雜交黃顙魚與普通黃顙魚幼魚生長(zhǎng)性能及耐低氧能力的比較

孫俊霄 韓廣坤 劉 婭 李明波 袁勇超 樊啟學(xué) 王銀海楊賀舒 莫愛杰

(1. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院, 農(nóng)業(yè)部淡水生物繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 湖北省水生動(dòng)物病害防控工程技術(shù)研究中心, 武漢 430070;2. 潛江市水產(chǎn)技術(shù)推廣中心, 潛江 433100)

黃顙魚Pelteobagrus fulvidraco隸屬鲇形目(Siluriformes)、鲿科(Bagridae)、黃顙魚屬(Pelteobagrus), 俗名黃姑魚, 黃臘丁等, 廣泛分布于我國(guó)江河、湖泊、水庫等自然水域的底棲、小型、經(jīng)濟(jì)魚類[1]。據(jù)2017年中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒報(bào)道, 黃顙魚養(yǎng)殖產(chǎn)量已從 2003 年的5.48×107kg增長(zhǎng)至2016年的41.73×107kg, 已發(fā)展成為南至兩廣、北至遼寧、東起江浙、西至川陜以及中部各大省份的全國(guó)性養(yǎng)殖魚類。目前, 我國(guó)已經(jīng)形成了以池塘集約化養(yǎng)殖黃顙魚的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)模式, 隨著黃顙魚養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大, 對(duì)優(yōu)質(zhì)性狀、良種多元化的需求不斷增加。將生長(zhǎng)速度作為選育目標(biāo), 以選育三代的普通黃顙魚為母本, 選育兩代的瓦式黃顙魚為父本雜交獲得的子一代, 即雜交黃顙魚“黃優(yōu)1號(hào)”, 目前已經(jīng)全國(guó)水產(chǎn)原種和良種審定委員會(huì)審定通過成為水產(chǎn)新品種。雜交黃顙魚為黃顙魚良種培育提供了新的選擇, 但有關(guān)雜交黃顙魚相比于其他黃顙魚品種的優(yōu)缺點(diǎn)還少有報(bào)道。

在自然水體中, 水體低氧是一種常見且頻發(fā)的現(xiàn)象, 對(duì)魚體產(chǎn)生了很多不利影響甚至可能導(dǎo)致魚類的大量死亡[2]。水體溶氧水平直接關(guān)系著魚類的生存、生長(zhǎng)和魚體代謝水平, 是影響魚類生命活動(dòng)的重要指標(biāo)。對(duì)于絕大多數(shù)養(yǎng)殖魚類而言, 當(dāng)水中溶解氧含量低于2.0 mg/L, 魚會(huì)因缺氧表現(xiàn)出浮頭的癥狀; 當(dāng)水中溶解氧含量低于1.0 mg/L, 魚會(huì)表現(xiàn)出嚴(yán)重浮頭的癥狀甚至缺氧死亡[3]。氣壓、溫度、鹽度、晝夜節(jié)律以及季節(jié)變化、水體富營(yíng)養(yǎng)化、人類行為等都會(huì)對(duì)水體溶氧平衡造成影響[4]。魚類的低氧耐受能力是魚類抗逆性的重要指標(biāo), 也是評(píng)價(jià)水產(chǎn)養(yǎng)殖良種的重要指標(biāo)。

本研究以相同養(yǎng)殖條件下的雜交黃顙魚“黃優(yōu)1號(hào)”和普通黃顙魚幼魚為研究對(duì)象, 比較研究其生長(zhǎng)性能和低氧脅迫條件下乳酸脫氫酶和抗氧化酶等活力的變化以及缺氧誘導(dǎo)基因(HIF-1α)的相對(duì)表達(dá)量變化, 評(píng)估雜交黃顙魚“黃優(yōu)1號(hào)”幼魚的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)以及低氧耐受能力, 為今后選育黃顙魚養(yǎng)殖新品種提供基礎(chǔ)資料和參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)魚

本研究的雜交黃顙魚“黃優(yōu)1號(hào)”和普通黃顙魚苗種由湖北黃優(yōu)源漁業(yè)發(fā)展有限公司魯湖基地提供。雜交黃顙魚和黃顙魚苗種均為同批次繁育, 挑選規(guī)格一致、健康無病的實(shí)驗(yàn)魚進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)開始前, 雜交黃顙魚“黃優(yōu)1號(hào)”和普通黃顙魚經(jīng)過為期2周的馴化暫養(yǎng)以適應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境和飼料。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與養(yǎng)殖管理

生長(zhǎng)性能對(duì)比試驗(yàn)生長(zhǎng)性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)基地的流水養(yǎng)殖系統(tǒng)中進(jìn)行, 選取6個(gè)養(yǎng)殖水體體積為250 L的養(yǎng)殖缸進(jìn)行了雜交黃顙魚和普通黃顙魚8周養(yǎng)殖生長(zhǎng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。初始規(guī)格分別為: (2.05±0.18) g和(1.95±0.24) g的雜交黃顙魚和普通黃顙魚魚苗各90 尾, 2種實(shí)驗(yàn)魚分別各自隨機(jī)分成三組, 每組30 尾/缸。實(shí)驗(yàn)期間均采用實(shí)驗(yàn)室自制的黃顙魚配合飼料, 每天進(jìn)行2次飽食投喂(上午8:00和下午19:00), 飼料的主要組成及營(yíng)養(yǎng)成分見表 1。

低氧脅迫實(shí)驗(yàn)低氧環(huán)境設(shè)計(jì)參考姜景騰等[5]的方法: 用1個(gè)體積為2000 L的儲(chǔ)水桶, 放于較高位置; 6個(gè)體積為250 L的實(shí)驗(yàn)桶, 放于較低位置。用氮?dú)獍阉械难跖懦? 加液體石蠟封閉。選取(38.14±2.35) g 的雜交黃顙魚和(38.02±2.50) g普通黃顙魚進(jìn)行低氧脅迫實(shí)驗(yàn)。

選取3個(gè)實(shí)驗(yàn)桶, 每個(gè)實(shí)驗(yàn)桶隨機(jī)放30尾雜交黃顙魚, 再用另外3個(gè)實(shí)驗(yàn)桶, 每個(gè)實(shí)驗(yàn)桶隨機(jī)放30尾普通黃顙魚。通過預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)實(shí)驗(yàn)魚在溶氧水平低于1.50 mg/L時(shí)實(shí)驗(yàn)魚表現(xiàn)出明顯的缺氧癥狀(煩躁不安, 不時(shí)上游到水面), 所以以溶解水平1.50 mg/L作為實(shí)驗(yàn)低氧標(biāo)準(zhǔn)。低氧脅迫過程中實(shí)驗(yàn)桶內(nèi)溶解氧含量為(1.48±0.27) mg/L (Winkler 碘量法), 每隔1h重新測(cè)定溶解氧含量, 根據(jù)需要調(diào)節(jié)水流速度維持溶氧水平不變。

表1 基礎(chǔ)飼料組成和營(yíng)養(yǎng)水平Tab. 1 Composition and nutrient levels of the basal diet

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定雜交黃顙魚和普通黃顙魚養(yǎng)殖8周, 禁食24h后取出每個(gè)養(yǎng)殖缸中的所有實(shí)驗(yàn)魚, 以MS-222溶液麻醉, 然后計(jì)數(shù)并稱重, 測(cè)量魚體體長(zhǎng), 計(jì)算肥滿度; 解剖得到肝臟和內(nèi)臟稱重, 計(jì)算肝體比和臟體比。計(jì)算方法如下:

其中,W0和Wt分別為實(shí)驗(yàn)魚的初始體重和終末體重(g);WL和WV分別為肝臟濕重和內(nèi)臟濕重(g);t為實(shí)驗(yàn)天數(shù);N0和Nt分別為實(shí)驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)養(yǎng)殖缸中實(shí)驗(yàn)魚的尾數(shù);Wf為攝食飼料干重(g);L為魚的體長(zhǎng)(cm)。

血清和肝臟酶活性變化低氧脅迫0、6h、12h和24h后取雜交黃顙魚和普通黃顙魚的血清和肝臟。每個(gè)時(shí)間點(diǎn)取3尾魚, 以MS-222溶液麻醉,尾靜脈取血于EP管中混勻, 于4℃, 4000 r/min, 制備血清, -80℃冰箱保存。隨后在冰盤上解剖, 分離肝臟, 以體積1:9加預(yù)冷生理鹽水勻漿, 在4℃下3000 r/min離心10min, 取上清液, -20℃冰箱保存。血清和肝臟乳酸脫氫酶(LDH)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過氧化氫酶(CAT)活性、總抗氧化能力(T-AOC)測(cè)定采用南京建成生物工程研究所的試劑盒, 具體測(cè)定方法見試劑盒說明書。

腦和肝臟缺氧誘導(dǎo)基因(HIF-1α)mRNA 的相對(duì)表達(dá)量變化低氧脅迫0、6h、12h和24h后取雜交黃顙魚和普通黃顙魚的腦和肝臟。每個(gè)時(shí)間點(diǎn)取3尾魚, 以MS-222溶液麻醉, -80℃冰箱保存?zhèn)溆谩CR引物參考張慧[6]根據(jù)黃顙魚HIF-1α基因序列設(shè)計(jì)的引物HIF-f6與HIF-r6, 以及根據(jù)黃顙魚βactin基因序列設(shè)計(jì)的引物AF和AR, 引物序列見下表 2。

表2 引物序列Tab. 2 Primer sequence

1.4 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)來表示, 利用SPSS 18.0軟件進(jìn)行單因素方差分析, 當(dāng)差異顯著時(shí)再進(jìn)行Tukey’s檢驗(yàn)分析不同組別之間的差異, 顯著水平為P＜0.05。

2 結(jié)果

2.1 雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚生長(zhǎng)對(duì)比結(jié)果

雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 3和表 4。結(jié)果表明: 經(jīng)過8周的養(yǎng)殖, 雜交黃顙魚平均體重為 (19.60±0.88) g/尾, 顯著高于普通黃顙魚平均體重為 (15.74±0.42) g/尾(P＜0.05), 雜交黃顙魚幼魚較普通黃顙魚幼魚體重生長(zhǎng)快24.52%;雜交黃顙魚幼魚存活率為 (87.78±1.92) %, 顯著高于普通黃顙魚幼魚存活率 (67.78±1.92) % (P＜0.05),雜交黃顙魚幼魚比普通黃顙魚幼魚存活率高29.51%;雜交黃顙魚的飼料系數(shù)為1.18±0.14, 普通黃顙魚飼料系數(shù)為1.36±0.21。雜交黃顙魚和普通黃顙魚肝體比、臟體比、肥滿度等形態(tài)學(xué)指標(biāo)差異不顯著(P＞0.05)。

2.2 雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚酶活力測(cè)定

在低氧脅迫下雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚血清和肝臟乳酸脫氫酶(LDH)活性從圖 1、圖 2可以看出: 低氧脅迫0時(shí), 雜交黃顙魚和普通黃顙魚血清和肝臟中LDH活性沒有顯著性差異(P＞0.05);低氧脅迫6h、12h和24h時(shí), 雜交黃顙魚和普通黃顙魚血清、肝臟中LDH活性均顯著高與低氧脅迫0時(shí)LDH活性(P＜0.05); 低氧脅迫6h時(shí), 雜交黃顙魚血清中LDH活性顯著低于普通黃顙魚血清中LDH活性(P＜0.05)。

在低氧脅迫下雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚血清和肝臟超氧化物歧化酶(SOD)活性從圖 3、圖 4可以看出: 低氧脅迫0時(shí), 雜交黃顙魚和普通黃顙魚血清和肝臟中SOD活性沒有顯著性差異(P＞0.05), 低氧脅迫后雜交黃顙魚和普通黃顙魚血清、肝臟中SOD活性呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)。在低氧脅迫6h時(shí), 雜交黃顙魚和普通黃顙魚血清和肝臟中SOD活性顯著高于低氧脅迫0時(shí)SOD活性(P＜0.05), 雜交黃顙魚肝臟中SOD活性顯著高于普通黃顙魚肝臟中SOD活性(P＜0.05)。

表3 雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚生長(zhǎng)對(duì)比Tab. 3 Growth characteristics of P. fulvidraco and P. vachelii ♂ × P. fulvidraco ♀

表4 雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚形態(tài)學(xué)指標(biāo)Tab. 4 The morphological indicators of P. fulvidraco and P.vachelii ♂ ×P. fulvidraco ♀

圖1 雜交黃顙魚和黃顙魚幼魚肝臟乳酸脫氫酶活性Fig. 1 The effect of hypoxia on LDH activities in the liver of P.fulvidraco and P. vachelii ♂ ×P. fulvidraco ♀

圖2 雜交黃顙魚和黃顙魚幼魚血清乳酸脫氫酶活性Fig. 2 The effect of hypoxia on LDH activities in the serum of P.fulvidraco and P. vachelii ♂ ×P. fulvidraco ♀

在低氧脅迫下雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚血清和肝臟過氧化氫酶(CAT)活性從圖 5、圖 6可以看出: 低氧脅迫0時(shí), 雜交黃顙魚和普通黃顙魚血清和肝臟中CAT活性沒有顯著性差異(P＞0.05)。在低氧脅迫后, 雜交黃顙魚和普通黃顙魚肝臟中CAT活性呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì), 雜交黃顙魚和普通黃顙魚血清中CAT活性呈現(xiàn)逐漸上升趨勢(shì)。在低氧脅迫6h時(shí), 雜交黃顙魚和普通黃顙魚肝臟中CAT活性顯著低于低氧脅迫0時(shí) 肝臟中CAT活性(P＜0.05), 雜交黃顙魚和普通黃顙魚血清中CAT活性顯著高于低氧脅迫0時(shí)血清中CAT活性(P＜0.05); 雜交黃顙魚肝臟中CAT活性顯著高于普通黃顙魚肝臟中CAT活性(P＜0.05); 雜交黃顙魚血清中CAT活性顯著高于普通黃顙魚血清中CAT活性(P＜0.05)。

圖3 雜交黃顙魚和黃顙魚幼魚肝臟 SOD 活性Fig. 3 The effect of hypoxia on SOD activities in the liver of P.fulvidraco and P. vachelii ♂ ×P. fulvidraco ♀

圖4 雜交黃顙魚和黃顙魚幼魚血清 SOD 活性Fig. 4 The effect of hypoxia on SOD activities in the serum of P.fulvidraco and P. vachelii×P. fulvidraco

圖5 雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚肝臟 CAT 活性Fig. 5 The effect of hypoxia on CAT activities in the liver of P.fulvidraco and P. vachelii ♂ ×P. fulvidraco ♀

在低氧脅迫下雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚血清和肝臟總抗氧化能力(T-AOC)活性變化從圖 7、圖 8可以看出: 低氧脅迫0時(shí), 雜交黃顙魚和普通黃顙魚血清和肝臟中T-AOC活性沒有顯著性差異(P＞0.05), 在低氧脅迫后雜交黃顙魚和黃顙魚血清和肝臟中 T-AOC 活性均呈現(xiàn)先升高后降低趨勢(shì)。在低氧脅迫12h時(shí), 雜交黃顙魚和黃顙魚血清和肝臟中 T-AOC 活性顯著高于低氧脅迫 0 時(shí)TAOC活性(P＜0.05); 雜交黃顙魚血清和肝臟中TAOC活性顯著高于普通黃顙魚 T-AOC 活性(P＜0.05)。

2.3 雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚缺氧誘導(dǎo)因子(HIF-1α)mRNA相對(duì)表達(dá)量

從圖 9和圖 10可以看出: 低氧脅迫后雜交黃顙魚和普通黃顙魚腦和肝臟中HIF-1αmRNA 相對(duì)表達(dá)量逐漸升高; 低氧脅迫6h和12h雜交黃顙魚腦中HIF-1αmRNA相對(duì)表達(dá)量顯著高于普通黃顙魚腦中HIF-1αmRNA 相對(duì)表達(dá)量(P＜0.05); 低氧脅迫12h 雜交黃顙魚肝臟中HIF-1α mRNA相對(duì)表達(dá)量顯著高于普通黃顙魚肝臟中HIF-1αmRNA相對(duì)表達(dá)量(P＜0.05)。

圖6 雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚血清 CAT 活性Fig. 6 The effect of hypoxia on CAT activities in the serum of P.fulvidraco and P. vachelii ♂ ×P. fulvidraco ♀

圖7 雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚肝臟 T-AOC 活性Fig. 7 The effect of hypoxia on T-AOC activities in the liver of P. fulvidraco and P. vachelii ♂ ×P. fulvidraco ♀

圖8 雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚血清 T-AOCFig. 8 The effect of hypoxia on T-AOC activities in the serum of P. fulvidraco and P. vachelii ♂ ×P. fulvidraco ♀

圖9 雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚腦 HIF-1α mRNA 相對(duì)表達(dá)量Fig. 9 The effect of hypoxia on the brain HIF-1α mRNA P.fulvidraco and P. vachelii ♂ ×P. fulvidraco ♀

圖10 雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚肝臟 HIF-1α mRNA 相對(duì)表達(dá)量Fig. 10 The effect of hypoxia on the liver HIF-1α mRNA level of P. fulvidraco and P. vachelii ♂ ×P. fulvidraco ♀

3 討論

3.1 雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚生長(zhǎng)性能比較

目前有關(guān)雜交黃顙魚雜交育種的研究, 主要是通過對(duì)瓦氏黃顙魚(Pelteobagrus vachelli)、黃顙魚(Pelteobagrus fulvidraco)、斑點(diǎn)叉尾鮰(Ietalurus punetaus)、烏蘇里擬鲿(Pseudobagrus ussuriensis)和粗唇(Leiocassis crassilabris)等魚類進(jìn)行正、反交育種, 就體型特征和生長(zhǎng)速度而言, 以黃顙魚為母本, 瓦氏黃顙魚為父本雜交得到的雜交黃顙魚是目前最優(yōu)的雜交組合[7,8]。同時(shí), 張佳佳等[9]通過對(duì)黃顙魚 ♀ ×瓦氏黃顙魚 ♂ 雙親以及雜交子代的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行對(duì)比得出: 雜交黃顙魚在營(yíng)養(yǎng)方面不低于其親本, 甚至優(yōu)于親本; 陳建明等[10]通過雜交黃顙魚、雄性瓦氏黃顙魚和黃顙魚的形體指數(shù)及肌肉營(yíng)養(yǎng)組成比較分析發(fā)現(xiàn)黃顙魚 ♀ ×瓦氏黃顙魚 ♂ 雜交得到的雜交黃顙魚的體形和出肉率與雄性黃顙魚一致, 其肌肉為低脂高蛋白食品,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值接近黃顙魚。生長(zhǎng)速度、成活率、飼料系數(shù)等被認(rèn)為是評(píng)估水產(chǎn)良種的重要指標(biāo), 已有研究表明通過雜交育種獲得了生長(zhǎng)速度更加優(yōu)良的子代, 如尼羅羅非魚(Oreochromis niloticus)[11]、鯉(Cyprinus carpio)[12]、石斑魚(Epinephelusssp.)[13]等。本研究對(duì)雜交黃顙魚“黃優(yōu)1號(hào)”和普通黃顙魚幼魚進(jìn)行了生長(zhǎng)對(duì)比試驗(yàn), 對(duì)比分析雜交黃顙魚“黃優(yōu)1號(hào)”和普通黃顙魚幼魚的生長(zhǎng)性能。在相同室內(nèi)流水養(yǎng)殖條件和養(yǎng)殖密度下, 雜交黃顙魚幼魚較普通黃顙魚幼魚體重生長(zhǎng)快24.52%, 存活率高29.51%, 這充分表明雜交黃顙魚具有優(yōu)良的生長(zhǎng)性能。對(duì)于雜交黃顙魚其他優(yōu)良性狀以及與全雄黃顙魚生長(zhǎng)性能對(duì)比將是本研究后續(xù)的研究方向。通過與普通黃顙魚生長(zhǎng)對(duì)比充分表明: 雜交黃顙魚幼魚比普通黃顙魚幼魚具有更快的生長(zhǎng)速度、更高的存活率以及更低的飼料系數(shù)。

3.2 雜交黃顙魚和普通黃顙魚幼魚耐低氧能力比較

黃顙魚屬于小型、底棲魚類, 目前有關(guān)黃顙魚耐低氧能力的研究主要是圍繞黃顙魚耗氧率[14,15]和窒息點(diǎn)[15]、在低氧脅迫條件下氧化應(yīng)激反應(yīng)[16,17]以及分子應(yīng)對(duì)機(jī)制[6,17]等幾個(gè)方面。楊凱等[15]通過對(duì)不同規(guī)格黃顙魚的窒息點(diǎn)和瞬時(shí)耗氧率研究表明: 黃顙魚屬于低窒息點(diǎn)(0.33—0.60 mg/L)魚類, 窒息點(diǎn)隨體長(zhǎng)的增加而逐漸降低; 呼吸類型為順應(yīng)型, 瞬時(shí)耗氧率隨溶氧水平的下降而逐漸降低。張國(guó)松等[17]通過對(duì)瓦氏黃顙魚應(yīng)對(duì)低氧脅迫的分子機(jī)制研究發(fā)現(xiàn): 瓦氏黃顙魚為了應(yīng)對(duì)急性低氧環(huán)境,在轉(zhuǎn)錄水平上通過miRNA-mRNA pairs調(diào)控一些重要的信號(hào)通路(如HIF-1 signaling pathway、Glycolysis/Gluconeogenesis、AMPK signaling pathway等)并導(dǎo)致包括促進(jìn)血紅細(xì)胞增殖, 促進(jìn)血管生成,抑制細(xì)胞凋亡; 有氧代謝和無氧代謝的轉(zhuǎn)換; 減少能量消耗和生物合成等一系列生物學(xué)過程。同時(shí)張國(guó)松等[17]對(duì)瓦氏黃顙魚氧化應(yīng)激反應(yīng)的研究結(jié)果表明: 瓦氏黃顙魚在同一溶氧水平條件下, 不同組織的耐低氧程度也不同, 導(dǎo)致不同組織在氧化應(yīng)激下的酶活性和各個(gè)指標(biāo)變化存在差異。

乳酸脫氫酶(LDH)存在于機(jī)體所有組織細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)內(nèi), 是參與糖無氧酵解和糖異生的重要酶可以在缺氧條件下為魚體生命活動(dòng)提供能量, 常被用來作為衡量無氧代謝能力的重要指標(biāo)。在低氧脅迫后LDH活性上升且隨著時(shí)間延長(zhǎng)LDH活性未出現(xiàn)明顯下降, 說明雜交黃顙魚和普通黃顙魚在低氧條件下均可通過無氧代謝為機(jī)體提供能量。乳酸脫氫酶主要存在于機(jī)體各組織器官中, 當(dāng)機(jī)體各組織器官受損時(shí), 可引起血液中LDH含量的改變[18]。在低氧脅迫前(0時(shí))雜交黃顙魚和普通黃顙魚血清和肝臟中LDH活性沒有顯著性差異(P＞0.05); 在低氧脅迫后 6h 雜交黃顙魚血清中LDH活性顯著低于普通黃顙魚血清中LDH活性(P＜0.05), 說明相比與普通黃顙魚, 在低氧脅迫條件下雜交黃顙魚受到的損傷更小。通過雜交黃顙魚和普通黃顙魚血清和肝臟中LDH活性變化表明: 相比于普通黃顙魚, 雜交黃顙魚的低氧耐受能力要高于普通黃顙魚。

低氧環(huán)境會(huì)加速生物體內(nèi)活性氧(ROS)的產(chǎn)生, 包括一些活性氧自由基和過氧化氫(H2O2)、二氧化氮等活性物質(zhì)。活性氧會(huì)對(duì)生物造成氧化脅迫, 導(dǎo)致生物細(xì)胞膜流動(dòng)性降低和通透性增加、蛋白質(zhì)功能的喪失以及DNA的損傷和突變等, 因此生物能否快速有效地清除活性氧是其能否在低氧環(huán)境下生存的關(guān)鍵[19]。超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)是生物體中能夠?qū)钚匝醢l(fā)揮作用的抗氧化酶, 廣泛分布于機(jī)體血液和各個(gè)組織器官中。SOD可以催化活性氧自由基超氧陰離子轉(zhuǎn)變成 H2O2, 是生物體中最先對(duì)活性氧自由基作出反應(yīng)的抗氧化酶[20], 并且能夠?qū)Νh(huán)境脅迫反應(yīng)表現(xiàn)出明顯的活力變化[17]。總抗氧化能力(T-AOC)是生物體內(nèi)抗氧化酶體系和抗氧化物體系抗氧化能力的總和, 是反映抗氧化能力的重要指標(biāo)之一。有研究表明在不同溶氧水平條件下, 黃顙魚體內(nèi)抗氧化酶活性會(huì)發(fā)生明顯變化[21]。本研究在低氧脅迫條件下, 雜交黃顙魚和普通黃顙魚血清和肝臟中SOD活性均呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì), 這一結(jié)果與姜景騰等[5]研究低氧脅迫對(duì)真鯛(♀)與黑鯛(♂)雜交子一代體內(nèi)酶活力的影響中肝臟SOD活性變化趨勢(shì)以及強(qiáng)俊[22]、謝明媚等[23]研究低溫脅迫對(duì)尼羅羅非魚幼魚和銀鯧幼魚血清和肝臟中SOD活性變化趨勢(shì)相似。當(dāng)?shù)脱趺{迫時(shí)雜交黃顙魚和普通黃顙魚機(jī)體產(chǎn)生更多的活性氧自由基對(duì)機(jī)體細(xì)胞和組織器官造成損傷促使機(jī)體SOD活性升高, 隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng), 過量的活性氧自由基可能會(huì)超過機(jī)體自我調(diào)節(jié)閾值導(dǎo)致SOD活性降低。CAT能夠?qū)OD催化活性氧自由基超氧陰離子生成的H2O2分解成 H2O與O2使得 H2O2不至于與O2反應(yīng)生成危害性更大的-OH。CAT與SOD接連發(fā)揮作用, 但本研究發(fā)現(xiàn)肝臟CAT的活性變化與SOD的活性變化趨勢(shì)相反, 這一結(jié)果與姜景騰等[5]研究低氧脅迫對(duì)真鯛(♀)與黑鯛(♂)雜交子一代體內(nèi)酶活力的影響中肝臟CAT活性呈先下降后上升變化趨勢(shì)相同; 與王春琳等[24]在曼氏無針烏賊耗氧率及溶氧脅迫對(duì)其體內(nèi)酶活力的影響研究中低氧脅迫后CAT活性呈先升后降趨勢(shì)相反。雜交黃顙魚和普通黃顙魚血清中CAT活性呈現(xiàn)上升趨勢(shì), 肝臟中CAT活性先降低后升高, 這一結(jié)果與謝明媚等[23]研究急性溫度脅迫對(duì)銀鯧幼魚抗氧化和免疫指標(biāo)的影響中高溫脅迫對(duì)肝臟造成損傷促使魚體細(xì)胞通透性增加因此肝臟 CAT 活性降低而血清CAT活性升高這一結(jié)果相似。因此, 在不同物種不同脅迫條件下肝臟CAT活性變化趨勢(shì)還有待研究。在低氧脅迫后, 雜交黃顙魚和黃顙魚血清和肝臟中SOD活性和TAOC較低氧脅迫前(0時(shí))均會(huì)表現(xiàn)出明顯上升, 而隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng), 抗氧化酶活性降低, 這一結(jié)果表明: 在低氧脅迫條件下, 雜交黃顙魚和普通黃顙魚短時(shí)間均可以通過改變血清和肝臟中抗氧化酶活性來適應(yīng)低氧環(huán)境, 但隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)超過自身調(diào)節(jié)閾值仍會(huì)對(duì)魚體造成氧化損傷。在低氧脅迫后, 肝臟中CAT活性下降有學(xué)者認(rèn)為是低氧脅迫條件下活性氧的大量產(chǎn)生直接抑制了CAT活性[25]。在低氧脅迫后, 雜交黃顙魚血清和肝臟中LDH活性、SOD活性、CAT活性和 T-AOC變化幅度大于普通黃顙魚血清和肝臟中LDH活性、SOD活性、CAT活性和T-AOC變化幅度, 表明在低氧脅迫條件下, 相比于普通黃顙魚, 雜交黃顙魚抗氧化能力更高。

缺氧誘導(dǎo)基因(HIF-1)是細(xì)胞缺氧應(yīng)答反應(yīng)的全局性調(diào)控因子, 廣泛存在于各種高低等動(dòng)物體內(nèi)[26], 被喻為哺乳動(dòng)物在轉(zhuǎn)錄水平上應(yīng)答低氧的總開關(guān)[27]。HIF-1由HIF-1α和HIF-1β兩部分構(gòu)成, 在細(xì)胞核內(nèi)聚合生成具有生物活性的HIF-1。HIF-1α是HIF-1獨(dú)有亞基, 也是功能單位。細(xì)胞內(nèi)HIF-1αmRNA持續(xù)表達(dá), 在常氧條件下HIF-1α生成后會(huì)迅速分解, 在細(xì)胞內(nèi)水平很低, 當(dāng)細(xì)胞內(nèi)氧分壓變化時(shí)HIF-1α降解途徑被破壞在細(xì)胞內(nèi)會(huì)迅速積累[28];HIF-1β是HIF-1的結(jié)構(gòu)單位且HIF-1βmRNA和蛋白水平均不受氧分壓影響[6]。張慧[6]通過對(duì)黃顙魚HIF-1α基因克隆和表達(dá)分析發(fā)現(xiàn), 常氧條件下HIF-1αmRNA在肝臟、腎臟、腮中均有表達(dá)而在低氧誘導(dǎo)后表達(dá)量均顯著升高。本研究通過低氧脅迫后0、6h、12h 和 24h雜交黃顙魚和普通黃顙魚缺氧誘導(dǎo)基因(HIF-1α)的相對(duì)表達(dá)量變化發(fā)現(xiàn)雜交黃顙魚和普通黃顙魚腦和肝臟中HIF-1α的相對(duì)表達(dá)量均在低氧脅迫后出現(xiàn)顯著性上升(P＜0.05)且在低氧脅迫6h和12h雜交黃顙魚缺氧誘導(dǎo)基因(HIF-1α)的相對(duì)表達(dá)量均高于普通黃顙魚。

綜合研究結(jié)論表明: 在相同養(yǎng)殖條件下, 雜交黃顙魚幼魚比普通黃顙魚幼魚具有更快的生長(zhǎng)速度、更高的存活率以及更低的餌料系數(shù)。通過對(duì)雜交黃顙魚幼魚和普通黃顙魚幼魚低氧脅迫條件下無氧代謝能力、抗氧化能力以及缺氧誘導(dǎo)基因相對(duì)表達(dá)量三方面分析, 表明表明雜交黃顙魚“黃優(yōu)1號(hào)”幼魚比普通黃顙魚幼魚具有更好的低氧耐受能力。