第40卷 第6期 Vo1.40 No.6 淡水渔业 2010年11月 Nov.2010 Freshwater Fisheries 胭脂鱼仔鱼的生 长和消 化酶活力变化 郑凯迪 ,陈桂来 ,孙 彬 ,王祥川 ,许莉佳 ,李 云 (1.西南大学生命科学学院,教育部淡水鱼类资源与生殖发育重点实验室; 2.西南大学动物科技学院,重庆400715) 摘要:对胭脂鱼(Myxocyprinus asiaticus)孵化后1~37 d仔鱼的体长、体重、RNA/DNA比率、胰蛋白酶、脂肪酶 和淀粉酶的酶活力变化进行了测定。结果显示:胭脂鱼仔鱼l~37 d体长稳定增长。体重增加呈阶段性,在l~ 21 d体重增长缓慢,21~29 d体重增加较快,29~37 d体重快速增加。仔鱼从7 d开始摄食,1~6 d,RNA/DNA 比率变化很小,蛋白含量逐渐降低;7~21 d,RNA/DNA比率波动较大,蛋白含量增长缓慢;21~37 d,RNA/ DNA比率和蛋白质均增长迅速。生长率(GR)与RNA/DNA比率的回归方程为:GR=1.01RNA/DNA+1.6077(R =0.8516)。从2、5和7 d开始分别检测到明显的胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活力,之后,消化酶活力随着发育 先快速地上升然后波动性地下降到一个稳定水平。结果表明:胴脂鱼仔鱼从内源性到外源性营养转化过程中, 不同的消化酶能够检测到明显酶活力的时间不同,到仔鱼开始摄食时已经具备消化蛋白质、脂肪和淀粉的能力; RNA/DNA比率可以作为判定仔鱼生长率的可靠指标。 关键词:胭脂鱼(Myxocyprinus asiaticus);仔鱼;生长;RNA/DNA比率;消化酶活力 中图分类号:s941.42;Q93.331 文献标识码:A 文章编号:1000—6907一(2010)06-0009-06 Variations of growth and digestive enzymes activities in the developmental Chinese sucker larvae(Myxocyprinus asiaticus Bleeker) ZHENG Kai.di ,CHEN Gui—lai ,SUN Bin ,WANG Xiang—chuan ,XU Li-jia ,LI Yun ’ (1.Key Laboratory of Freshwater Fish Resources and Reproductive Development, Ministry of Education,School f oScience; 2.College f oAnimal Sciecen and Technology,Southwest University,Chongqing 4007 1 5) Abstract:To better understand the development of Chinese sucker larvae,body length,body weight,RNA/DNA ratm , and the variations of trypsin,lipase and amylase enzymatic activities were measured during Chinese sucker larval develop— ment(1~37d).Results showed that the body length of Chinese sucker larvae were increased stably during 1~37 d. Weight gain displayed a step increases,it was slow during 1~21 d,fast during 21~29 d,and faster in 29~37 d.The larvae start initial feeding on the 7 d.RNA/DNA ratio changed a little bit and protein content decreased gradually during 1 ~6 d;RNA/DNA ratio and protein content increase slowly during 7~2 1 d;RNA/DNA ratio and protein content in— creased rapidly during 2 1~37 d.Linear regression equation of growth rate(GR)and RNA/DNA ratio is GR= 1.Ol RNA/DNA+1.6077(R =0.8516).The enzymatic activities of trypsin,lipase and amylase were detected obviously in 2,5 and 7 d respectively,then sharply rose and fluctuated down to a stable level at last.The results suggested that during the transition from endogenous nutrition to endogenous nutrition in Chinese sucker larvae,different digestive enzy— matic activities initially appeared at different time.On the 7 d,larvae were able to digest the protein,lipid and starch in diet.RNA/DNA ratio was a reliable index to determine growth rate of Chinese sucker lmwae. Key words:Chinese sucker(Myxocyprinus asiaticus);larvae;growth;RNA/DNA ratio;digestive enzyme activity 收稿日期:2010—08—12 资助项目:国家自然科学基金(30670266);国家重大科学研究计划(“973”)项目(2009CB941200);教育部留学回国人员科研启动基金 (教外司2006—331);西南大学博士启动基金(2005博05) 第一作者简介:郑凯迪(1980一 ),女,博士研究生,专业方向为鱼类生物化学与分子生物学。E-mail:z kd2004@126.coin 通讯作者:李云。E—mail:yunl ̄l@yahoo.COB.an 1O 淡水渔业 鱼类早期发育对其生长生存非常重要,仔鱼对 营养的消化、吸收、运输与成鱼不同¨ ,它们对 GR=100 (1n 2一Jn 1)/(t2一t1) 注:式中:W 为初始体重(g), 为终体重 摄人食物的细胞外分解主要依靠胰腺分泌的消化酶 在肠中进行,消化酶的活力变化对仔鱼的营养代谢 起着重要的作用 。胭脂鱼(Myxocyprinus asiaticus Bleeker)属鲤形目,亚口鱼科,胭脂鱼属,是长江 上游特有鱼类,国家二级保护动物 ,具有重要 的经济价值和学术价值一 J。关于胭脂鱼仔鱼早期 生长发育过程,研究者从开口饲料 ’ ,早期行 (g),t 表示初始天数(d),t 表示终止天数(d) 1.4 RNA/DNA比率、蛋白含量、消化酶活力测定 RNA/DNA比率的测定参考Mathers等¨ 的方 法,采用岛津uV一1700分光光度计进行测定。 将保存于一80℃的样品取出,分别按照试剂 盒要求测量蛋白含量和酶活力。蛋白含量采用考马 为 ,胚胎发育 m 等多方面进行过研究,但是关 于仔鱼生长规律和转食阶段消化酶的变化未见报 道。为了解胭脂鱼仔鱼早期生长发育规律和食性转 换过程中的生理变化,本研究对1~37 d的胭脂鱼 仔鱼的体长、体重和RNA/DNA比率进行了测定, 分析了仔鱼RNA/DNA比率和瞬时生长率之间的关 系,对胰蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的酶活力进行了 测定,旨在为胭脂鱼的生物学研究提供基础资料, 也可为开发更有效的仔鱼饲料和优化胭脂鱼培育技 术提供参考。 1材料和方法 1.1实验鱼的饲养 胭脂鱼受精卯购自万州水产研究所,在500 L 水族箱中孵化,水温(18±1)℃,每天用等温水换 水两次。受精卵经过7 d出膜。将出膜后仔鱼900 尾,分为3个平行组,每组300尾,养殖于240 L 水族箱中,水温控制在(21.0±0.5)oC,24 h微充 气,每天上下午各用等温水换水1/3,吸污1次。 在孵化后7 d,仔鱼开始投喂卤虫,每天2次,分 别为10:00和17:30。光周期为14 h光照:10 h黑 暗。 1.2取样 胭脂鱼仔鱼1~10 d每天取样,从11 d开始隔 天取样,从21 d开始隔4天取样,直到37 d。每 次取样均在上午投喂之前。取样时从每个平行组中 各随机抽取10尾,先按照1.3描述的方法测量体 长和体重,然后在液氮中速冻后储存于一80℃备 用。 1.3体长体重测定和生长率计算 测量每隔4天所取每尾样品鱼的体长和湿重, 用体视显微镜(Nikon,C—BD230)和测微尺测量样 品鱼体长,用FA-2004A电子天平(上海精天,感 量0.1 mg)测量样品鱼的湿重。生长率(GR)计算 采用以下公式: 斯亮兰蛋白测定试剂盒,胰蛋白酶活力采用胰蛋白 酶测定试剂盒,淀粉酶活力采用淀粉酶(AMS)测 定试剂盒(碘一淀粉比色法),脂肪酶活力采用脂 肪酶测定试剂盒。所有蛋白质和酶活力试剂盒均购 自南京建成科技有限公司。 酶活力单位定义:胰蛋白酶活力单位定义,在 pH 8.0,37 oC条件下,每毫克蛋白中含有的胰蛋 白酶每分钟使吸光度变化0.003即为一个酶活力单 位(U)。淀粉酶活力单位定义,组织中每毫克蛋白 在37 cCj下与底物作用30 rain,水解10 mg淀粉定 义为1个淀粉酶活力单位(U)。脂肪酶活力单位定 义,37 cc条件下,每克组织蛋白与底物反应 1 min,每消耗1 txmol底物为1个酶活力单位(U)。 1.5数据分析 结果用mean±SD表示,Duan S多重比对进行 显著性分析。作图使用GraphPad Prism 5(GraphPad Software,Inc.USA)。 2结果 2.1胭脂鱼仔鱼的生长 胭脂鱼仔鱼的体长增长曲线见图1A。在实验 期问胭脂鱼仔鱼体长增加总体趋势是平稳增加。胭 脂鱼仔鱼体重的增长大致可分为3个阶段(图1B): 在1~21 d体重增长平缓,其中在1~17d,胭脂鱼 体重逐渐增加但没有达到显著水平(P>0.05), 21 d时达到(28.2±2.4)mg;在21~29 d与前一 阶段比较体重显著增加(P<0.05);从第29天开 始,体重快速增加,到37 d体重达到(98.4±4.0) mg。仔鱼在1~37 d之间,体长增加了2.7倍,体 重增加了12.9倍。 2.2 RNA/DNA比率 胭脂鱼仔鱼RNA/DNA比率随时间的变化如图 2,在1~6 d,RNA/DNA比率变化很小,在7 d 时,RNA/DNA比率突然增加,之后RNA/DNA比 率波动增加。从19 d开始,RNA/DNA比率持续升 第6期 郑凯迪等:胭脂鱼仔鱼的生长和消化酶活力变化 讲 z024 2O 一 三16 12 8 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 出膜后天数(d) A 120 100 80 1}啊I 6O 僻 z(I z 蛏 7 6 5 4 340 20 O 图1 胭脂鱼仔鱼在实验期间的生长曲线 ¨g.1 Chinese sucker(M.asiaticus),larval growth(1uring the experiments A.体长(I]IIl1)曲线,B.体重(mg)曲线;小写字母表示显著性差 异(P<0.05) 8 7 6 5 4 3 2 l 0 一 【】一埒半酬 1 5 9 13 l7 2l 25 29 33 37 出膜后天数(d) 图2胭脂鱼发育过程1~37d RNA/DNA比率变化 Fig.2 RNA/DNA ratios(mean±SD)of( asiaticus) larvae during ontogenetic development 高,37 d时达到最高为(5.88±0.18),比1 d时增 加了6.16倍。 6 5 4 一 0 一 槲 9 "袄B出 嗔 2数 l( d 凹 ∞ 1 O 出膜后天数(d) b 图3 RNA/DNA比率与生长率(GR)之间的关系 Fig.3 Relationship between nlean RNA/DNA ratio and growth rate a,线性关系;b,RNA/DNA比率、生长率(GR)与时间的关系 联合分析胭脂鱼仔鱼的生长率(GR)和RNA/ DNA比率,其线性关系如图3a所示,两者之间的 线性回归方程为: GR=1.01RNA/DNA+1.6077(R =0.8516) 随着胭脂鱼仔鱼的发育,RNA/DNA比率和 GR的变化如图3b所示,RNA/DNA比率几乎呈直 线上升,而生长率呈波动曲线上升趋势。 2.3 仔鱼生长过程蛋白质含量和酶活力的变化 胭脂鱼仔鱼蛋白质含量随发育时间的变化如图 4a所示,在1~6 d,蛋白质含量急剧降低,6 d时 达到最低值。7 d时,蛋白质含量迅速升高。在7 ~15 d维持在约1.5 mg/mL,15~21 d蛋白质含量 缓慢增加,21 d之后,蛋白质含量快速增加,37 d 时蛋白含量达到最高值。 在胭脂鱼早期发育过程中,胰蛋白酶活力的变 化如图4b。在5 d时即可检测到明显的胰蛋白酶活 力,为(9.13±2.31)U/mg protein,之后酶活力 逐渐增加。7 d后,胰蛋白酶活力急剧增加,到10 d 时达到(61.23±3.70)U/mg protein;之后,胰蛋 白酶活力随着仔鱼的发育逐渐波动降低,29 d后, 胰蛋白酶活力波动减小,逐渐趋于平稳,直到实验 结束。 3 2 12 淡水渔业 4 70 .鲁60 3 &50 b0 40 棚2 缸 魑 囊3皿 苗 0 黼1 皿20 鳘l0 O O l 5 9 13 17 21 25 29 33 37 l 5 9 13 17 21 25 29 33 37 出膜后天数(d) 出膜后天数(d) a b 0.6 一 :125 .量 2 100 盆 ∞ 吕 75 一 ・R 蝗 蜒5O 枯 溢 彝 鉴 磐25 0 1 5 9 13 17 2l 25 29 33 37 l 5 9 l3 l7 2l 25 29 33 37 出膜后天数(d) 出膜后天数(d) C d 图4胭脂鱼发育过程中蛋白质含量和消化酶活力 Fig.4 The protein content,trypsin activity,amylase activity and lipase activity in Chinese sucker, (M.asiatic ̄)larvae during ontogenetie development a.蛋白质含量(rag/mL),b.胰蛋白酶活力(U/mg protein),c.淀粉酶活力(U/rag protein),d.脂肪酶活力(U/nag protein) 淀粉酶活力的变化如冈4c。在7d的仔鱼中可 鱼仔鱼发育到出膜后第7天开始投喂,能在消化管 以检测到明显的淀粉酶活力,为(0.30±0.01)U/ 中检测到卤虫的存在,其开口时间比张春光等 mg protein,之后淀粉酶活力迅速增加,到9d时增 的报道提前,可能是因为本研究中养殖水温较高的 至(0.57±0.02)U/rag protein,之后,淀粉酶活力 原因所致(后者的实验温度为18.7 oC)。仔鱼开始 上下波动,实验结束时和7d的淀粉酶活力近似。 摄食后其生理生化指标也随之开始发生了明显的变 脂肪酶活力的变化如图4d。在2 d的仔鱼中即 化,如RNA/DNA比率在1~6 d之间时几乎没有 可以检测到明显的脂肪酶活力,为(23.78±2.23) 变化,但从7 d开始波动增加;蛋白质含量在孵化 U/mg protein,随后脂肪酶活力逐渐增加,从5 d 后前6 d逐渐下降至最低,而从7 d开始明显上升。 开始,酶活力急剧增加,到10 d达到(140.38± 在1~6 d胭脂鱼仔鱼消化器官尚未发育完全,主 3.13)U/rag protein;之后脂肪酶活力迅速降低, 要利用卵黄中的营养物质提供生长发育的能量,卵 在17 d出现回升,之后又迅速降低,从25 d开始 黄蛋白一直在消耗,所以总蛋白表现为逐渐降低的 脂肪酶活力趋于恒定。 趋势,RNA/DNA比率没有明显变化,此时生长缓 ^ 、|.、^ j 、J 慢,但是开始投喂后(7 d),仔鱼蛋白质含量开始 明显上升。这些指标的变化反映了胭脂鱼仔鱼营养 3.1胭脂鱼仔鱼营养转换过程和生长率的变化 方式的转换。据报道胭脂鱼孵化后的第7天,肝、 本研究中,在(21.0±0.50)CCI条件下,胭脂 第6期 郑凯迪等:胭脂鱼仔鱼的生长和消化酶活力变化 胆、消化管已能很清晰地观察到 ,此时仔鱼在 生理上可能已经具备了一定的消化外源营养物质的 能力。 一些研究表明RNA/DNA比率可以指示仔鱼和 无脊椎动物营养状况和生长率 ” ,RNA/DNA比 率已经在一些鱼类¨ 和无脊椎动物¨ 中作为反映 幼体瞬时生长率的可靠指标。RNA/DNA比率和体 长及体重之间存在正相关¨ ”J。在胭脂鱼仔鱼中, RNA/DNA比率与生长率(GR)之间也存在着正相 关,且相关系数较高,为0.8516;在RNA/DNA 比率和GR随时间的变化中可以看到,RNA/DNA 比率随着发育呈现出近似直线的上升趋势,在5~ 37 d,除了13 d外,胭脂鱼仔鱼的GR都高于 RNA/DNA比率,GR虽然呈曲线,但是也有波动 上升,两者在趋势上基本一致,所以胭脂鱼仔鱼的 RNA/DNA比率能够较真实地反映胭脂鱼仔鱼的瞬 时生长率。 从7 d开始,仔鱼除了继续利用卵黄中的营养 物质外,开始摄取外源营养,处于从内源营养向外 源营养过渡的阶段,此时仔鱼的体重虽有增加但差 异并不显著(P>0.05),RNA/DNA比率增加的幅 度也较小,甚至还出现了上下波动,由于外源营养 的摄入使仔鱼的体内蛋白质含量增加,但同时卵黄 蛋白也在不断消耗,仔鱼体内的蛋白质处于一个身 体蛋白质合成和卵黄蛋白质消耗的动态变化中,因 此体内蛋白质含量增长缓慢。当卵黄吸收完后 (21 d),外源性营养物质成为仔鱼生长发育能量的 主要来源¨ ,此时RNA/DNA比率迅速增加,体 内的蛋白质含量逐渐增加,仔鱼体重明显增加,生 长速度加快。 3.2 I11111 ̄鱼仔鱼消化酶活力的变化 检测到明显消化酶活力的时间是选择仔鱼饵料 的重要参数_l 。本研究发现,在孵化2 d后的胭 脂鱼仔鱼中就可以检测到明显的脂肪酶活力。Ooz— eki等 认为在仔鱼中存在2种脂肪酶,一种与卵 黄的吸收有关,能够水解卵黄中的脂质;另一种脂 肪酶是在发育后期才出现,与外源性的脂质消化有 关。本实验前期阶段所检测到的脂肪酶可能是水解 卯黄中脂质的酶,在初次投喂之前就已经存在,随 着卵黄的吸收,其活力逐渐降低。在孵化后第21 天卵黄吸收完毕后,检测到的可能主要是第二种脂 肪酶,用于消化外源性脂质。 在孵化5 d后的胭脂鱼仔鱼中可以检测到明显 的胰蛋白酶活力,表明在没有食物诱导的条件下, 胭脂鱼仔鱼也能够合成消化酶。初次投喂后,胰蛋 白酶活力显著增加。说明食物对胰蛋白酶的分泌有 刺激作用 ¨。开始摄食后,消化酶活力主要受消 化器官发育的影响,也会对食物数量和组成做出反 应,受遗传和食物诱导的双重作用 。在刚刚开 口时,胭脂鱼仔鱼的消化器官还没有完全发育成 熟,捕食和消化能力均很弱,随着发育的进行,捕 食和消化能力都有很大的提高。所以消化酶活力表 现为随发育时间不断的增加 。在继续投喂后, 胰蛋白酶活力发生上下波动,这反映了仔鱼对饵料 的一个适应过程。在29 d后,胰蛋白酶活力逐渐 趋于稳定,相似现象也能够在欧洲海鲈 和黄花 鱼 中观察到。 淀粉酶活力在很多仔鱼的早期发育中都能检测 到如欧洲海鲈 、银头鲷 等。P6res等 发现 淀粉酶活力表达模式受食物数量和质量调控,在不 同的鱼类中表达模式不同,与摄食习惯如食物组 成、食物数量和取样时间有关 。淀粉酶在早期 发育中的作用还不十分清楚,Cahu等 。。认为淀粉 酶活力的出现是肝胰脏成熟的标志。在胭脂鱼仔鱼 中,恰好在开始投喂时(7 d)可以检测到明显的淀 粉酶活力,并且随着投喂时间的增加而增加,表明 胭脂鱼仔鱼的淀粉酶活力很可能是由食物诱导产生 的。在随后的发育过程中,淀粉酶活力出现上下波 动,但淀粉酶活力始终较低。这可能与饲喂的开口 饵料卤虫的淀粉含量较低(只有3.4%)[31 有关, 也提示如果仔鱼缺乏某种营养物质,仔鱼体内消化 该物质的酶合成也会降低。 综上所述,本研究对孵化1—37日的胭脂鱼仔 鱼的研究表明 胭脂鱼仔鱼早期发育过程中,孵化 后体长和体重增加迅速,RNA/DNA比率较可靠地 反映了仔鱼瞬时生长率,可以作为仔鱼的生长指 标。胭脂鱼仔鱼从内源性到外源性营养转化过程 中,不同消化酶可以明显检测到酶活力的时间不 同,胰蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶活力变化表现出先 显著增加然后逐渐下降并趋于稳定的变化规律。能 够检测到明显酶活力的时间和酶活力水平可能受到 发育的遗传程序控制和外源食物诱导的影响,胭脂 鱼仔鱼孵化7天后已经具备消化蛋白质、脂肪和淀 粉的能力 参考文献: [1]Dabrowski K.The feeding of ifsh larvae:present“state of the art” and perspectives[J].Reprod Nutr Dev,1984,24:807—833. 14 [2]刘铭,胡先成,韩淡水渔业 2010正 强,等.河川沙塘鳢胚胎、仔鱼发育 [19]Segner H,Storch V,Reinecke M,et a1.The development of functional digestive and metabolic organs in turbot,Seophthalmus 过程中蛋白酶活力的变化[J].淡水渔业,2008,(38)5:39— 41. ulaxiulus[J].Mar Biol,1994,119(3):471—486. 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