氨氮脅迫對金魚抗氧化功能和消化功能的影響

楊金艷 李宇潔 洪慧青 張紅霞 蔡巧巧 劉成榮23

（1.莆田學院環境與生物工程學院，福建 莆田 351100）

（2.福建省新型污染物生態毒理效應與控制重點實驗室，福建 莆田 351100）（3.生態環境與信息圖譜福建省教育廳重點實驗室，福建 莆田 351100）

魚類的新陳代謝活動主要通過呼吸和排泄來進行，通過魚的新陳代謝活動我們可以了解到魚類的能量需求、抗氧化功能及消化功能等情況。抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和丙二醛普遍存在于生物體的各個器官，它們可以通過氧化還原作用體內的過氧化物轉化為無毒或者毒性較低的物質抑制氧自由基的生成保持體內代謝的平衡；消化酶蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶就是將食物分解成人體可以吸收的小分子物質，它的主要作用就是分解食物。研究不同氨氮濃度對金魚抗氧化功能和消化功能的影響。因此研究魚類的呼吸和排泄，對于了解魚類代謝生理特點和開展魚類養殖均有重要意義。氨氮是魚類蛋白質代謝的最終產物，約占魚類氮代謝的60%-80%（Salin et al，1991）。

陳堅、夏蘇東等人研究表明，在魚類養殖水體中，氨氮會大量消耗水體溶氧，影響魚類鰓的氧傳遞和正常的呼吸代謝，延緩魚類生長，對魚體生理活動等造成嚴重影響甚至導致死亡。水體中氨氮一般以非離子氨（NH3）和離子氨（NH4+）形式存在（Zhang YL，2017），其中NH3會對魚類產生毒害作用，能引起魚類食欲降低、組織變形及消化功能下降等現象。

金魚是世界上重要的觀賞用水生經濟動物，隨著市場的需求，魚類養殖已形成高密度工廠化養殖。然而金魚的養殖對環境要求極為嚴苛，溫度、水的酸堿度及硬度和水溶氧對金魚的生存都有著極大的影響。

金魚對氨氮的毒性非常敏感，當金魚長時間在氨氮脅迫下，且若氨氮濃度過高，會對魚類正常的攝食、呼吸、運動、新陳代謝等基本生理生化活動產生消極影響，對魚類產生毒害作用，致其患病甚至死亡，從而影響魚類正常生長發育（鄭洪武，2020）。但目前尚未見到有關氨氮脅迫對金魚的抗氧化功能和消化功能影響的報道，因此本實驗初次淺探氨氮脅迫對金魚部分功能影響，為其健康養殖提供科學依據。

1.材料與方法

1.1 材料

材 料：金魚，體長13.91±0.2（cm），體質量37.41±0.2（g）。

試劑：PBS緩沖液、Met、NBT、EDTA-Na2、核黃素、生理鹽水、LB培養基、蒸餾水、DNS、NaOH、硫代巴比妥酸、三氯乙酸、酪素、碳酸鈉、福林試劑、L-酪氨酸、雙氧水、淀粉、麥芽糖、考馬斯亮藍、90%乙醇、70%乙醇、85%磷酸、牛血清白蛋白、瓊脂、脂肪酶（LPS）測定試劑盒（南京建成生物工程研究所）、胃蛋白酶測試盒（南京建成生物工程研究所）。

1.2 方法

取100L自來水放于多個水箱中，并將水箱放置在通風處靜置2天后。將金魚放入水中暫養2天，無病害發生則開始實驗。做1個對照組和5個實驗組，分別配置成氨氮濃度為0mg/L、17.25mg/L、20.36mg/L、24.02mg/L、28.34mg/L、33.44mg/L的溶液，將金魚分裝到不同濃度的NH4Cl溶液中進行脅迫。脅迫48h后，分別取出金魚1g的肝胰臟和肌肉放入研缽；加入生理鹽水，研磨成漿液，滴加PBS緩沖液，放于離心機中離心，取其上層清液制成酶液。測定各處理組金魚抗氧化酶（SOD、CAT）的活性和MDA含量。繼續脅迫72小時后，取出金魚腸道，將內容物取出后，把腸道按比例加生理鹽水研磨勻漿并在離心機中離心，取上清液制成酶液。測定金魚消化酶（蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶）的活性；將內容物稀釋后接種到培養基上，培養24h觀察大腸桿菌、芽孢桿菌、乳酸桿菌菌落數量情況。

1.2.1 氨氮脅迫后金魚抗氧化酶活性和丙二醛含量的測定

金魚的超氧化物歧化酶活性采用氮藍四唑法測定；過氧化氫酶活性的測定方法參照李軍等的方法并稍作改進；丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法測定。

1.2.2 氨氮脅迫后金魚消化道相關酶活性的測定

金魚脂肪酶活性采用脂肪酶測定試劑盒測定；蛋白酶活性采用蛋白酶試劑盒測定；淀粉酶活性采用DNS比色法測定。

2．結果與分析

2.1 氨氮脅迫對金魚超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響

2.1.1 氨氮脅迫對金魚肝胰臟中的超氧化物歧化酶的影響

如圖1所示，氨氮濃度為20.36mg/L時，肝臟組織中的酶活力最低，為20.23±19.72（U/g），差異不顯著（P＞0.05）。氨氮濃度為17.25 mg/L時，肝臟組織中的酶活力最高，為53.97±10.22（U/g），差異不顯著（P＞0.05）。

圖1 氨氮脅迫對金魚肝胰臟中SOD活力的影響

2.1.2 氨氮脅迫對金魚肌肉組織中的超氧化物歧化酶的影響

如圖2所示，當氨氮濃度為17.25 mg/L時，肌肉組織的酶活力最低，為3.78±11.72（U/g），差異不顯著（P＞0.05）。當氨氮濃度為28.34 mg/L時，肌肉組織的酶活力最高，為40.03±12.84（U/g），差異不顯著（P＞0.05）。

圖2 氨氮脅迫對金魚肌肉組織中SOD活力的影響

2.2 氨氮脅迫對金魚肝胰臟組織中的過氧化氫酶（CAT）活力的影響

2.2.1 氨氮脅迫對金魚肝胰臟組織中的過氧化氫酶的影響

由圖3所示，金魚在濃度為20.36 mg/L的NH4Cl溶液中，差異極其顯著（P＜0.01），CAT活力最低，為1.50±0.08（U/g/min）。在NH4Cl濃度為20.36 mg/L之后，隨著氨氮濃度的不斷升高，金魚肝胰臟組織中的CAT的活力逐漸升高，在NH4Cl濃度為33.44 mg/L時，CAT活力達到最高，為9.61±0.48（U/g/min），差異不顯著（P＞0.05）。

圖3 氨氮脅迫對金魚肝胰臟中CAT活力的影響

2.2.2 氨氮脅迫對金魚肌肉組織中過氧化氫酶活力的影響

由圖4可看出，當氨氮濃度為33.44 mg/L時，CAT活力達到最低，為0.50±0.03（U/g/min），差異顯著（P＜0.05）。可知金魚在高氨氮濃度下，其肌肉中的CAT活力逐漸降低，在NH4Cl溶度為0.00 mg/L時，CAT活力達到最高，為2.25±0.11（U/g/min）差異顯著（P＜0.05）。

圖4 氨氮脅迫對金魚肌肉組織中CAT活力的影響

2.3 氨氮脅迫對金魚丙二醛（MDA）含量的影響

2.3.1 氨氮脅迫對金魚肝胰臟組織中丙二醛含量的影響

由圖5所示，金魚在濃度為24.02 mg/L的NH4Cl溶液中，丙二醛含量最高，為7.43±0.17（μmol/g×FW），顯著高于其他組（P＜0.05）；在濃度為33.44 mg/L的NH4Cl溶液中，丙二醛含量最低，為2.30±0.35（μmol/g×FW），差異極顯著（P＜0.01）。可見，水中氨氮含量過高，金魚體內肝胰臟組織中的丙二醛分泌受到抑制。

圖5 氨氮脅迫對金魚肝胰臟中丙二醛含量的影響

2.3.2 氨氮脅迫對金魚肌肉組織中丙二醛含量的影響

由圖6所示，對照組內，金魚肌肉組織的MDA含量為1.04±0.15（μmol/g×FW），顯著高于其他組（P＜0.05）。其中，在濃度為33.44mg/L的NH4Cl溶液中，金魚肌肉組織中的丙二醛含量最低，為0.03±0.14（μmol/g×FW），顯著高于其他組（P＜0.05）。因此，水溶液中的過高氨氮含量會嚴重抑制金魚肌肉組織中丙二醛的分泌。

圖6 氨氮脅迫對金魚肌肉組織中丙二醛含量的影響

2.4 氨氮脅迫對金魚消化道內淀粉酶活性的影響

如圖7所示。氨氮濃度為0.00mg/L時，金魚淀粉酶活力最高，為0.43±0.01（U/mL）;顯著高于其他組（P＜0.05）；隨著NH4Cl溶液濃度的升高，金魚淀粉酶活性不斷降低。可見，未受氨氮影響的金魚消化道淀粉酶活性最高；而水中的氨氮則會抑制金魚消化道內淀粉酶的活性。

圖7 氨氮脅迫對金魚消化道內淀粉酶活性的影響

2.5 氨氮脅迫對金魚消化道內蛋白酶活性的影響

如圖8所示。NH4Cl溶液濃度為17.25mg/L時，金魚蛋白酶活力最高，為18.94±1.42（U/mgprot），顯著高于其他組（P＜0.05）；當NH4Cl溶液濃度高于17.25mg/L時，金魚蛋白酶活力不斷下降；可見，適量的氨氮影響可以提高金魚蛋白酶活力；但氨氮濃度超過一定范圍則會抑制消化道內蛋白酶的活性。

圖8 氨氮脅迫對金魚消化道內蛋白酶活性的影響

2.6 氨氮脅迫對金魚消化道內脂肪酶活性的影響

如圖9所示。在氨氮濃度為20.36mg/L時脂肪酶活性達到最大，為214.64±15.33（U/gprot），差異不顯著（P＞0.05）。在氨氮濃度為0.00mg/L時，脂肪酶活性最低，為58.66±25.14（U/gprot），差異不顯著（P＞0.05）。由此可見，在一定濃度范圍內，氨氮脅迫可增強金魚消化道內的脂肪酶活性。

2.7 氨氮脅迫對金魚消化道菌群的影響

如圖10所示。氨氮脅迫五天后，消化道內的芽孢桿菌數在33.44mg/L時達到最大，差異不顯著（P＞0.05）；大腸桿菌的數目在33.44mg/L時達到最大，差異不顯著（P＞0.05）；而乳酸桿菌數目在17.25mg/L時達到最大，差異不顯著（P＞0.05）。由此說明，氨氮脅迫能提高芽孢桿菌數目，而適量的氨氮濃度也能增加大腸桿菌和乳酸桿菌的數目。

圖10 氨氮脅迫對金魚消化道內脂肪酶活性的影響

3．結論

金魚是我國特有的一種觀賞魚，因其雍容華貴的體態、優美輕盈的舞姿和鮮艷秀麗的色彩，被譽為“東方圣魚”“水中芭蕾”，因此金魚在我國從古至今深受人們的喜愛。如今，金魚已是許多家庭和公共場所人們喜聞樂見的觀賞魚類。人們將金魚放養于裝飾精美、水質明澈的魚缸或水族箱，不僅獲得了絕佳的觀賞效果，也為居室和工作環境平添了幾分情趣，給人以閑雅恬適的感覺。但是，在水產動物養殖過程中，由于殘余的餌料和水產動物的排泄物使得金魚等硬骨魚類受到嚴重的傷害。使金魚等水產動物在抗氧化酶、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶活性等和丙二醛含量出現了明顯的變化，也使金魚等水產動物消化道蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶活性發生了明顯變化。為了金魚等水產動物的健康養殖，避免氨氮脅迫對金魚養殖的影響，我們進行了相關實驗。

根據實驗中對照組和實驗組數據的對比，金魚體內酶活性隨著氨氮濃度的增加呈現不同的變化。金魚體內肝胰臟中的SOD活性、CAT活性、MDA含量分別在氨氮濃度為17.25mg/L、33.44mg/L、24.02mg/L時達到最高；其肌肉中的SOD活性、CAT活性、MDA含量分別在氨氮濃度為28.34mg/L、0.00mg/L、20.36mg/L時達到最大值；而金魚體內的消化酶淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶活性在氨氮濃度為0.00mg/L、17.25mg/L、20.36mg/L時酶活性達到最大。金魚腸道內的大腸桿菌數目和乳酸桿菌的數目在低氨氮濃度的脅迫下均得到提升，而芽孢桿菌在氨氮濃度較大的時候其數目得到提升。綜合上述實驗，建議在金魚等水產動物的養殖中應該在保持適當氨氮濃度下，每隔2-3d進行換水；防止由于金魚的排泄物等因素引起水中氨氮濃度過高，使金魚體內的酶活性發生改變，從而影響金魚的健康。