温度和溶氧对施氏鲟胚胎发育及氧化—抗氧化生化指标影响的研究

谢先中 陈友明 冉光鑫 杨斌 王永树

摘 要：以施氏鲟为研究对象，观察不同温度和溶氧对胚胎孵化率、畸形率及SOD、CAT、丙二醛（MDA）含量等氧化-抗氧化生理指标的影响。结果表明：孵化温度为18℃～22℃（溶氧7.0 mg/L以上），溶氧為6.71mg/L 和7.28 mg/L时（温度20℃），施氏鲟胚胎有较高的孵化率、较低的畸形率和较低MDA含量。温度升高、溶氧降低时，为了降低ROS对机体的损伤，机体通过增加SOD，CAT活性来适应不良孵化生态因子的变化。

关键词：温度；溶氧；施氏鲟；胚胎发育；氧化-抗氧化生化指标

中图分类号 S917.4 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）14-0073-02

鲟鱼隶属于硬骨鱼纲，辐鳍亚纲，鲟形目，鲟科，鲟属，是现存最古老的脊椎动物之一，有活化石之称。鲟鱼肉质鲜美，无肌间刺，鱼肉低脂肪、高蛋白、富含不饱和脂肪酸和叶酸，并具有一定的抗癌和美容效果，市场供不应求[1-2]。近年来，随着鲟鱼南移驯养成功，鲟鱼人工养殖技术和规模发展迅速，高质量苗种的供应已成为制约施氏鲟养殖产业发展的瓶颈。

鲟鱼孵化条件要求较高，温度过高、缺氧等不良孵化条件，均可导致鲟鱼胚胎活性氧（ROS）增加，特别是在神经胚期以后，抗氧化酶类逐渐消耗，细胞体内活性氧不能得到及时清除，ROS生成增多，脂质、蛋白质和DNA过氧化，往往导致胚胎发育氧化损伤、死亡现象。正常的机体内，ROS会被抗氧化系统降解以维持机体的健康状态。这一抗氧化系统包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等[3-4]。本试验以常见鲟鱼养殖品种施氏鲟为研究对象，观察不同温度和溶氧对施氏鲟胚胎孵化率、畸形率及SOD、CAT、丙二醛（MDA）含量等氧化-抗氧化生理指标的影响，为通过孵化生态因子调控降低ROS氧化损伤提供理论参考，从而有效提高施氏鲟胚胎孵化率及降低畸形率。

1 材料与方法

1.1 试验材料 施氏鲟亲鱼雄性体重15kg，雌性体重43kg，人工注射LRHA催熟，采用剖腹法取卵，干法人工授精后的鱼卵用滑石粉脱粘，放入控温的水族箱中孵化。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 温度试验共设置4个梯度，分别为18℃、20℃、22℃、24℃和26℃。孵化溶氧保持在7.0mg/L以上。溶氧试验通过冲气量控制，设为不充气、微充气和大量充气，实际测得3个溶氧梯度，分别为4.10mg/L、6.71mg/L、7.28mg/L，孵化温度20℃。

1.2.2 胚胎发育孵化及观察 孵化用水为过滤、暴气、净化后的自来水。每个孵化箱孵化200～300粒受精卵。孵化过程中由水质净化系统自动净化，无需换水，观察统计孵出仔鱼的胚胎数、孵出劣仔数等。

1.2.3 胚胎生化指标测定 选取存活的的施氏鲟孵出期胚胎，设3个平行，将胚胎样品加入3倍体积的PBS缓冲液，冰浴匀浆5min，4℃下3000r/min冷冻离心10min，取其上清液用于测定。SOD、CAT、MDA含量均采用南京建成生物工程研究所的试剂盒，方法参见试剂盒。SOD活力单位定义为1U/mg prot，CAT活力单位定义为1U/mg prot，MDA表示为nmol/mg prot。

2 结果与分析

2.1 温度对施氏鲟胚胎发育及氧化-抗氧化生化指标的影响 从表1看出，孵化温度为18～22℃时，孵化率相对较高为75%～82%、畸形率较低为7.9%～11.8%。温度大于24℃时畸形率比例达40%，温度大于26℃时，施氏鲟胚胎几乎不能孵出，孵化率只有2.2%。

从氧化-抗氧化生化指标来看，孵化温度为18℃～22℃时，SOD、CAT酶活力随水温升高而显著升高。在22℃，SOD、CAT酶活力最高；低于或超过22℃，SOD、CAT酶活力显著下降。孵化温度为18～26℃时，MDA的含量随温度升高而显著升高。

2.2 溶氧对施氏鲟胚胎发育及氧化-抗氧化生化指标的影响 从表2看出，低氧对施氏鲟胚胎发育及氧化-抗氧化生化指标有非常显著的影响。孵化溶氧为6.71mg/L和7.28mg/L时，孵化率达79%和82%，畸形率只有10.9%和9.1%。而溶氧在4.10mg/L时，施氏鲟胚胎孵化率只有19.9%，畸形率高达25.3%。

从氧化-抗氧化生化指标来看，溶氧为6.71mg/L和7.28时mg/L，SOD酶活力、CAT酶活力、MDA的含量差异不显著。而溶氧为4.10mg/L时，SOD酶活力、CAT酶活力以及MDA的含量显著升高。

3 结论与讨论

从试验结果可知，温度和溶氧影响氧化-抗氧化生化指标，从而影响施氏鲟胚胎的发育。ROS的产生与抗氧化酶清除ROS相平衡时，施氏鲟胚胎能够处于良好健康的发育状态，表现为较高的孵化率和较低的畸形率。本试验中孵化温度为18℃～22℃（溶氧7.0mg/L以上），孵化率相对较高，为75%～82%；畸形率较低，为7.9%～11.8%；MDA较低，为0.16±0.03～0.25±0.01（U/mg prot）。同时，在胚胎孵化中，要注意保持充足的溶氧，溶氧为6.71mg/L和7.28mg/L时（温度20℃），施氏鲟胚胎有较高的孵化率和较低的畸形率，孵化率相对较高为79%～82%，畸形率较低为9.2%～10.9%，MDA较低为0.21±0.01～0.22±0.01（U/mg prot）。

鱼类胚胎孵化的过程，实质上是胚胎本身发生的一系列生理、生化反应的过程。这一系列反应过程通常需要适宜的温度条件。温度升高，鱼类胚胎代谢酶活性提高，代谢加快，ROS的产生也不断增加。而SOD和CAT是动物机体内两种重要抗氧化活性酶，对机体抵御氧化损伤起到重要的保护作用。SOD是机体内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转化为H2O2；而CAT的主要作用是催化H2O2分解为H2O与O2，使得H2O2不与O2在铁螯合物作用下反应生成非常有害的·OH[3-9]。

本试验中，温度升高，施氏鲟胚胎SOD酶活力、CAT酶活力也随之升高。但SOD酶活力、CAT酶活力不足以清除ROS，表现为随着温度的升高，施氏鲟胚胎MDA含量不断增加。MDA是氧自由基攻击生物膜磷脂中的多不饱和脂肪酸引发的最重要产物之一。它的产生还能加剧膜的损伤，MDA的测定常常与SOD的测定互相配合，SOD活力的高低间接反映机体清除氧自由基的能力，而MDA的高低又间接反映了机体细胞受自由基攻击的严重程度[3-9]。

溶氧对维持水产动物机体生命活动十分重要，当组织细胞得不到充足的氧，或不能充分利用氧时，组织的代谢机能，甚至形态结构都可能发生异常变化，缺氧损伤的机制之一是自由基损伤。有研究表明，在缺氧状态下，体内自由基代谢发生紊乱，其含量异常升高，引起脂质过氧化损伤，形成丙二醛等氧化产物，为了降低ROS对机体的损伤，机体通过改变一些抗氧化酶，如SOD，CAT等的活性来适应低氧[10-12]。本试验中，溶氧为4.10mg/L时，SOD酶活力、CAT酶活力显著升高。

本试验只选取了施氏鲟胚胎孵出期1个时期的氧化-抗氧化生化指标，不能反映温度和溶氧对整个胚胎发育期的影响，而鱼类胚胎不同时期对温度和溶氧的敏感性不相同，通过孵化生态因子调控，避开高温低氧的胚胎敏感期，可提高施氏鲟的孵化率、降低畸形率。同时，温度和溶氧对施氏鲟胚胎发育生理指标的影响是多方面的，如代谢相关酶与施氏鲟胚胎发育直接相关，有必要进一步深入研究。

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（责编：王慧晴）