急性低溫脅迫對條紋鋸鮨血清生化指標的影響

油九菊 李偉業(yè) 殷小龍

摘要[目的]分析不同急性低溫脅迫強度、脅迫持續(xù)時間下條紋鋸鮨血清生化指標的變化，為其健康養(yǎng)殖和耐寒機制研究提供理論依據(jù)。[方法]以條紋鋸鮨為研究對象，分別從暫養(yǎng)水溫13 ℃急性脅迫到3、5、7 ℃，分析3個急性低溫脅迫強度、不同脅迫時間（0、2、6、12、24、48 h）對條紋鋸鮨血清生化指標的影響。[結果]Ⅰ、Ⅱ組谷丙轉氨酶（ALT）、谷草轉氨酶（AST）、乳酸脫氫酶（LDH）和肌酸激酶同工酶（CK-MB）活性呈先升后降的趨勢，各組堿性磷酸酶（ALP）活性均顯著高于脅迫前（P<0.05）；Ⅰ、Ⅱ組血清總膽固醇（TC）和甘油三酯（TG）先降后升至脅迫前水平，12 h后Ⅲ組總蛋白（TP）、TG、TC含量均顯著低于脅迫前水平（P<0.05），Ⅰ、Ⅱ組葡萄糖（GLU）含量48 h時顯著上升（P<0.05）；Ⅰ、Ⅱ組48 h時血清離子與脅迫前無顯著差異（P>0.05），Ⅲ組K+和Ca2+含量顯著下降（P<0.05），Na+和Cl-含量顯著上升（P<0.05）。[結論]在條紋鋸鮨養(yǎng)殖生產和低溫馴養(yǎng)過程中，應盡量降低脅迫強度和縮短脅迫時間。

關鍵詞 條紋鋸鮨；急性低溫脅迫；血清生化指標

中圖分類號965.3文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2019）08-0109-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.08.028

Abstract[Objective] To analyze the changes of serum biochemical parameters in Centropristis striata under different acute low temperature stress and the duration of the stress and provide theoretical basis for healthy breeding and coldresistant mechanism of C. striata. [Method] Using C. striata as research subject， the effects of three acute cooling stress intensities （ from the temporary culture temperature 13 ℃ to 3， 5， 7 ℃ in group Ⅰ，Ⅱ and Ⅲ respectively） and different duration （0， 2， 6， 12， 24 and 48 h） on the serum biochemical parameters of C. striata were analyzed. [Result] The activities of serum ALT， AST， LDH and CKMB in Ⅰ，Ⅱ groups showed the change trend of first increasing and then decreasing.ALP activity in each group was significantly higher than that before the stress （P<0.05）. TC and TG in the serum in Ⅰ，Ⅱ groups first decreased and then increased up to the level before the stress， and TP， TG， TC contents in Ⅲ group after 12 h were significantly lower than those before the stress （P<0.05）. The glucose（GLU） content in Ⅱ group at 48 h significantly increased （P<0.05）， serum ion in Ⅰ and Ⅱ groups at 48 h had no significant difference with that before the stress（P>0.05） . The contents of K+， Ca2+ in group Ⅲ decreased significantly （P<0.05）， Na+ and Cl- contents significantly increased （P<0.05）.[Conclusion] The stress intensity and stress time should be reduced as possible， in the process of breeding production and low temperature domestication.

Key wordsCentropristis striata；Acute low temperature stress；Serum biochemical parameters

條紋鋸鮨（Centropristis striata），俗稱美洲黑石斑魚[1]，隸屬鮨科石斑魚亞科石斑魚屬，屬于溫性海洋魚類，具有病害少、生長快、肉質鮮美等優(yōu)點，是一種經濟效益顯著的優(yōu)良養(yǎng)殖品種。目前國內外對條紋鋸鮨的研究集中在養(yǎng)殖繁育技術[2-6]、早期發(fā)育[7-10]、 營養(yǎng)研究[11-13]等方面，有關條紋鋸鮨生理生化的研究報道較少，僅鄭磊等[14]對條紋鋸鮨血清中的免疫球蛋白（IgM）進行了分離純化，獲得了具有較高特異性的兔抗條紋鋸鮨IgM血清。血液生化成分及其含量是魚類健康狀況、營養(yǎng)水平及對環(huán)境的適應性的重要評價指標。筆者分析了不同急性低溫脅迫強度、脅迫持續(xù)時間下條紋鋸鮨血清生化指標的變化，旨在為條紋鋸鮨的健康養(yǎng)殖和耐寒機制研究等提供理論依據(jù)。

該試驗中條紋鋸鮨受低溫脅迫后，Ⅲ組ALT及心肌酶活性出現(xiàn)多處激增點，試驗結束時各代謝酶活性顯著高于脅迫前水平，預示急降7 ℃脅迫強度下肝細胞發(fā)生破損，同時刺激了其心肌細胞代謝加快，心肌受損或通透性增加，導致肝臟和心肌細胞中大量代謝酶釋放到血清中，血清酶活性升高。這表明此脅迫強度已經對條紋鋸鮨肝細胞和心肌細胞造成不可逆的損傷。這與朱文彬等[16]、冀德偉等[17]、何福林等[19]關于低溫脅迫對海水魚血清酶指標的影響結果相符。該試驗中3 ℃、5 ℃脅迫強度組酶活性雖有所上升，但可通過自身調節(jié)分別于24、48 h恢復至脅迫前水平，表明3、5 ℃脅迫強度下，條紋鋸鮨對低溫脅迫做出了補償反應，逐步進入低溫適應階段。該試驗還發(fā)現(xiàn)，不同脅迫時間點Ⅱ組脅迫6、12 h時酶活性整體上顯著高于Ⅰ組，而48 h Ⅱ組顯著低于Ⅰ組，表明Ⅱ組較Ⅰ組做出了更大的補償反應，通過調節(jié)血清酶活力可積極響應外界環(huán)境低溫。

ALP廣泛存在于生物體內，也是魚類一種重要的代謝調控酶，直接參與體內磷酸基團的轉移和代謝，在魚類物質代謝和免疫機制中發(fā)揮著重要作用。該試驗中3個脅迫組整體上ALP活性有所升高，暗示著條紋鋸鮨可能在急性低溫脅迫下機體為防御低溫，增加了脂類代謝水平和免疫調節(jié)功能，而ALP與腸內脂質代謝有關，因此血清中ALP含量增加。該試驗結果與寧軍號等[18]關于水溫驟降模式對褐籃子魚（Siganus fuscescens）血液學的研究結果相一致。朱文彬等[16]對馬來西亞紅羅非魚（Oreochromis mossambicus×O.niloticus）緩慢低溫脅迫的研究也得到相似結論；冀德偉等[17]發(fā)現(xiàn)對大黃魚（Pseudosciaena crocea）8.5 ℃低溫脅迫36 h后ALP活性下降；陳超等[15]對七帶石斑魚（Epinephelus septemfasciatus）溫脅迫10 d，發(fā)現(xiàn)ALP活性沒有顯著變化，這可能與物質差異、脅迫強度及試驗魚個體大小有關。該試驗還發(fā)現(xiàn)48 h時Ⅰ、Ⅱ組ALP活性顯著高于脅迫前水平，Ⅲ組24 h后與脅迫前無顯著差異，說明隨脅迫時間的延長，7 ℃脅迫可能會對免疫機制和代謝造成損傷。

3.2急性低溫脅迫對條紋鋸鮨三大能源物質和代謝產物的影響

血糖（以葡萄糖GLU為主）作為魚類的主要能源物質，是反映機體碳水化合物的代謝水平的重要生化指標[20]。魚類中低溫脅迫下的應激反應是一個耗能過程。一般認為，低溫脅迫早期魚類能源物質代謝以血糖代謝增加為主，即魚體內的糖原轉化成GLU，使得GLU含量增加，加快糖的分解代謝，產生大量熱量，以增強機體的御寒功能[21-23]。隨著低溫脅迫強度的加強或脅迫時間的延長，機體將大量的GLU分解成三磷酸腺苷（ATP）提供能量，又使得GLU含量下降。常玉梅等[24]、謝明媚[25]在研究低溫脅迫對鯉（Cyprinus carpio）、七帶石斑魚和銀鯧（Pampus argenteus）血清生化指標影響時并未發(fā)現(xiàn)早期低溫脅迫下血清GLU含量升高，而在低溫脅迫的后期血清中糖原含量顯著升高。該試驗結果與常玉梅等[24]研究結果相似，在低溫脅迫早期（0～12 h），條紋鋸鮨血清Ⅰ、Ⅱ組GLU含量上升不顯著，但后期（24、48 h）GLU含量顯著上升，Ⅲ組在脅迫12 h后顯著升高，尤其24 h后出現(xiàn)激增，可推測隨脅迫時間的延長及脅迫強度的加大，魚體產生了不適反應，導致血清中葡萄糖含量激增，以適應低溫環(huán)境。

血清蛋白主要在肝臟中合成，參與魚類各種生理活動，在魚類低溫應激過程中起重要的調節(jié)作用[19]。該試驗中Ⅰ、Ⅱ組TP含量有所下降，但與脅迫前變化不顯著，而Ⅲ組血清TP含量在急性脅迫后呈先維持后顯著降低的趨勢，表明7 ℃脅迫下條紋鋸鮨肝臟功能出現(xiàn)障礙，蛋白合成能力下降，進而導致血清蛋白含量顯著降低。這與七帶石斑魚[15]、大黃魚[17]分別受8.0、8.5 ℃脅迫后結果相似。TC和TG是動物細胞脂肪貯存的主要形式以及細胞膜的重要組分。該試驗中脅迫早期各組TG和TC含量都有所下降，Ⅲ組脅迫48 h時TC和TG含量顯著低于脅迫前水平，這與鯉[24]、馬來西亞紅羅非魚[16]、大黃魚[17]受低溫脅迫后的結果一致，推測可能是由于低溫對肝臟造成損傷，阻礙了TC和TG通過腸肝循環(huán)途徑進入肝臟被重吸收，進而導致血清中TC和TG含量明顯下降。Ⅰ組、Ⅱ組24 h后均又恢復到脅迫前水平，表明機體動用體內貯存的脂肪以維持生存代謝，也是受脅迫后魚類對低溫脅迫的一種反應。這與寧軍號等[18]對褐籃子魚開展的水溫緩降模式中TC和TG含量試驗結果相似，而劉波等[23]研究同屬暖水性魚類的吉富羅非魚時發(fā)現(xiàn)，溫度驟降應激會使其血清TC含量顯著上升，推測可能與試驗魚品種、脅迫強度及脅迫持續(xù)時間有關。

血清CREA是肌酸的代謝產物，與魚體肌肉組織分解和腎臟功能相關[26-28]，主要經腎小球的過濾排出體外，是檢測腎臟和鰓功能的重要指標[27]。Sano[27]研究表明低溫條件下魚體血清 CREA 水平升高，可能是溫度對魚的腎臟和鰓造成損傷，使得對CREA的過濾或排泄功能弱化所致。該試驗中Ⅲ組24 h出現(xiàn)此CREA水平升高的現(xiàn)象，表明7 ℃脅迫已對條紋鋸鮨腎臟和鰓造成嚴重損傷。該試驗中條紋鋸鮨在3、5 ℃組脅迫下CREA含量未出現(xiàn)Sano[27]所述現(xiàn)象，而呈先升后降的趨勢，隨脅迫時間的延長，均恢復至脅迫前水平，與褐籃子魚[18]對水溫脅迫的應激結果相似，而七帶石斑魚[15]CREA含量隨著低溫脅迫時間的延長而下降。由此可見，魚類在低溫應激條件下血清CREA含量會因試驗魚品種、脅迫強度及脅迫時間的不同而存在差異。

3.3急性低溫脅迫對條紋鋸鮨血清離子含量的影響

魚類血清中Na+、K+、Cl-、Ca2+等離子是維持細胞新陳代謝、調節(jié)體液滲透壓和維持酸堿平衡的重要因子[16]。Holmes等[28]認為血清離子失衡，尤其是血清中K+失衡將導致細細胞膜破裂，最終導致細胞死亡。該試驗中Ⅲ組血清中K+、Ca2+含量顯著下降，可能是由于試驗魚代謝率降低，肌肉興奮性下降所致；Na+、Cl-含量顯著上升，這可能是由于細胞膜的滲透壓調節(jié)功能弱化和通透性增加的結果。這與冀德偉等[17]、Lebreton等[29]的研究結論一致。Ⅰ、Ⅱ組48 h離子含量恢復至脅迫前水平，表明血清離子含量隨低溫脅迫強度不同而有所差異。

綜上所述，以初始水溫13 ℃下條紋鋸鮨為脅迫對象，急性低溫脅迫3、5 ℃，血清生化指標均分別于24、48 h恢復至脅迫前水平，急性脅迫5 ℃（Ⅱ）組響應脅迫持續(xù)時間長于3 ℃脅迫組（Ⅰ）；急性脅迫7 ℃，尤其脅迫24 h后條紋鋸鮨血清各項生化指標會發(fā)生顯著變化，預示此脅迫強度已對肝臟、心肌、腎臟等機體內臟功能造成不可逆的損傷。因此，在條紋鋸鮨實際養(yǎng)殖生產及低溫馴化期間，應盡量降低脅迫強度和縮短脅迫時間。

參考文獻

[1] 雷霽霖，盧繼武.美洲黑石斑魚的品種優(yōu)勢和養(yǎng)殖前景[J].海洋水產研究，2007，28（5）：110-115.

[2] 劉瑞棠.美洲黑石斑魚海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖技術[J].海洋與漁業(yè)，2012（4）：59.

[3] 鄭國洪.美洲黑石斑與對蝦、花蛤混養(yǎng)試驗[J].海洋與漁業(yè)，2012（1）：62-63.

[4] 謝書秋.條紋鋸鮨海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖技術[J].漁業(yè)信息與戰(zhàn)略，2014，29（4）：285-288.

[5] 畢浩，侯文杰.陸基循環(huán)水養(yǎng)殖美洲黑石斑技術[J].水產科技情報，2017，44（3）：128-130.

[6] 潘元潮，楊心德，陸波.美洲黑石斑大規(guī)格魚種培育技術[J].水產養(yǎng)殖，2013（2）：31-32.

[7] 張廷廷，陳超，邵彥翔，等.美洲黑石斑魚（Centropristis striata）消化系統(tǒng)胚后發(fā)育的組織學觀察[J].漁業(yè)科學進展，2017，38（3）：78-85.

[8] 賈瑞錦，王魯，趙從明，等.條紋鋸魚旨胚胎發(fā)育及卵黃囊仔魚形態(tài)變化的觀察[J].漁業(yè)科學進展，2012，33（4）：11-17.

[9] 韓龍江，劉清華，官曙光，等.條紋鋸鮨精液超低溫冷凍保存研究[J].水產學報，2014，38（10）：1714-1721.

[10] 陳超，賈瑞錦，李炎璐，等.條紋鋸鮨精子超微結構及其入卵過程的電鏡觀察[J].漁業(yè)科學進展，2014，35（5）：97-103.

[11] 林星.條紋鋸鮨幼魚配合飼料適宜的蛋白質、脂類含量及能蛋比[J].福建農林大學學報（自然科學版），2011，40（4）：401-406.

[12] 林星.條紋鋸鮨肌肉營養(yǎng)成分分析與品質評價[J].養(yǎng)殖與飼料，2009（9）：43-46.

[13] 黨冉，竺俊全，邱新志.美洲黑石斑魚含肉率及肌肉營養(yǎng)成分分析[J].海洋學研究，2010，28（2）：60-66.

[14] 鄭磊，馬振寧，吳斌，等.美洲黑石斑魚血清IgM純化及其兔抗血清部分特性[J].上海海洋大學學報，2011，20（4）：494-498.

[15] 陳超，施兆鴻，薛寶貴，等.低溫脅迫對七帶石斑魚幼魚血清生化指標的影響[J].水產學報，2012，36（8）：1249-1255.

[16] 朱文彬，劉浩亮，陳作志，等.低溫脅迫對馬來西亞紅羅非魚血清生化指標的影響[J].水產學雜志，2013，26（5）：16-20.

[17] 冀德偉，李明云，王天柱，等.不同低溫脅迫時間對大黃魚血清生化指標的影響[J].水產科學，2009，28（1）：1-4.

[18] 寧軍號，秦宇博，胡倫超，等.水溫驟降和緩降脅迫對褐籃子魚血液生理生化指標的影響[J].大連海洋大學學報，2017，32（3）：294-301.

[19] 何福林，向建國，李常健，等.水溫對虹鱒血液學指標影響的初步研究[J].水生生物學報，2007，31（3）：363-369.

[20] 臧坤，徐永江，柳學周，等.兩種養(yǎng)殖條件下牙鲆的血液生理生化指標比較分析[J].漁業(yè)科學進展，2013，34（5）：36-42.

[21] PANSERAT S，PERRIN A，KAUSHIK S.High dietary lipids induce liver glucose6phosphatase expression in rainbow trout （Oncorhynchus mykiss）[J].The journal of nutrition，2002，132（2）：137-141.

[22] 邵同先，張?zhí)K亞，康健，等.低溫環(huán)境對家兔血清蛋白、血糖和鈣含量的影響[J].環(huán)境與健康雜志，2002，19（5）：379-380.

[23] 劉波，王美垚，謝駿，等.低溫應激對吉富羅非魚血清生化指標及肝臟HSP70基因表達的影響[J].生態(tài)學報，2011，31（17）：4866-4873.

[24] 常玉梅，匡友誼，曹鼎臣，等.低溫脅迫對鯉血液學和血清生化指標的影響[J].水產學報，2006，30（5）：701-706.

[25] 謝明媚.急性溫度脅迫對銀鯧幼魚各項生化指標的影響[D].上海：上海海洋大學，2016.

[26] 尾崎久雄.魚類血液與循環(huán)生理[M].上海：上海科學技術出版社，1982：151-154.

[27] SANO T.Haematological studies of the culture fishes in Japan[J].Journal of Tokyo University of Fisheries，1962，48：105-109.

[28] HOLMES W N，DONALDSON E M.The body compartments and the distribution of electrolytes [M ]//HOAR W S，RANDALL D J.Fish physiology.New York：Academic Press，1969：1-89.

[29] LEBRETON G T O，BEAMISH F W H.The influence of salinity on ionic concentrations and osmolarity of blood serum in lake sturgeon，Acipenser fulvescens[J].Environmental biology of fishes，1998，52：477-482.