飼料中銅濃度對異育銀鯽和斑點叉尾的影響

種香玉周立志韓 冬,3朱曉鳴楊云霞金俊琰解綬啟

(1. 安徽大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院, 合肥 230601; 2. 中國科學(xué)院水生生物研究所, 淡水生態(tài)與生物技術(shù)國家重點實驗室, 武漢 430072; 3. 淡水水產(chǎn)健康養(yǎng)殖湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心, 武漢 430070)

種香玉1,2周立志1韓 冬2,3朱曉鳴2楊云霞2金俊琰2解綬啟2

(1. 安徽大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院, 合肥 230601; 2. 中國科學(xué)院水生生物研究所, 淡水生態(tài)與生物技術(shù)國家重點實驗室, 武漢 430072; 3. 淡水水產(chǎn)健康養(yǎng)殖湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心, 武漢 430070)

通過 4周的生長實驗, 研究飼料中不同銅含量對異育銀鯽(Carassius auratus gibelio) [初始體重(128.6±2.0) g]和斑點叉尾(Ictalurus punctatus)[初始體重(159.4±2.0) g]的生長、飼料利用、血液生化以及組織中銅積累量的影響。兩種實驗魚的實驗飼料均以CuSO4·5H2O為銅源, 銅含量分別為3.1(對照)、7.5、49.8、100.5、506.9、965.1和1491.1 mg/kg飼料。實驗結(jié)果表明, 異育銀鯽攝食量(FI)隨飼料中銅含量的增加無顯著影響(P＞0.05), 特定生長率(SGR)隨著飼料中銅含量的增加而顯著下降, 在銅含量為 1491.1 mg/kg時出現(xiàn)最低值(P＜0.05), 飼料效率(FE)表現(xiàn)出與特定生長率相似的變化趨勢。肝體比(HSI)和臟體比(VSI)均隨著飼料中銅含量的增加而顯著下降(P＜0.05),各處理組間的肥滿度(CF)差異不顯著(P＞0.05)。血漿中谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)在銅含量為 7.5 mg/kg時達到最低值(P＜0.05), 然而血漿中谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)、銅鋅超氧化物歧化酶(Cu-ZnSOD)活性及紅細胞壓積(Hct)、血紅蛋白濃度(Hb)均不受飼料中銅含量的影響(P＞0.05)。肝臟中銅積累量隨著飼料中銅含量的增加而無顯著影響(P＞0.05), 而肌肉中銅含量沒有顯著差異(P＞0.05)。斑點叉尾FI隨飼料中銅含量的增加而顯著上升(P＜0.05), SGR隨飼料中銅含量的增加表現(xiàn)出下降的趨勢, 但是差異不顯著(P＞0.05), FE隨飼料中銅含量的增加顯著降低(P＜0.05)。HSI和 CF隨飼料中銅含量的變化而顯著下降。Hct隨銅含量的增加呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢, 當(dāng)銅含量為100.5 mg/kg時達到最大值(P＜0.05), 然而飼料銅水平對血漿中GPT、GOT、Cu-Zn SOD活性及Hb、VSI均無顯著影響(P＞0.05)。銅在各組織中的積累表現(xiàn)出與異育銀鯽相同的變化趨勢。飼料中較高濃度銅可抑制斑點叉尾和異育銀鯽的生長和飼料利用, 且異育銀鯽對銅的耐受性高于斑點叉尾。

異育銀鯽; 斑點叉尾; 銅; 生長; 血液免疫; 銅蓄積

銅是所有的生物體包括魚類所必需的一種微量元素, 為血漿銅藍蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、酪氨酸酶、細胞色素C氧化酶等的構(gòu)成要素,對造血、神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育、骨骼及結(jié)締組織的形成具有重要作用[1]。與其他微量元素一樣, 魚類自身無法合成銅,必須從外界獲得, 因此, 飼料中添加適量的銅對魚類是必需的。同時, 作為一種重金屬, 銅具有抗菌、促進生長的作用, 多年來銅被作為一種抗菌劑和生長促進劑在動物飼料中過量添加[2]。同時作為一種重金屬, 飼料中過量的銅含量還可能對水生動物造成潛在毒性[3]。目前檢測的魚類商品飼料中銅含量可達34 mg/kg, 該濃度超過多數(shù)魚類對銅的適宜需求水平[4], 甚至可能已達到對有些魚類造成毒性的閾值?，F(xiàn)有研究表明, 攝入過量的銅會影響魚類的免疫指標[5]、抗氧化水平[6]、鰓和腸的內(nèi)穩(wěn)態(tài)[7]。它還會影響魚類的生長、生殖、行為、酶活性及血液參數(shù)[8]。因為攝入體內(nèi)的銅和細胞內(nèi)活性氧形成有關(guān)系, 而活性氧可以引起魚類的氧化壓力進而造成細胞損傷[9]。

飼料中不同濃度的銅對凡納濱對蝦(Litopenaeus vannamei)[10]、大西洋鮭(Salmo salar)[3]、羅非魚(Oreochromis niloticus)[11]、許氏平 鲉(Sebastes schlegeli)[12]、虹鱒魚(Oncorhynchus mykiss)[13]的影響已有研究, 這些實驗是在不同的實驗室和不相同的實驗條件下進行的, 這些研究所采用的銅源、飼料配方以及水溫、溶氧是不同的, 實驗動物的種類和規(guī)格也不盡相同, 從而導(dǎo)致實驗結(jié)果可比性差, 因此, 很有必要在相同的實驗條件下對不同食性魚類對銅的代謝情況展開研究。

異育銀鯽“中科3 號” (Carassius auratus gibelio)是中國科學(xué)院水生生物研究所淡水生態(tài)與生物技術(shù)國家重點實驗室科研人員利用銀鯽雙重生殖方式,從高體型異育銀鯽(簡稱高背鯽)與平背型異育銀鯽交配所產(chǎn)后代中選育, 再經(jīng)雌核培育的異育銀鯽的第三代新品種[14]。斑點叉尾屬于鯰形目科, 原產(chǎn)美國, 是美國最主要的淡水養(yǎng)殖和食用魚類, 肉質(zhì)鮮美、生長快、易捕撈等特點, 深受養(yǎng)殖生產(chǎn)者、加工者和消費者歡迎。異育銀鯽和斑點叉尾是重要的經(jīng)濟魚類。近年來國內(nèi)的一些學(xué)者已經(jīng)展開了對它們營養(yǎng)學(xué)的研究[15,16]。但有關(guān)這兩種魚對飼料中銅的利用和安全耐受方面的差異仍不清楚。

本研究通過在飼料中添加不同濃度的銅, 研究其對異育銀鯽“中科3號”和斑點叉尾的生長、體成分、血液指標及銅在組織中的積累的影響。通過比較研究不同種類的魚對不同濃度銅的反應(yīng),對完善飼料營養(yǎng)構(gòu)成,提高飼料效率和促進魚蝦等水產(chǎn)品的健康養(yǎng)殖具有積極的作用,也為飼料中銅營養(yǎng)和毒性影響提供信息。

1 材料與方法

1.1 養(yǎng)殖系統(tǒng)

實驗在室外池塘網(wǎng)箱中進行, 實驗地點為湖北省石首市老河長江“四大家魚”原種場內(nèi), 魚池面積為1960 m2, 池塘長×寬為70 m×28 m, 池塘水深1.7 m,網(wǎng)箱規(guī)格為2 m×2 m×2 m, 用魚網(wǎng)加蓋。實驗期間每天上午(8:00)、中午(12:00)及下午(16: 00)檢測水溫,水溫變化范圍為27.6—31.2 , ℃ 自然光照(2012年8月31日—2012年9月27日), 定期測定水質(zhì), 實驗期間溶氧高于 5 mg/L, 氨氮濃度低于 0.5 mg/L, pH為7.1—7.3, 水中銅濃度為 6—8 μg/L。為了加強水體交換和補充水分的蒸發(fā), 每三天換1/4池塘水, 水源來自池塘外長江故道。

1.2 實驗飼料及實驗設(shè)計

以魚粉為蛋白源, 以魚油 ︰豆油=1︰1為脂肪源, 配制等氮(粗蛋白35.6%)等能(16.7 kJ/g)的7組飼料。添加CuSO4·5H2O到基礎(chǔ)飼料中, 使飼料中銅含量形成7個水平, 分別為0、5、50、100、500、1000和1500 mg/kg。飼料中銅含量的實測值分別為: 3.04、7.55、49.81、100.48、506.85、965.05和1491.57 mg/kg。原料過40目篩混勻后用制粒機(SLR-150, 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院漁業(yè)機械儀器研究所)制成直徑為3 mm的沉性飼料,于70℃恒溫烘箱烘干后置于–4℃冰箱備用。飼料配方見表1。

1.3 實驗魚及飼養(yǎng)管理

實驗用異育銀鯽“中科3號”來自中國科學(xué)院水生生物研究所官橋漁場的當(dāng)年幼魚, 斑點叉尾來自湖北宜昌長陽縣漁場。實驗魚在進入實驗養(yǎng)殖系統(tǒng)前,先用 2%食鹽水浸泡 15min消毒, 然后將所有魚暫養(yǎng)在池塘網(wǎng)箱中, 一天四次(8:00、12:00、16:00和19:00)使用基礎(chǔ)飼料飼喂一個月。實驗開始前, 將暫養(yǎng)魚禁食24h后,分別隨機選取體質(zhì)健壯、規(guī)格均勻的異育銀鯽[初始均重(128.6±2.0) g]或斑點叉尾[初始均重為(159.4±2.0) g]20尾放入網(wǎng)箱中, 每種實驗魚分別放置21個網(wǎng)箱, 實驗設(shè)7個處理, 每個處理 3個重復(fù), 各處理組之間魚初始均重沒有顯著差異(P＞0.05)。同時, 每種實驗魚分別隨機選取3組魚(每組 2尾)作初始魚樣, 每組帶水稱重后再抹干稱重, 以折算體表水分換算每個網(wǎng)箱魚的初始重量,魚樣保存在–20℃冰箱中, 以備分析魚體成分。實驗期間, 每天4次(8:00、12:00、16:00和19:00)手工投喂, 每次持續(xù)時間1h, 達到表觀飽食。

1.4 取樣及分析

生長實驗持續(xù) 4周, 實驗結(jié)束時, 所有實驗魚禁食 24h后, 對每個網(wǎng)箱的魚進行計數(shù), 帶水稱重,每網(wǎng)箱隨機取 2尾魚, 抹干后校正體表水分, 置于–20℃冰箱保存, 供終末魚體生化成分分析。隨機取三尾魚稱重, 測體長, 解剖取內(nèi)臟和肝臟稱重, 用于計算肝體比、臟體比和肥滿度。然后將所取肝臟裝袋, 取肌肉裝袋, 置于–10℃冰箱保存, 用于組織中銅的測定。每網(wǎng)箱隨機取3尾魚, 用肝素鈉(0.2%)潤過的注射器尾靜脈取血, 離心(3000 r/min, 15min)獲得血漿, 同一缸的血漿樣集中, 混合均勻, 分裝于6個0.5 mL離心管, 保存于－80℃冰箱, 供血漿中酶的測定。

表1 實驗基礎(chǔ)飼料配方及化學(xué)組成(%干重)Tab. 1 Formulation and chemical composition of the basal diet (% dry matter)

實驗飼料和魚體干物質(zhì)、粗蛋白、粗脂肪、灰分的測定參照 AOAC[17]方法測定, 干物質(zhì)在 105℃烘干至恒重, 采用失重法測定; 粗蛋白采用 FOSS定氮儀(2300 Kjeltec Analyzer Unit)測定; 粗脂肪采用索氏抽提儀(Soxtec system HT6, Tecator, Hoganas, Sweden)進行測定; 灰分在馬福爐中 550℃燃燒 3h,失重法測定; 能值采用 Phillipson微量能量計(Phillipson microbomb calorimeter, Gentry Instruments Inc., Aiken, South Carolina, USA)測定, 每個樣品至少兩個平行樣。

銅的測定參照Handy, et al.[18]。肝臟、肌肉、魚體先放入–10℃保存, 然后在冷凍干燥機(CHRIST. RLPHR 1-4LD)中凍干。取0.2 g干組織加入4 mL HNO3(65%)和 2 mL H2O2(30%),然后在微波消解儀(WX-400, 上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司)中進行消化17min(250 W, 1min; 0 W, 1min; 250 W, 5min; 400 W, 5min; 650 W, 1min), 然后用去離子水定容到25 mL, 原子吸收光譜進行測定(Atomic Absorption spectrometer Annalyst 800, Perkin Elmer, USA)(每個樣品3個重復(fù))。水樣用HNO3(65%)預(yù)處理, 最后水中硝酸濃度達到5.2% (2 mL HNO3加到25 mL水樣中), 然后保存到 4℃冰箱中保存, 直到水樣中銅的測定。

Cu-Zn SOD酶的測定參照?zmen, et al.[19], 通過黃嘌呤及黃嘌呤氧化酶反應(yīng)系統(tǒng), 產(chǎn)生超氧陰離子自由基, 自由基氧化羥胺形成亞硝酸鹽, 在顯色劑的作用下呈現(xiàn)紫紅色, 在550 nm處比色讀取吸光度并計算酶活力。

血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶用南京建成試劑盒測定。

紅細胞壓積的測定是參照Gatlin and Wilson[20],用注射器取血液注入玻璃微細管中, 然后在微紅細胞壓積離心機中離心(5min, 12000 r/min), 讀取紅細胞占的刻度及總的血液刻度, 然后它們所得的比值就是紅細胞壓積。

血紅蛋白濃度用南京建成試劑盒采用高鐵血紅蛋白方法測定。

肝臟和腸道透射電鏡切片觀察, 電鏡樣品分析根據(jù)Dezfuli, et al.[21]的分析方法, 用TecnaiG20TWIN電子顯微鏡(FEI Company, Hillsboro, USA)在200 kV電壓下, 放大2500和5000倍獲得圖像(中國科學(xué)院武漢病毒所分析測試中心)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)采用SPSS 15.0 for Windows對所得的數(shù)據(jù)進行配對t檢(Paired t Test)和雙因素方差分析(Two-way ANOVA), 如果飼料處理與魚的種類不存在顯著交互作用(P＞0.05), 兩種魚間分別進行Duncan’s多重比較,若差異顯著(P＜0.05), 斑點叉尾用小寫字母標注, 異育銀鯽用大寫字母標注; 若存在顯著交互作用(P＜0.05), 則兩種魚合并進行Duncan’s多重比較, 若差異顯著(P＜0.05), 兩種魚均用小寫字母標注。

2 結(jié)果

2.1 形體指數(shù)

由表 2可知, 飼料處理和魚種類對形體指數(shù)不存在顯著交互作用(P＞0.05)。同一處理組的異育銀鯽的肝體比、臟體比和肥滿度均大于斑點叉尾(P＜0.05)。

隨著飼料中銅濃度的增加, 異育銀鯽的肝體比、臟體比有顯著下降的趨勢(P＜0.05), 當(dāng)飼料中銅含量為3.1 mg/kg時均出現(xiàn)最大值(P＜0.05)。而肥滿度各處理組間無顯著差異(P＞0.05)。

2.2 生長和飼料利用

（1）針對橋面鋪裝的縱向分幅施工來說，此處可以不設(shè)置縱向施工縫隙，但是在橫向位置需要設(shè)置施工縫隙，縫隙的寬度需要控制在3mm左右，深度控制在2.5cm范圍。

異育銀鯽的存活率隨飼料中銅濃度的升高沒有顯著差異(P＞0.05), 攝食量隨飼料中銅含量的升高而無顯著差異(P＞0.05), 特定生長率表現(xiàn)出顯著下降的趨勢, 當(dāng)飼料中的銅濃度≥100 mg/kg時, 特定生長率顯著低于對照組(P＜0.05)。飼料效率表現(xiàn)出與特定生長率相同的變化趨勢。蛋白質(zhì)效率隨著飼料中銅濃度的升高而降低, 當(dāng)銅濃度為1491.9 mg/kg時出現(xiàn)最低值(P＜0.05)。

表2 飼料中不同銅水平對異育銀鯽和斑點叉尾形體指數(shù)的影響Tab. 2 Effect of dietary copper levels on morphological parameters of gibel carp and channel catfish

表2 飼料中不同銅水平對異育銀鯽和斑點叉尾形體指數(shù)的影響Tab. 2 Effect of dietary copper levels on morphological parameters of gibel carp and channel catfish

注: 表中數(shù)據(jù)表示為平均值±標準誤。同列數(shù)據(jù)后不同上標英文字母表示差異顯著(P＜0.05), 肥滿度 = 100×體重/(體長)3; 肝體指數(shù) = 100×肝重/體重; 臟體指數(shù) = 100×內(nèi)臟重/魚體重Note: Data presented are Means ± SE, means with different superscripts in the same column are significantly different (P＜0.05). CF (condition factor) = 100×live weight / (body length)3; HSI (hepatosomatic index) = liver weight × 100/ body weight; VSI(Viscera-somatic index) =100×viscera wet weigh/body weight

飼料處理飼料中銅濃度Copper levels (mg/kg)魚種類Fish species肝體比HSI (%)臟體比VSI (%)肥滿度CF (g/cm3) D1 (3.1) 斑點叉尾2.16±0.09bc11.37±0.54 1.57±0.03bc2.30±0.19c11.76±0.75 1.61±0.03cD3 (49.8) 斑點叉尾D2 (7.5) 斑點叉尾1.89±0.11ab11.21±0.48 1.56±0.06bcD4 (100.5) 斑點叉尾1.98±0.08abc10.30±0.67 1.54±0.05bcD5 (506.9) 斑點叉尾2.04±0.09abc10.49±0.46 1.53±0.02abcD6 (965.1) 斑點叉尾1.70±0.14a10.64±0.36 1.41±0.01aD8 (3.1) 異育銀鯽 5.80±0.20C12.42±0.29C3.21±0.08 D9 (7.5) 異育銀鯽 5.36±0.39BC11.29±0.37B3.13±0.03 D10 (49.8) 異育銀鯽 4.69±0.21AB11.26±0.60B3.16±0.05 D11 (100.5) 異育銀鯽 4.88±0.37AB10.97±0.32AB3.08±0.06 D12 (506.9) 異育銀鯽 4.61±0.28AB10.89±0.12AB3.09±0.01 D13 (965.1) 異育銀鯽 4.09±0.08A10.07±0.05A3.13±0.03 D14 (1491.1) 異育銀鯽 4.24±0.23A10.53±0.15AB2.88±0.13方差分析Analysis of variance 1.68±0.11a10.00±0.51 1.48±0.02abD7 (1491.1) 斑點叉尾飼料處理Diet P＜0.001 P＜0.05 P＜0.05魚種類Species P＜0.001 P＜0.001 P＜0.001飼料處理×魚種類Diet×Species配對t檢驗Paired t Test P＞0.05 P＜0.001 P＞0.05 P＜0.001 P＞0.05 P＜0.001

表3 飼料中銅濃度對異育銀鯽和斑點叉尾生長和飼料利用的影響Tab. 3 Effect of dietary copper levels on growth and feed utilization of gibel carp and channel catfish

表3 飼料中銅濃度對異育銀鯽和斑點叉尾生長和飼料利用的影響Tab. 3 Effect of dietary copper levels on growth and feed utilization of gibel carp and channel catfish

注: 表中數(shù)據(jù)表示為平均值±標準誤。同列數(shù)據(jù)后不同上標英文字母表示差異顯著(P＜0.05)。特定生長率(SGR, %/d)=100×[(Ln魚體末重)?(Ln魚體初重)]/天數(shù), 飼料效率(FE, %)=100×(魚體末重?魚體初重)/攝食飼料干重, 蛋白質(zhì)效率(PER, %)=(魚體末重?魚體初重)/蛋白質(zhì)攝取Note: Data presented are Means ± SE, means with different superscripts in the same column are significantly different (P＜ 0.05). IBW (g/fish), initial mean body weight; FBW (g/fish), final mean body weight; SGR (specific growth rate, %/ d) = 100× (Ln (FBW)－Ln (IBW)) / days; FE (Feed efficiency, %) = (FBW－IBW) /feed intake; protein efficiency ratio(PER, %)= (FBW－IBW)/ protein intake

飼料處理飼料中銅含量Copper levels (mg/kg)魚種類Fish species初始體重IBW (g)魚體末重FBW (g)存活率Survival rate (%)攝食量FI (g/fish.day)特定生長率SGR (%/d)飼料效率FE (%)蛋白質(zhì)效率PER (%) D1(3.1) 斑點叉尾158.6±0.6 254.0±19.80 96.7±3.3 7.46±0.22 1.73±0.31 50.3±9.4c1.52±0.29c159.1±1.6 242.0±16.90 96.7±1.6 7.29±0.19 1.54±0.30 43.2±9.9bc1.31±0.3bcD3 (49.8) 斑點叉尾D2 (7.5) 斑點叉尾159.5±1.0 223.4±8.5 95.0±2.9 7.36±0.10 1.24±0.12 34.4±3.9abc1.04±0.12abcD4 (100.5) 斑點叉尾159.6±1.1 227.2±4.9 96.7±3.3 7.44±0.21 1.30±0.05 34.1±1.8abc1.03±0.05abcD5 (506.9) 斑點叉尾159.5±1.6 222.6±8.5 96.7±1.6 7.19±0.07 1.23±0.12 32.6±3.9abc0.99±0.12abcD6 (965.1) 斑點叉尾159.8±1.1 212.6±2.9 98.3±1.6 7.43±0.14 1.06±0.06 26.2±1.9ab0.79±0.06abD7 (1491.1) 斑點叉尾158.3±0.4 200.7±3.4 98.3±1.6 7.40±0.06 0.88±0.06 20.9±1.5a0.63±0.05aD8 (3.1) 異育銀鯽 127.0±0.5 216.0±4.30B100.0±0.0 5.76±0.07 1.90±0.08B56.6±2.9B1.71±0.09DD9 (7.5) 異育銀鯽 127.1±0.6 214.0±4.70B100.0±0.0 5.74±0.03 1.90±0.09B56.2±3.2B1.70±0.10CDD10 (49.8) 異育銀鯽 127.0±0.0 207.0±3.20B100.0±0.0 5.95±0.10 1.80±0.06B51.2±2.0B1.50±0.06BCD11 (100.5) 異育銀鯽 127.3±0.1 195.0±4.70A100.0±0.0 4.91±0.92 1.50±0.08A43.4±2.8A1.34±0.09ABD12 (506.9) 異育銀鯽 127.3±0.8 195.0±1.00A100.0±0.0 5.78±0.04 1.50±0.03A43.4±1.2A1.29±0.03ABD13 (965.1) 異育銀鯽 127.6±1.5 194.0±3.70A98.30±1.60 6.11±0.05 1.50±0.03A41.6±0.8A1.22±0.02AD14 (1491.1) 異育銀鯽 127.5±1.04 188.0±0.80A100.0±0.0 5.92±0.07 1.40±0.04A38.1±1.2A1.17±0.04A方差分析Analysis of variance飼料處理Diet P＜0.001 P＞0.05 P＞0.05 P＜0.001 P＜0.001 P＜0.001魚種類Species P＜0.001 P＜0.001 P＜0.001 P＜0.001 P＜0.001 P＜0.001飼料處理×魚種類Diet × Species P＞0.05 P＞0.05 P＞0.05 P＞0.05 P＞0.05 P＞0.05配對 t檢驗Paired t Test P＜0.001 P＜0.001 P＜0.001 P＜0.001 P＜0.001 P＜0.001

2.3 魚體組成

如表 4所示, 飼料處理和魚種類對魚體生化組成不存在交互作用(P＞0.05)。異育銀鯽魚體的粗蛋白和灰分含量均高于斑點叉尾(P＜0.05), 粗脂肪含量低于斑點叉尾(P＜0.05), 而魚體水分兩種魚不存在顯著差異(P＞0.05)。

隨著飼料中銅濃度的變化, 異育銀鯽魚體粗蛋白、粗脂肪、灰分沒有顯著差異(P＞0.05), 而各處理組間魚體水分差異顯著(P＜0.05)。

2.4 血清免疫

表4 飼料中銅水平對異育銀鯽和斑點叉尾魚體組成的影響(濕重)Tab.4 Effect of dietary copper levels on body composition of gibel carp and channel catfish (in wet weight)

表4 飼料中銅水平對異育銀鯽和斑點叉尾魚體組成的影響(濕重)Tab.4 Effect of dietary copper levels on body composition of gibel carp and channel catfish (in wet weight)

注: 表中數(shù)據(jù)表示為平均值±標準誤。同列數(shù)據(jù)后不同上標英文字母表示差異顯著(P＜0.05)Note: Data presented are Means ± SE, means with different superscripts in the same column are significantly different (P＜ 0.05)

飼料處理飼料中銅濃度Copper levels (mg/kg)魚種類Fish species水分Moisture (%)粗蛋白Crude protein (%)粗脂肪Crude lipid (%)灰分Ash (%) D1(3.1) 斑點叉尾70.30±0.71 14.96±0.27 10.86±0.55 3.47±0.02abD2(7.5) 斑點叉尾69.88±0.59 15.06±0.26 11.77±0.60 3.37±0.05aD3(49.8) 斑點叉尾71.28±0.58 15.12±0.42 10.11±0.60 3.45±0.08abD4(100.5) 斑點叉尾70.87±0.36 15.01±0.02 10.35±0.41 3.67±0.07bD5(506.9) 斑點叉尾71.29±0.51 14.92±0.16 9.28±0.35 3.69±0.14bD6(965.1) 斑點叉尾71.49±0.74 14.74±0.31 9.77±0.62 3.67±0.01bD7(1491.1) 斑點叉尾71.25±1.27 14.00±0.42 10.49±0.95 3.70±0.12bD8(3.1) 異育銀鯽 71.18±0.47ABC16.77±0.33 7.61±1.54 4.66±0.38 D9(7.5) 異育銀鯽 70.49±0.45AB16.81±0.86 6.44±0.61 4.43±0.23 D10(49.8) 異育銀鯽 70.00±0.52A16.62±0.25 7.58±0.87 4.33±0.21 D11(100.5) 異育銀鯽 70.22±0.08AB17.15±0.43 5.81±0.35 4.66±0.26 D12(506.9) 異育銀鯽 71.47±0.24BC17.27±0.36 5.48±0.53 4.75±0.35 D13(965.1) 異育銀鯽 70.03±0.48A16.73±0.27 7.22±0.25 4.50±0.09 D14(1491.1) 異育銀鯽 71.88±0.44C16.90±0.49 5.48±0.82 4.79±0.49方差分析Analysis of variance飼料處理Diet P＞0.05 P＞0.05 P＞0.05 P＜0.05魚種類Species P＞0.05 P＜0.001 P＜0.001 P＜0.001飼料處理×魚種類Diet×Species配對t檢驗Paired t Test P＞0.05 P＞0.05 P＞0.05 P＜0.001 P＞0.05 P＜0.001 P＞0.05 P＜0.001

表5 飼料中銅濃度對異育銀鯽和斑點叉尾血液生理指標的影響Tab. 5 Effect of dietary copper levels on hematic physiological parameters of gibel carp and channel catfish

表5 飼料中銅濃度對異育銀鯽和斑點叉尾血液生理指標的影響Tab. 5 Effect of dietary copper levels on hematic physiological parameters of gibel carp and channel catfish

飼料處理飼料中銅濃度Copper levels (mg/kg)魚種類Fish species血紅蛋白濃度HB (g/L)紅細胞壓積Hct (%)谷丙轉(zhuǎn)氨酶GPT (U/L)谷草轉(zhuǎn)氨酶GOT (U/L)銅鋅超氧化物歧化酶Cu-Zn SOD (U/mL) D1(3.1) 斑點叉尾78.4±1.2 37.0±0.6a15.0±1.8 11.7±2.1 57.9±7.3 D2(7.5) 斑點叉尾62.5±2.1 42.2±0.5ab13.3±1.8 19.7±4.9 65.9±8.4 D3(49.8) 斑點叉尾72.3±11.6 45.7±2.6bc13.8±5.1 16.0±4.4 66.5±4.4 D4(100.5) 斑點叉尾66.1±15.3 57.0±2.9e15.0±3.8 15.0±3.3 67.5±7.1 D5(506.9) 斑點叉尾78.4±15.9 49.3±2.7cd16.1±5.1 12.8±1.7 67.5±5.2 D6(965.1) 斑點叉尾60.1±3.2 54.3±3.2de17.5±6.1 14.8±2.6 65.6±10.5 D7(1491.1) 斑點叉尾71.1±6.8 44.7±0.3bc16.2±1.2 14.4±3.1 65.3±3.7 D8(3.1) 異育銀鯽 81.8±5.7 39.1±2.1 6.8±0.3 131.1±9.3 202.9±12.4 D9(7.5) 異育銀鯽 82.1±3.2 36.4±2.8 6.1±0.5 65.1±7.4a186.5±19.6 D10(49.8) 異育銀鯽 86.8±4.5 48.4±4.7 5.9±0.4 75.5±16.8ab187.1±21.9 D11(100.5) 異育銀鯽 90.2±4.3 51.9±6.7 6.0±0.1 96.4±9.5abc195.5±8.9 D12(506.9) 異育銀鯽 88.4±6.7 44.2±3.4 5.8±0.3 99.2±13.5abc243.7±34.6 D13(965.1) 異育銀鯽 82.9±4.6 42.8±2.6 6.4±0.1 107.3±12.8bc211.4±23.9 D14(1491.1) 異育銀鯽 84.0±1.4 37.4±2.3 7.2±0.5 93.0±11.3abc204.6±58.0方差分析Analysis of variance飼料處理Diet P＞0.05 P＜0.001 P＞0.05 P＞0.05 P＞0.05魚種類Species P＜0.05 P＜0.05 P＜0.001 P＜0.001 P＜0.001飼料處理×魚種類Diet×Species配對 t 檢驗Paired t Test P＞0.05 P＜0.05 P＞0.05 P＜0.05 P＞0.05 P＜0.001 P＞0.05 P＜0.001 P＞0.05 P＜0.001

異育銀鯽血紅蛋白濃度、紅細胞壓積及谷丙轉(zhuǎn)氨酶、銅鋅超氧化物歧化酶活性均未受到飼料中銅濃度的變化的顯著影響(P＞0.05)。而血清谷草轉(zhuǎn)氨酶呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢, 當(dāng)銅濃度為7.5 mg/kg時出現(xiàn)最低值(P＜0.05)。

2.5 組織學(xué)分析

飼料中銅濃度對異育銀鯽肝臟的影響如圖1所示, 飼料中銅濃度≥500 mg/kg時, 異育銀鯽的肝臟與對照組相比內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有擴張的現(xiàn)象。當(dāng)飼料中銅濃度為1500 mg/kg時, 異育銀鯽的肝臟與對照組相比線粒體有腫脹的現(xiàn)象。

飼料中銅濃度對異育銀鯽腸道微絨毛超微結(jié)構(gòu)的影響如圖 3。其中飼料中銅濃度為 3.1 mg/kg時,微絨毛排列整齊、致密。7.5、49.8、100.5、506.9 和1000 mg/kg組與對照組相比柱狀細胞空隙稍微變大, 1500 mg/kg組柱狀細胞空隙與對照組相比明顯變大,排列不整齊。

圖1 不同銅濃度飼料對異育銀鯽肝臟的影響Fig. 1 TEM image of hepatopancreas of gibel carp fed with different copper concentration diet

圖2 不同銅濃度的飼料對斑點叉尾肝臟的影響Fig. 2 TEM image of hepatopancreas of channel catfish fed with different copper concentration diet

2.6 組織中銅的蓄積

如圖 5所示, 魚種類和處理對肌肉中的銅含量沒有交互作用(P＞0.05), 而對肝臟和魚體中的銅含量有交互作用(P＜0.05)。隨著飼料中銅濃度的升高,異育銀鯽和斑點叉尾肌肉中銅濃度沒有顯著差異(P＞0.05), 但異育銀鯽各處理組肌肉的銅濃度均高于斑點叉尾肌肉銅濃度(P＜0.05)。當(dāng)飼料中銅濃度≤506.9 mg/kg時, 異育銀鯽肝臟中銅濃度顯著高于斑點叉尾(P＜0.05), 當(dāng)飼料中銅濃度≥965.1 mg/kg時, 異育銀鯽肝臟中銅濃度顯著低于斑點叉尾(P＜0.05)。當(dāng)飼料中銅濃度≥506.9 mg/kg時, 兩種魚魚體中銅濃度沒有顯著差異(P＞0.05), 當(dāng)飼料中銅濃度≥965.1 mg/kg時斑點叉尾魚體中銅濃度顯著高于異育銀鯽(P＜0.05)。

3 討論

圖3 不同銅濃度的飼料對異育銀鯽中腸微絨毛影響Fig. 3 TEM image of midgut microvillus of gibel carp fed with different copper concentration diet

肝臟對銅的高蓄積能力, 是魚類的某種防御機制, 當(dāng)銅攝入不足時, 肝臟中儲存的銅釋放出來滿足機體代謝需要, 當(dāng)銅攝入過量時, 過多的銅可在肝臟中積累從而降低了機體整體的毒性, 肝臟發(fā)揮了解毒的功能[12]。本研究結(jié)果顯示, 飼料中銅濃度對肝臟中銅的積累有直接影響, 相似的結(jié)果也有報道, Samanta, et al.[26]報道, 隨著飼料中銅濃度的增加, 肝臟中銅的積累顯著增加。Kim和Kang[12]報道,銅在許氏平 鲉肝臟中的積累在銅濃度為500、250、125 mg/kg時分別為對照組的51、18、11倍。這可能是因為肝臟通過誘導(dǎo)金屬結(jié)合蛋白如金屬硫蛋白(MT)的合成, 從而在重金屬的代謝及重金屬的解毒中起著主要的作用, 肝臟是重金屬重要的儲存、代謝及解毒器官[27]。很多研究者關(guān)注肝臟、腸道等器官中銅的積累, 很少有人研究銅在肌肉中的積累,重金屬在肌肉中的積累濃度對魚類消費者健康是非常有影響的[28]。本研究得出, 飼料中銅濃度對斑點叉尾和異育銀鯽肌肉中銅蓄積沒有顯著影響。與此相似, Kim和Kang[12]研究得出, 飼養(yǎng)周期40d后,飼料中銅濃度對許氏平 鲉肌肉中銅積累也沒顯著影響。De Boeck, et al.[23]研究得出, 在實驗周期28d,肌肉中的銅濃度各處理組沒有顯著差異。這也許是魚體肌肉中的銅具有自我平衡調(diào)節(jié)功能, 可被機體有效地調(diào)節(jié)[13]。

圖4 不同銅濃度的飼料對斑點叉尾中腸微絨毛影響Fig. 4 TEM image of midgut microvillus of channel catfish fed with different copper concentration diet

血液學(xué)指標通常是評價化學(xué)物對魚類潛在污染最合適的指標之一[29]。Kim 和 Kang[12]對 許氏平鲉的研究發(fā)現(xiàn), 飼料中的銅暴露對許氏平 鲉的血紅蛋白濃度和紅細胞壓積沒有顯著性影響。Shaw和Handy[11]對羅非魚的研究發(fā)現(xiàn), 含銅飼料暴露 42d,各處理之間血紅蛋白濃度和紅細胞壓積沒有顯著性差異。這意味著魚體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)以及載氧能力沒有受到影響[12]。在本實驗中也得出了相似的結(jié)果, 飼料中銅濃度對異育銀鯽的血紅蛋白濃度和紅細胞壓積沒有顯著影響; 但斑點叉尾的紅細胞壓積先升高后降低, 血紅蛋白濃度沒有顯著差異, 且異育銀鯽各處理組的血紅蛋白濃度和紅細胞壓積均高于斑點叉尾, 這也說明雜食性的異育銀鯽比肉食性的斑點叉尾對銅的耐受性高。不同的結(jié)果也見于Mustafa, et al.[25]對鯉魚(Cyprinus carpio)的研究, 在低氧狀態(tài)下飼養(yǎng)鯉魚30d, 血紅蛋白濃度和紅細胞壓積均顯著增加, 造成差異的原因可能是魚的規(guī)格、飼養(yǎng)環(huán)境不同。魚的生長階段不同, 對銅的代謝能力不同[4]。首先鯉魚大小為16.2 g左右, 本實驗異育銀鯽128.6 g左右,斑點叉尾159.4 g左右, 魚的規(guī)格不同,對銅的耐受性不同; 其次鯉魚的養(yǎng)殖環(huán)境是實驗室水族箱,本實驗是在池塘網(wǎng)箱中進行的,所以水溫、溶氧等水化指標不同也是造成差異的原因。

SOD作為一種抗氧化酶在細胞免除自由基的損害中起著重要的作用[30]。在本實驗中, 隨著飼料中銅的濃度的增加, 斑點叉尾血清中 Cu-Zn SOD酶活性具有先升高后下降的趨勢, 但沒有受到顯著影響, 異育銀鯽血清中 Cu-Zn SOD酶活性也沒有顯著差異。相反的研究結(jié)果也見于之前的報道, Wang, et al.[31]對皺紋盤鮑(Haliotis discus hannai Ino)的研究得出, 隨著飼料中銅濃度的增加, 血清 Cu-Zn SOD 酶先升高后下降, 且差異顯著。造成結(jié)果的差異也許是因為飼養(yǎng)周期、體重、魚的種類不同造成的。皺紋盤鮑飼養(yǎng)周期24周,本實驗養(yǎng)殖周期為 4周, 這說明實驗周期短不足以影響魚類的血液生理; 皺紋盤鮑屬于單殼軟體動物,魚的體重是0.6 g左右, 本實驗異育銀鯽(128.6 g左右)屬于雜食性魚類, 斑點叉尾(159.4 g)屬于肉食性魚類, 魚的食性、體重不同對銅的耐受性不同,這也是造成結(jié)果差異的原因。

圖5 實驗結(jié)束時異育銀鯽和斑點叉尾攝食不同銅水平飼料肌肉(A)、肝臟(B)和魚體(C)中含量Fig. 5 Effect of dietary copper levels on muscle, liver and fish body Cu concentration of gibel carp and channel catfish at the end of the experiment

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EFFECTS OF DIETARY COPPER AT DIFFERENT CONCENTRATIONS ON GIBEL CARP AND CHANNEL CATFISH

CHONG Xiang-Yu1,2, ZHOU Li-Zhi1, HAN Dong2,3, ZHU Xiao-Ming2,YANG Yun-Xia2, JIN Jun-Yan2, and XIE Shou-Qi2
(1. School of Resources and Environmental Engineering, Anhui University, Hefei 230601, China; 2. State Key Laboratory of Freshwater Ecology and Biotechnology, Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430072, China; 3. Freshwater Aquaculture Collaborative Innovation Center of Hubei Province, Wuhan 430070, China)

Experiments were conducted for 4 weeks to investigate the effect of dietary copper at different levels on the growth, feed utilization, hematological parameters and the copper accumulation in gibel carp (Carassius auratus gibelio) CAS III [initial body weight of (128.6±2.0) g] and channel catfish (Ictalurus punctatus)[initial body weight of (159.4±2.0) g]. Seven semipurified diets were supplemented with dietary copper (CuSO4·5H2O) at graded levels (3.1, 7.5, 49.8, 100.5, 506.9, 965.1 and 1491.1 mg/kg diet). The results showed that feeding rate (FI) of gibel carp was not aftected by the increase in the dietary copper concentration (P＞0.05); in the contrast the specific growth rate (SGR) significantly decreased. The SGR reached the lowest value when dietary copper concentration was 1491.1 mg/kg (P＜0.05). The feed efficiency (FE) showed a similar trend to the SGR. The viscerosomatic index (VSI) and the hepatosomatic index (HSI) also significantly decreased along with the increase in the dietary copper level (P＜0.05), but the condition factor (CF) was not affected (P＞0.05). The activity of the serum glutamie-oxalacetic transaminase (GOT) was the lowest when dietary copper concentration was 7.5 mg/kg (P＜0.05). However, the concentration of the dietary copper did not affect hematocrit (Hct), hemoglobin (Hb), and the activities of serum glutamic-pyruvic transaminase (GPT) and copper-zinc superoxide dismutase (Cu-Zn SOD) (P＞0.05). As the concentration of the dietary copper increased, the copper accumulation in the liver and the fish body was significantly elevated accordingly (P＜0.05), but the accumulation in fish muscles was not affected (P＞0.05). Similarly in channel catfish the FI was not aftected by the concentration of the dietary copper rose (P＞0.05); the SGR showed an apparent but non-significant decrease (P＞0.05); the FE dropped along with the increase in the dietary copper level (P＜0.05); the HSI and the CF significantly decreased as well (P＜0.05); but the VSI was not affected by the concentration of the dietary copper (P＞0.05). In channel catfish, except for Hct (P＜0.05) the dietary copper level did not affect the activities of serum GPT, GOT, Cu-Zn SOD and Hb. The copper accumulation in channel catfish showed a similar trend to gibel carp. In conclusion, dietary copper at high concentrations could decrease the growth and feed utilization in gibel carp and channel catfish, and channel catfish could be more sensitive than gibel carp.

Gibel carp; Channel catfish; Copper; Growth; Hematological immunity; Copper accumulation

S963.73

A

1000-3207(2014)04-0751-13

10.7541/2014.106

2014-03-04;

2014-05-01

“飼料高效低耗加工技術(shù)研究與示范” 公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201203015); 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系-大宗淡水魚類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系–鯽魚營養(yǎng)需求與飼料崗位(CARS-46-19); 水產(chǎn)養(yǎng)殖動物營養(yǎng)需求與高效配合飼料開發(fā)公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201003020)資助

種香玉(1986—), 女, 河南濮陽人; 碩士研究生; 研究方向為魚類生理生態(tài)學(xué)。E-mail: chongxiangyu @126.com

解綬啟, E-mail: sqxie@ihb.ac.cn