马氏珠母贝养殖群体两种规格个体的类胡萝卜素含量比较

吴小芬，雷　超，陈思曼，李俊辉，王庆恒,2，焦　钰,2(.广东海洋大学水产学院，广东　湛江 524088; 2.广东省珍珠养殖与加工工程技术研究中心，广东　湛江 524088)



马氏珠母贝养殖群体两种规格个体的类胡萝卜素含量比较

吴小芬1，雷超1，陈思曼1，李俊辉1，王庆恒1,2，焦钰1,2
(1.广东海洋大学水产学院，广东湛江 524088; 2.广东省珍珠养殖与加工工程技术研究中心，广东湛江 524088)

摘要：以马氏珠母贝育种对照群体为实验材料，从群体中选择生长差异个体分别构成大规格与小规格子群体，测定两个子群体鳃、肝胰腺、闭壳肌、外套膜边缘膜与外套膜中央膜类胡萝卜素含量。结果表明：大规格与小规格子群体的鳃、肝胰腺、闭壳肌、外套膜边缘膜与外套膜中央膜的类胡萝卜素含量差异不显著（P ＞ 0.05），大规格子群体各组织的类胡萝卜素含量略大于小规格子群体。大与小规格子群体肝胰腺的类胡萝卜素含量显著高于其它4 种组织（P ＜ 0.05）。子群体对类胡萝卜含量影响不显著（P ＞ 0.05），组织对类胡萝卜含量影响显著（P ＜ 0.05）。肝脏是马氏珠母贝类胡萝卜素转化及沉积的主要器官之一。

关键词：马氏珠母贝；类胡萝卜素；规格；组织

类胡萝卜素是一类脂溶性的有色化合物，广泛存在自然界中，通常认为其只能在植物、真菌和某些细菌中合成，目前已有研究表明动物体内也能合成类胡萝卜素[1]。自1928 年Kuhn和Karrer首次阐明了β-胡萝卜素的结构以来，已经报道了800多种类胡萝卜素。人体类胡萝卜素的摄入量与抗氧化、细胞调节、基因表达以及免疫能力的强弱密切相关，类胡萝卜素还可以有效降低患癌症以及心血管等疾病的风险[2-3]。对于水产动物而言，类胡萝卜素起到改善卵质、减少胚胎发育死亡率、提高免疫生殖能力与着色等作用[4-6]。双壳类、腹足类、多板类及头足类等贝类体内含有丰富的类胡萝卜素，但贝类自身不能合成类胡萝卜素，主要通过食物链从食物中摄取并在体内沉积，体内的部分类胡萝卜素还可以被转化为其他形式。目前，国内有关贝类的类胡萝卜素研究报道主要见于华贵栉孔扇贝Chlamys nobilis[7-8]、虾夷扇贝Patinopecten yessoensis[9-10]与三角帆蚌Hyriopsis cumingii[11]。马氏珠母贝Pinctada martensii属于暖水种，在我国主要地理分布于广东雷州半岛、海南三亚与广西北海海区，是我国生产海水珍珠的主要贝类之一。马氏珠母贝生产的珍珠（未经过加工）颜色常有白色、金黄色以及少量的粉色，其中白色带粉的珍珠最为珍贵[12]。珍珠颜色是决定珍珠商业价值的重要指标之一，有关珍珠呈色机制一直是珍珠培育研究热点[13-14]。现有研究表明类胡萝卜素可能是决定珍珠颜色的重要因素之一[15]，如有机类胡萝卜素能使淡水养殖珍珠呈现颜色，白色珍珠不含有有类胡萝卜素[16]。

本研究比较马氏珠母贝基础群体群体不同规格个体的类胡萝卜素含量，检测类胡萝卜素在不同组织分布情况，以期为了解马氏珠母贝体内类胡萝卜素分布规律以及优质珍珠培育提供参考。

1　材料与方法

1.1材料

以马氏珠母贝育种对照群体为实验材料，育种对照群体构建过程见文献[17]，每隔1.5～2.0 a从对照群体随机选择性腺成熟的个体作为亲本繁育继代群体。2015年7月，从2.0贝龄群体选择生长差异的个体组成大规格（LS）与小规格（SS）子群体，各取样30个个体，测量每个个体的壳长、壳高、壳宽、体质量与壳质量。解剖剪取鳃、肝胰腺、闭壳肌及外套膜，其中外套膜分为边缘膜与中央膜，-20℃保存备用。

1.2方法

从冻存的样品中取样，称量0.1 g左右，加入等量无水硫酸钠和5 mL丙酮（分析纯）充分匀浆；另加入5 mL 丙酮润洗匀浆器2 次，一并转入10 mL具塞试管中，用锡纸避光密封，在4℃下保存3 d后，4 000 r /min 离心10 min，取上清液，用紫外分光光度计在480 nm 处测定。

总类胡萝卜素含量（µg/g）=A480×y ×104/（E1%1cm× W），公式中A480为480 nm处吸光值，y为提取液体积（mL），W为样品质量（g），E1%1cm为在1 cm光程的比色杯中1 g/L质量浓度溶质的理论吸收值。

1.3数据处理

利用t检验比较两个子群体生长性状的差异；利用双因素方差分析群体与组织对类胡萝素含量的影响；利用SPSS 11.5软件进行所有的数据分析处理，显著性检验值设为P ＜ 0.05。

2　结果与分析

2.1两群体间的生长性状比较

统计结果表明，LS子群体的壳长、壳宽、壳高、体质量与壳质量性状的平均值均显著大于SS子群体（P ＜ 0.05）（表1）。

表1　马氏珠母贝大规格与小规格子群体的生长性状比较Table 1　Growth traits of the LS and SS groups of pearl oyster Pinctada martensii

2.2两群体间的类胡萝卜素含量差异分析

两个子群体相同的组织类胡萝卜素含量差异均显著（P ＞ 0.05）；相比较而言，大规格子群体的组织类胡萝素含量均高于小规格子群体，例如LS群体的鳃类胡萝素含量为16.72 ± 4.12 µg/g，SS群体的鳃类胡萝素含量为15.94 ± 4.84 µg/g（表2）。

表2 马氏珠母贝两个子群体不同组织的类胡萝素含量差异比较Table 2　Total carotenoid content in different tissues in the LS and SS groups of pearl oyster Pinctada martensii　　　　　　　　　　　　　µg/g

LS子群体内组织间的类胡萝素含量存在显著性差异（P ＜ 0.05），肝胰腺（He）类胡萝卜素含量显著大于鳃（Gi）、闭壳肌（Mu）、外套膜边缘膜（Me）与外套膜中央膜（Mc），但鳃（Gi）、闭壳肌（Mu）、外套膜边缘膜（Me）与外套膜中央膜（Mc）类胡萝素含量差异不显著（P ＞ 0.05）（图1）。与LS群体相似，SS子群体各组织的类胡萝素含量存在显著性差异（P ＜ 0.05），肝胰腺（He）类胡萝卜素含量显著大于鳃（Gi）、闭壳肌（Mu）、外套膜边缘膜（Me）与外套膜中央膜（Mc）（P ＜ 0.05）（图2）。

图1　LS子群体各组织类胡萝卜素含量比较Figure 1　Total carotenoid content in different tissues in the LS group

图2 SS子群体各组织类胡萝卜素含量比较Figure 2 Total carotenoid content in differenttissues in the SS group

2.3群体与组织对类胡萝卜素含量的影响

利用双因素方差分析检测了群体与组织对类胡萝素含量的影响，结果表明，群体对类胡萝卜素含量的影响不显著（P ＞ 0.05），组织对类胡萝卜素含量存在显著的影响（P ＜ 0.05），群体与组织交互作用对类胡萝卜素含量存在显著的影响（P ＜ 0.05）。

表3　群体与组织对类胡萝素含量影响的双因素方差分析Table 3　Two-factor analysis of variance of group and tissue on total carotenoid content

3　讨论

由于摄入食物的差异，不同贝类体内的类胡萝卜素含量存在明显差别，贝类体内类胡萝卜素含量为10～140 µg/g[18]。研究表明，养殖在同一环境条件下贝类个体不同组织的类胡萝素含量存在明显的差异：虾夷扇贝P.yessoensis雌性个体性腺的pectenolone 和pectenoxanthin含量大于肝胰腺、鳃、闭壳肌与外套膜[9]；华贵栉孔扇贝C.nobilis体内性腺组织的类胡萝卜素含量高于外套膜、鳃丝及闭壳肌[7]；三角帆蚌H.cumingii肝脏中类胡萝卜素的含量显著高于性腺、边缘膜、鳃丝及中央膜中的含量[11]。本研究结果表明，类胡萝卜素在体内的分布具有明显的组织特异性，肝胰腺的类胡萝卜素含量明显大于鳃、外套膜与闭壳肌，这说明了马氏珠母贝的肝胰腺是类胡萝卜素代谢主要器官。

遗传、环境（养殖水体的温度、盐度与光照）、生理状况（个体规格、性别与年龄等）与饵料种类等因素均能影响到水产动物体内类胡萝卜素的含量[8]。遗传是影响水产动物富集类胡萝卜素含量差异的主要因素之一。通过检测大鳞大麻哈鱼着色程度和肌肉虾青素含量时发现，投喂等量虾青素饲料，不同品系及相同品系间着色均存在明显的差别，这可能由相关基因控制[19]。贝类壳色具有明显的多态性，主要由遗传因素控制，不同壳色群体的类胡萝卜素含量存在明显差异,例如，华贵栉孔扇贝橙壳色闭壳肌类胡萝素含量是白壳色闭壳肌的含量4.7～13.7倍，并且这种橘红壳色富含的类胡萝素能够稳定的遗传[7]；虾夷扇贝桔红壳色个体闭壳肌的类胡萝卜素含量大于白壳色个体的闭壳肌[9]。

有研究报道贝龄与规格等生理因素对水产动物体内类胡萝卜素含量的影响,以63 mg/kg虾青素饲喂北极红点鲑Salvelinus alpinus 3个月，1 、2 与3 龄个体的肌肉中类胡箩卜素含量分别为2.5、3.69 与6.7 mg/kg[20]；虹鳟不同规格个体富集类胡萝卜素的差异，规格5g的个体肌肉的类胡萝卜素蓄积量为2.5 mg/kg，0.5～1.0 kg个体可达10 mg/kg，而体质量大于1 kg的个体则高达20～25 mg/kg[21]。本研究初步表明，马氏珠母贝大规格个体各组织的类胡萝卜素含量与小规格个体没有存在显著差异，与上述研究结果存在不同，需要进一步研究验证。

在淡水蚌同一贝壳不同区域类胡萝卜素含量存在差异，从壳顶到沿壳边缘的方向，贝壳的类胡萝卜素含量逐渐降低，而且外套膜组织类胡萝卜素含量可能是三角帆蚌珍珠层颜色差异的重要原因之一[22]。本研究结果表明，马氏珠母贝相同个体外套膜边缘膜的类胡萝卜素含量略大于中央膜。对于马氏珠母贝而言，外套膜不同区域类胡萝卜素含量是否导致珍珠层颜色差异，外套膜不同区域类胡萝卜素代谢相关基因表达与其类胡萝卜素含量是否存在相关性，这也需要进一步研究。

参考文献

[1]GRBIĆ M,VAN LEEUWEN T,CLARK R M,et al.2011.The genome of Tetranychus urticae reveals herbivorous pest adaptations[J].Nature,479(7374):487-492.

[2]张倩,郑怀平,刘合露,等.海产贝类体内类胡萝卜素的研究进展[J].海洋通报,2011,30(1):108-111.

[3]石婧,顾赛麒,王锡昌.水产动物组织中类胡萝卜素的研究进展[J].食品工业科技,2014,35(12):373-377.

[4]高前欣.水产动物类胡萝卜素的生理功能[J].内陆水产,2005(5):16-17.

[5]冷向军,李小勤.水产动物着色的研究进展[J].水产学报,2006,30(1):138-143.

[6]MAOKA T.Recent progress in structural studies of carotenoids in animals and plants[J].Archives of biochemistry and biophysics,2009,483(2):191-195.

[7]ZHENG H P,LIU H L,ZHANG T,et al.Total carotenoid differences in scallop tissues of Chlamys nobilis(Bivalve:Pectinidae)with regard to gender and shell colour[J].Food chemistry,2010,122(4):1164-1167.

[8]刘合露.华贵栉孔扇贝橙色闭壳肌个体富集类胡萝卜素原因的初步研究[D].汕头:汕头大学,2011.

[9]李宁.虾夷扇贝橘红色闭壳肌产生的原因及其在育种中的应用[D].青岛:中国海洋大学,2009.

[10]任晓亮,侯睿,王珊,等.控制虾夷扇贝闭壳肌积累类胡萝卜素相关基因的筛查[J].中国海洋大学学报,2012,42(9):41-47.

[11]闻海波,聂志娟,曹哲明,等.不同颜色珍珠层的三角帆蚌组织中类胡萝卜素含量的分析[J].大连海洋大学学报,2012,27(3):265-268.

[12]顾志峰,黄锋绍,王海,等.不同海区养殖的马氏珠母贝珍珠质颜色比较[J].渔业科学进展,2012,33(5):91-94.

[13]张根芳,许式见,方爱萍.组织小片对三角帆蚌外套膜无核珍珠颜色成因的影响[J].水生生物学报,2013,37(3):581-587.

[14]张根芳,许式见,方爱萍.三角帆蚌(Hyriopsis cumingji)外套膜无核珍珠颜色成因的育珠实验[J].海洋与湖沼,2013(2):532-536.

[15]张根芳,叶容晖,方爱萍.珍珠颜色和贝壳珍珠层颜色研究进展[J].动物学杂志,2014,49(1):137-144.

[16]杨明月,郭守国,史凌云,等.淡水养殖珍珠的化学成分与呈色机理研究[J].宝石和宝石学杂志,2004,6(2):10-13.

[17]全国水产技术推广总站.2014水产新品种推广指南[M].北京:中国农业出版社,2015.

[18] KANTHA S S.Carotenoids of edible mollusks; a review[J].Journal of food biochemistry,1989,13(6):429-442.

[19]朱艺峰,麦康森.鱼饲料着色剂类胡萝卜素研究进展[J].水生生物学报,2003,27(2):196-200.

[20]AAS G H,BJERKENG B,HATLEN B,et al.Idoxanthin,a major carotenoid in the flesh of Arctic charr(Salvelinus alpinus)fed diets containing astaxanthin[J].Aquaculture,1997,150(1/2):135-142.

[21]STOREBAKKEN T,NO H K.Pigmentation of rainbow trout[J].Aquaculture,1992,100(1/3):209-229.

[22]张刚生,谢先德,王英.三角帆蚌贝壳珍珠层中类胡萝卜素的激光拉曼光谱研究[J].矿物学报,2001,21(3):289-292.

（责任编辑：陈庄）

Total carotenoid content in soft tissues of two-sized groups in pearl oyster Pinctada martensii stock

WU Xiao-fen1，LEI Chao，CHEN Si-man1，LI Jun-hui1，WANG Qing-heng1,2，JIAO Yu1,2
(1.Fisheries College，Guangdong Ocean University，Zhanjiang 524088,China；2.Pearl Breeding and Processing Engineering Technology Research Center of Guangdong Province，Zhanjiang 524088,China)

Abstract：In this study,large-sized(LS)and small-sized(SS)groups of pearl oyster Pinctada martensii were established based on the significant difference in growth traits from a control stock in our breeding program.Total carotenoid content(TCC)of LS and SS groups in soft tissues,including gill,hepatopancreas,adductor muscle,mantle edge and mantle centre,were not significant differences(P ＞0.05)but with slightly higher in the LS group.TCC in hepatopancreas in both LS and SS groups were significantly higher than those in gill,adductor muscle,mantle edge and mantle centre.TCC are no significant difference between group(P ＞ 0.05)but are significant difference among tissues(P ＜ 0.05).These results suggest that the hepatopancreas is an important tissue in transformation and accumulation of carotenoids.

Key words：Pinctada martensii；carotenoid；size；tissues

通信作者：李俊辉（1976—），讲师，专业方向为无脊椎动物增养殖。E-mail:lijunh@21cn.com

基金项目：国家贝类产业体系专项经费（CRAS-048）; 广东海洋大学’海之帆—起航计划‚大学生科技创新项目; 广东海洋大学水产学院创新项目

收稿日期：2015-09-01

doi：10.3969/j.issn.1673-9159.2016.01.006

中图分类号：S968.316

文献标志码：A

文章编号：1673-9159（2015）06-0031-04

第一作者：吴小芬（1993—），水产学院海洋科学专业2013级本科生。