脏SOD活性均显著高于对照(P﹤0.05)；叶尔羌高原鳅血清、肝胰脏和肌肉中GSH-Px活性分别提高了31.94 %、16.89 %和30.62 %，其中血清和肌肉GSH-Px活性显著高于对照(P﹤0.05)；叶尔羌高原鳅血清、肝胰脏和肌肉中CAT活性分别提高了24.86 %、16.18 % 和16.70 %，但与对照差异均不显著(P﹥0.05)。第20 天时叶尔羌高原鳅血清、肝胰脏和肌肉中3种抗氧化酶活性均显著高于对照(P﹤0.05)，第30 天时叶尔羌高原鳅血清、肝胰脏和肌肉中抗氧化酶活性仍显著高于对照(P﹤0.05)，但与第20 天的值差异不显著(P﹥0.05)。

表1 饥饿对叶尔羌高原鳅T-AOC活性的影响

注：同行数据右上角标有不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

Note: Data in the same line with the different small letters is significantly different at 0.05 level. The same as below.

表2 饥饿对叶尔羌高原鳅SOD活性的影响

表3 饥饿对叶尔羌高原鳅GSH-Px活性的影响

表4 饥饿对叶尔羌高原鳅CAT活性的影响

表5 饥饿对叶尔羌高原鳅MDA含量的影响

2.3 饥饿对叶尔羌高原鳅MDA活性的影响

试验中叶尔羌高原鳅机体组织中MDA含量呈现先降低后升高的趋势。试验前5 d叶尔羌高原鳅血清和组织中MDA含量呈下降趋势，其中第5 天时肝胰脏和肌肉MDA含量均显著低于对照(P﹤0.05)。从第10 天开始，叶尔羌高原鳅机体组织中MDA含量开始升高，到第30天时叶尔羌高原鳅血清、肝胰脏和肌肉中MDA含量分别提高了57.64 %、84.04 %和55.91 %，均显著高于对照(P﹤0.05)，其中肝胰脏MDA含量升高幅度最大。

3 讨 论

3.1 饥饿对叶尔羌高原鳅T-AOC活性的影响

T-AOC是评价动物机体酶促及非酶促体系总抗氧化能力高低的综合性指标，在一定程度上可反映动物机体对应激的代偿能力及机体自由基的代谢情况。本试验研究发现，饥饿胁迫可显著影响叶尔羌高原鳅血清和组织的T-AOC活性，饥饿初期叶尔羌高原鳅血清和组织的T-AOC活性有一定的降低，但随着饥饿时间的延长，叶尔羌高原鳅机体中T-AOC活性逐渐升高，并于试验结束时达到最高值。这与MQHANTA等[6]在银无须魮和段鸣鸣等[7]在黄颡鱼的研究一致。ENES等[8]研究表明自由基增多可导致机体T-AOC活性下降，叶尔羌高原鳅饥饿初期可能产生了大量的自由基从而导致T-AOC活性下降，随着饥饿时间的延长，抗氧化酶活性逐步升高，自由基清除能力增强，机体T-AOC活性也随之提高。但目前尚未有研究直接证实，需要进一步探讨。

3.2 饥饿对叶尔羌高原鳅抗氧化酶活性的影响

抗氧化酶是动物机体抗氧化系统的重要组成部分，具有阻止并消除自由基的连锁反应，减少机体脂质过氧化损伤等的作用。其中SOD、GSH-Px和CAT均为生物体内重要的抗氧化酶，SOD可将超氧自由基转化为过氧化氢，而GSH-Px和CAT可将过氧化氢分解为水，这样就起到了保护细胞膜结构和功能完整的作用。本试验研究发现，随着饥饿时间的延长，叶尔羌高原鳅血清和组织的SOD、GSH-Px与CAT活性均有一定程度的升高，从第20 天起即显著高于对照(P﹤0.05)。酶活性的变化表明机体中自由基含量发生改变，王艳艳等[9]对建鲤、薛明等[10]对方斑东风螺的研究发现外界胁迫会导致动物机体SOD等抗氧化酶活性的升高，与本研究结果一致。饥饿初期抗氧化酶活性变化不明显的原因可能为饥饿初期产生的自由基不足以诱导抗氧化酶基因大量表达，随着饥饿时间的延长，饥饿胁迫加速自由基的生成，从而诱导抗氧化酶大量表达，活性增强。

3.3 饥饿对叶尔羌高原鳅MDA含量的影响

机体产生的自由基约有95 %为·O2，而·O2可与机体细胞膜中的不饱和脂肪酸发生脂质过氧化反应，其最终代谢产物MDA是目前最常用的脂质过氧化代谢产物的监测指标，可间接反应机体细胞的受损伤程度。本试验中随着饥饿时间的延长，叶尔羌高原鳅血清和组织的MDA含量先降低后升高，与Sun等[11]在鲫鱼和程鹏等[12]在翘嘴鲌饥饿后的研究一致。产生这种可能是饥饿初期鱼体大量消耗自身的游离脂肪酸，导致MDA底物浓度降低，最终使机体中MDA含量下降；试验后期叶尔羌高原鳅机体脂肪成为维持能量的主要来源，其异化作用增强导致·O2含量升高，又在无外源性抗氧化物质供给的情况下，导致MDA蓄积。试验表明饥饿条件下肝胰脏的MDA含量增幅最大，表明产生的自由基对肝胰脏危害最明显。

4 结 论

随着饥饿条件时间的延长，叶尔羌高原鳅血清和组织中T-AOC水平、MDA含量和抗氧化酶活性均呈现升高趋势。表明饥饿胁迫可使叶尔羌高原鳅机体产生显著的氧化应激，其抗氧化防御机制被激活，肝胰脏脂质过氧化反应明显加剧。

[1]陈生熬, 马春晖, 丁慧萍, 等.塔里木河叶尔羌高原鳅繁殖生物学研究[J]. 水生生物学报, 2013,37(5):810-816.

[2]王 帅, 陈生熬, 宋 勇, 等.塔里木河叶尔羌高原鳅营养成分分析[J]. 水生态学杂志, 2011, 32(1):137-141.

[3]陈生熬. 塔里木河叶尔羌高原鳅种群生态学研究[D].武汉:华中农业大学, 2012.

[4]陈亚宁, 李卫红, 陈亚鹏, 等. 新疆塔里木河下游断流河道输水与生态恢复[J]. 生态学报, 2007, 27(2):538-545.

[5]王 帅, 姚 娜, 范镇明, 等.饥饿对叶尔羌高原鳅消化道指数及消化酶活性的影响[J]. 西北农业学报, 2014, 23(9):14-18.

[6]MQHANTA K N, MOHANTY S N, JENA J K. Optimal dietary lipid level of silver barb, Puntius gonionotus fingerlings in relation to growth, nutrient retention and digestibility, muscle nucleic acid content and digestive enzyme activity[J]. Aqua Nutrition, 2008, 14(4):350-359.

[7]段鸣鸣, 王春芳, 谢从新.维生素D3对黄颡鱼幼鱼抗氧化能力及免疫功能的影响[J]. 淡水渔业, 2014, 44(3):80-84.

[8]ENES P, PERES H, GOUTO A. Growth performance and metabolic utilization of diets including starch, dextrin, maltose or glucose as carbohydrate source by gilthead sea bream(Sparusaurata) juveniles[J]. Fish Physio Biochem, 2010, 36(4):903-910.

[9]王艳艳, 姚俊杰, 梁正其, 等.Pb2+对建鲤幼鱼抗氧化酶活性和总抗氧化能力的影响[J].淡水渔业,2013, 43(1):55-58.

[10]薛 明, 柯才焕, 王德祥, 等.饥饿及恢复生长对方斑东风螺抗氧化体系的影响[J]. 中国水产科学, 2010, 17(2):281-288.

[11]Sun Y Y, Yin Y, Zhang J F, et al.Bioaccumulation and ROS generation in liver of freshwater fish, goldfishCarassiusauratusunder HCO range No.1 exposure[J]. Environ Toxicol, 2007, 22:256-263.

[12]程 鹏, 樊启学, 张 磊, 等.饥饿和恢复投喂对翘嘴鲌幼鱼摄食、生长及体成分的影响[J]. 淡水渔业, 2009, 39(1):36-40.

(责任编辑 陈 虹)

Effects of Starvation Stress on Antioxidant Capacity ofTriplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day)

WANG Shuai,REN Dao-quan, SONG Yong,CHEN Sheng-ao,CHEN Gen-yuan*

(College of Animal Science, Tarim University /Key Laboratory of Tarim Animal Husbandry Science and Technology, Xinjiang Production & Construction Corps, Xinjiang Alar 843300,China)

In this paper, the effects of starvation stress on the antioxidant capacity ofTriplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day) were studied.Triplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day) was starved for 30 days under appreciated conditions, and the total antioxidant capacity (T-AOC) level, the content of malonaldehyde (MDA), the activities of glutathione peroxidase (GSH-Px), superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) in its serum were measured on the 0, 1st, 3rd, 5th, 10th, 15th, 20th and 30th. The results showed that the content of MDA and the level of T-AOC decreased at the beginning of the starvation and then increased as the starvation time passed, with the peak on the 30th day of starvation, which were significantly higher than that on the 0 day of starvation(P<0.05); The activities of all antioxidant enzymes increased from the 10th day of starvation, and the activities in the 20th day of starvation were significantly higher than that in the 0 day of starvation(P<0.05). Starvation had definite effects on T-AOC level, the activities of all antioxidant enzymes and the content of MDA ofTriplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day), and the oxidative damage in hepatopancreas could be aggravated with the starvation time extending.

Triplophysa(Hedinichthys)yarkandensis(Day); Starvation; Antioxidant capacity;Antioxidant enzyme

1001-4829(2016)09-2249-04

10.16213/j.cnki.scjas.2016.09.042

2015-09-12

国家自然科学基金项目(31360635，31460691)；新疆生产建设兵团基本科技计划项目(2013BA005)；新疆生产建设兵团塔里木畜牧科技重点实验室开放课题(HS201505)

王 帅(1984-)，男，山西长治人，实验师，硕士，主要从事水产动物营养学方面的研究,E-mail:wangshuaidky@126.com，*为通讯作者。

S917.4

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