溫度和溶氧對施氏鱘胚胎發(fā)育及氧化—抗氧化生化指標影響的研究

謝先中 陳友明 冉光鑫 楊斌 王永樹

摘 要：以施氏鱘為研究對象，觀察不同溫度和溶氧對胚胎孵化率、畸形率及SOD、CAT、丙二醛（MDA）含量等氧化-抗氧化生理指標的影響。結(jié)果表明：孵化溫度為18℃～22℃（溶氧7.0 mg/L以上），溶氧為6.71mg/L 和7.28 mg/L時（溫度20℃），施氏鱘胚胎有較高的孵化率、較低的畸形率和較低MDA含量。溫度升高、溶氧降低時，為了降低ROS對機體的損傷，機體通過增加SOD，CAT活性來適應(yīng)不良孵化生態(tài)因子的變化。

關(guān)鍵詞：溫度；溶氧；施氏鱘；胚胎發(fā)育；氧化-抗氧化生化指標

中圖分類號 S917.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）14-0073-02

鱘魚隸屬于硬骨魚綱，輻鰭亞綱，鱘形目，鱘科，鱘屬，是現(xiàn)存最古老的脊椎動物之一，有活化石之稱。鱘魚肉質(zhì)鮮美，無肌間刺，魚肉低脂肪、高蛋白、富含不飽和脂肪酸和葉酸，并具有一定的抗癌和美容效果，市場供不應(yīng)求[1-2]。近年來，隨著鱘魚南移馴養(yǎng)成功，鱘魚人工養(yǎng)殖技術(shù)和規(guī)模發(fā)展迅速，高質(zhì)量苗種的供應(yīng)已成為制約施氏鱘養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。

鱘魚孵化條件要求較高，溫度過高、缺氧等不良孵化條件，均可導(dǎo)致鱘魚胚胎活性氧（ROS）增加，特別是在神經(jīng)胚期以后，抗氧化酶類逐漸消耗，細胞體內(nèi)活性氧不能得到及時清除，ROS生成增多，脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA過氧化，往往導(dǎo)致胚胎發(fā)育氧化損傷、死亡現(xiàn)象。正常的機體內(nèi)，ROS會被抗氧化系統(tǒng)降解以維持機體的健康狀態(tài)。這一抗氧化系統(tǒng)包括超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）等[3-4]。本試驗以常見鱘魚養(yǎng)殖品種施氏鱘為研究對象，觀察不同溫度和溶氧對施氏鱘胚胎孵化率、畸形率及SOD、CAT、丙二醛（MDA）含量等氧化-抗氧化生理指標的影響，為通過孵化生態(tài)因子調(diào)控降低ROS氧化損傷提供理論參考，從而有效提高施氏鱘胚胎孵化率及降低畸形率。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 施氏鱘親魚雄性體重15kg，雌性體重43kg，人工注射LRHA催熟，采用剖腹法取卵，干法人工授精后的魚卵用滑石粉脫粘，放入控溫的水族箱中孵化。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計 溫度試驗共設(shè)置4個梯度，分別為18℃、20℃、22℃、24℃和26℃。孵化溶氧保持在7.0mg/L以上。溶氧試驗通過沖氣量控制，設(shè)為不充氣、微充氣和大量充氣，實際測得3個溶氧梯度，分別為4.10mg/L、6.71mg/L、7.28mg/L，孵化溫度20℃。

1.2.2 胚胎發(fā)育孵化及觀察 孵化用水為過濾、暴氣、凈化后的自來水。每個孵化箱孵化200～300粒受精卵。孵化過程中由水質(zhì)凈化系統(tǒng)自動凈化，無需換水，觀察統(tǒng)計孵出仔魚的胚胎數(shù)、孵出劣仔數(shù)等。

1.2.3 胚胎生化指標測定 選取存活的的施氏鱘孵出期胚胎，設(shè)3個平行，將胚胎樣品加入3倍體積的PBS緩沖液，冰浴勻漿5min，4℃下3000r/min冷凍離心10min，取其上清液用于測定。SOD、CAT、MDA含量均采用南京建成生物工程研究所的試劑盒，方法參見試劑盒。SOD活力單位定義為1U/mg prot，CAT活力單位定義為1U/mg prot，MDA表示為nmol/mg prot。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對施氏鱘胚胎發(fā)育及氧化-抗氧化生化指標的影響 從表1看出，孵化溫度為18～22℃時，孵化率相對較高為75%～82%、畸形率較低為7.9%～11.8%。溫度大于24℃時畸形率比例達40%，溫度大于26℃時，施氏鱘胚胎幾乎不能孵出，孵化率只有2.2%。

從氧化-抗氧化生化指標來看，孵化溫度為18℃～22℃時，SOD、CAT酶活力隨水溫升高而顯著升高。在22℃，SOD、CAT酶活力最高；低于或超過22℃，SOD、CAT酶活力顯著下降。孵化溫度為18～26℃時，MDA的含量隨溫度升高而顯著升高。

2.2 溶氧對施氏鱘胚胎發(fā)育及氧化-抗氧化生化指標的影響 從表2看出，低氧對施氏鱘胚胎發(fā)育及氧化-抗氧化生化指標有非常顯著的影響。孵化溶氧為6.71mg/L和7.28mg/L時，孵化率達79%和82%，畸形率只有10.9%和9.1%。而溶氧在4.10mg/L時，施氏鱘胚胎孵化率只有19.9%，畸形率高達25.3%。

從氧化-抗氧化生化指標來看，溶氧為6.71mg/L和7.28時mg/L，SOD酶活力、CAT酶活力、MDA的含量差異不顯著。而溶氧為4.10mg/L時，SOD酶活力、CAT酶活力以及MDA的含量顯著升高。

3 結(jié)論與討論

從試驗結(jié)果可知，溫度和溶氧影響氧化-抗氧化生化指標，從而影響施氏鱘胚胎的發(fā)育。ROS的產(chǎn)生與抗氧化酶清除ROS相平衡時，施氏鱘胚胎能夠處于良好健康的發(fā)育狀態(tài)，表現(xiàn)為較高的孵化率和較低的畸形率。本試驗中孵化溫度為18℃～22℃（溶氧7.0mg/L以上），孵化率相對較高，為75%～82%；畸形率較低，為7.9%～11.8%；MDA較低，為0.16±0.03～0.25±0.01（U/mg prot）。同時，在胚胎孵化中，要注意保持充足的溶氧，溶氧為6.71mg/L和7.28mg/L時（溫度20℃），施氏鱘胚胎有較高的孵化率和較低的畸形率，孵化率相對較高為79%～82%，畸形率較低為9.2%～10.9%，MDA較低為0.21±0.01～0.22±0.01（U/mg prot）。

魚類胚胎孵化的過程，實質(zhì)上是胚胎本身發(fā)生的一系列生理、生化反應(yīng)的過程。這一系列反應(yīng)過程通常需要適宜的溫度條件。溫度升高，魚類胚胎代謝酶活性提高，代謝加快，ROS的產(chǎn)生也不斷增加。而SOD和CAT是動物機體內(nèi)兩種重要抗氧化活性酶，對機體抵御氧化損傷起到重要的保護作用。SOD是機體內(nèi)天然存在的超氧自由基清除因子，它可以把有害的超氧自由基轉(zhuǎn)化為H2O2；而CAT的主要作用是催化H2O2分解為H2O與O2，使得H2O2不與O2在鐵螯合物作用下反應(yīng)生成非常有害的·OH[3-9]。

本試驗中，溫度升高，施氏鱘胚胎SOD酶活力、CAT酶活力也隨之升高。但SOD酶活力、CAT酶活力不足以清除ROS，表現(xiàn)為隨著溫度的升高，施氏鱘胚胎MDA含量不斷增加。MDA是氧自由基攻擊生物膜磷脂中的多不飽和脂肪酸引發(fā)的最重要產(chǎn)物之一。它的產(chǎn)生還能加劇膜的損傷，MDA的測定常常與SOD的測定互相配合，SOD活力的高低間接反映機體清除氧自由基的能力，而MDA的高低又間接反映了機體細胞受自由基攻擊的嚴重程度[3-9]。

溶氧對維持水產(chǎn)動物機體生命活動十分重要，當(dāng)組織細胞得不到充足的氧，或不能充分利用氧時，組織的代謝機能，甚至形態(tài)結(jié)構(gòu)都可能發(fā)生異常變化，缺氧損傷的機制之一是自由基損傷。有研究表明，在缺氧狀態(tài)下，體內(nèi)自由基代謝發(fā)生紊亂，其含量異常升高，引起脂質(zhì)過氧化損傷，形成丙二醛等氧化產(chǎn)物，為了降低ROS對機體的損傷，機體通過改變一些抗氧化酶，如SOD，CAT等的活性來適應(yīng)低氧[10-12]。本試驗中，溶氧為4.10mg/L時，SOD酶活力、CAT酶活力顯著升高。

本試驗只選取了施氏鱘胚胎孵出期1個時期的氧化-抗氧化生化指標，不能反映溫度和溶氧對整個胚胎發(fā)育期的影響，而魚類胚胎不同時期對溫度和溶氧的敏感性不相同，通過孵化生態(tài)因子調(diào)控，避開高溫低氧的胚胎敏感期，可提高施氏鱘的孵化率、降低畸形率。同時，溫度和溶氧對施氏鱘胚胎發(fā)育生理指標的影響是多方面的，如代謝相關(guān)酶與施氏鱘胚胎發(fā)育直接相關(guān)，有必要進一步深入研究。

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（責(zé)編：王慧晴）