溫度和溶氧對施氏鱘胚胎發育及氧化—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活性來適應不良孵化生態因子的變化。

關鍵詞：溫度；溶氧；施氏鱘；胚胎發育；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，是現存最古老的脊椎動物之一，有活化石之稱。鱘魚肉質鮮美，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，市場供不應求[1-2]。近年來，隨著鱘魚南移馴養成功，鱘魚人工養殖技術和規模發展迅速，高質量苗種的供應已成為制約施氏鱘養殖產業發展的瓶頸。

鱘魚孵化條件要求較高，溫度過高、缺氧等不良孵化條件，均可導致鱘魚胚胎活性氧（ROS）增加，特別是在神經胚期以后，抗氧化酶類逐漸消耗，細胞體內活性氧不能得到及時清除，ROS生成增多，脂質、蛋白質和DNA過氧化，往往導致胚胎發育氧化損傷、死亡現象。正常的機體內，ROS會被抗氧化系統降解以維持機體的健康狀態。這一抗氧化系統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，為通過孵化生態因子調控降低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 試驗設計 溫度試驗共設置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。孵化過程中由水質凈化系統自動凈化，無需換水，觀察統計孵出仔魚的胚胎數、孵出劣仔數等。

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 結果與分析

2.1 溫度對施氏鱘胚胎發育及氧化-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 結論與討論

從試驗結果可知，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育。ROS的產生與抗氧化酶清除ROS相平衡時，施氏鱘胚胎能夠處于良好健康的發育狀態，表現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，實質上是胚胎本身發生的一系列生理、生化反應的過程。這一系列反應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的產生也不斷增加。而SOD和CAT是動物機體內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的最重要產物之一。它的產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]。

溶氧對維持水產動物機體生命活動十分重要，當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，甚至形態結構都可能發生異常變化，缺氧損傷的機制之一是自由基損傷。有研究表明，在缺氧狀態下，體內自由基代謝發生紊亂，其含量異常升高，引起脂質過氧化損傷，形成丙二醛等氧化產物，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，通過孵化生態因子調控，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育生理指標的影響是多方面的，如代謝相關酶與施氏鱘胚胎發育直接相關，有必要進一步深入研究。

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（責編：王慧晴）