马来沙水母和发形霞水母不同生长阶段消化酶活性研究

江玉立，张安琪，王 玮，杨翠华

(青岛海洋科技馆，山东青岛 266003)

马来沙水母(Sanderiamalayensis)又称天草水母，属刺细胞动物门(Cnidaria)钵水母纲(Scyphozoa)旗口水母目(Semaeostomae)游水母科(Pelagiidae)沙水母属(Sanderia)，主要分布在我国的东海、南海附近海域，属暖水性水母[1]。马来沙水母伞体扁平，外伞部具有刺胞疣状突起，口腕两侧缘有许多褶皱，其口腕舒展似丝带，轻柔飘逸。发形霞水母(Cyaneacapillata)又称狮鬃水母，属刺细胞动物门(Cnidaria)钵水母纲(Scyphozoa)旗口水母目(Semaeostomae)霞水母科(Cyaneidae)霞水母属(Cyaneidae)，主要分布在黄海南部、东海北部，属冷水型水母[1]；外伞光滑，没有刺细胞颗粒。

在广阔的海洋中，水母的食物来源广泛，主要是以浮游生物的卵或幼虫为主，饵料丰富多样，故其能迅速生长繁殖。水族馆中人工饲养因难以模拟海洋环境生物饵料的多样性，水母生长环境相对封闭，导致水母的形态特征和个体大小与自然界中水母相差较大[2]。消化酶作为一种能够反映生物消化机能的一项重要指标，其活性的高低可以直接影响水母对营养物质的消化、吸收和利用，对人工饲料的配制和合理投喂具有指导意义[3]。目前关于水母消化酶的研究主要集中在不同条件因子对其消化酶活性的影响[4-6]，但有关马来沙水母和发形霞水母不同生长发育阶段消化酶种类和活性的研究鲜见报道。笔者研究了马来沙水母和发形霞水母螅状体、幼体、成体时期体内胃蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶的活性，以期为水母养殖过程中饲料营养成分的开发与合理投喂提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料试验所用马来沙水母和发形霞水母螅状体、幼体、成体均来源于青岛水族馆自行繁育。试验前从附有螅状体的波纹板中选取大小相近的螅状体，将其从波纹板中剥离并重新布置在(15±1)℃的恒温培养箱内烧杯中培养，每天投喂孵化24 h的卤虫(Anemia)无节幼体，10 d后用于试验。水母幼体饲养于气泡带动水流的水浴缸内，每天投喂上述卤虫无节幼体，成体饲养于直径90 cm、体积 100 L的圆形水缸循环水系统中，试验所用水母幼体和成体为同一批水母碟状体发育而成(表1)，每天投喂人工复合饵料、冰冻糠虾类、孵化24 h的卤虫无节幼体和海月水母(Aureliaaurita)的混合饵料，试验前24 h停止投喂。养殖水质参数为溶解氧>6.5 mg/L、盐度30‰、pH 8.0～8.2、亚硝酸盐<0.02 mg/L、氨氮<0.01 mg/L；马来沙水母水温(20.0±0.7) ℃，发形霞水母水温(17.0±0.5) ℃。

表1 不同生长阶段水母的体重和伞径

1.2 样品的制备2种水母螅状体各测定6组，每组100个螅状体混合；幼体和成体各测定30组，每组1只水母。分别采集2种水母，用滤纸轻轻吸干体表水分后，对各水母进行称重，并测量其伞径，具体规格见表1，然后将水母置于冰盘上解剖，幼体和成体取口腕和胃丝放入玻璃匀浆器中，螅状体整个放入玻璃匀浆器中，分别置于冰上匀浆，匀浆后于5 000 r/min 冷冻离心机(0～4 ℃)离心15 min，取上清液后直接测定胃蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶和淀粉酶活性。

1.3 消化酶的活性测定胃蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶和淀粉酶活性的测定分别采用上海纪宁实业有限公司生产的昆虫胃蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶的ELISA检测试剂盒，利用Epoch酶标仪于450 nm波长处测定OD值，其原理、测定方法及酶活性单位定义均参照试剂盒说明书。

1.4 数据处理数据统计分析在IBM SPSS 19.0 Statistics和Excel 2020软件上进行，对数据进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，并用Duncan法进行差异显著性检验(α=0.05)。利用Excel软件绘制图表，数据均以平均数±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 胃蛋白酶活性比较从2种水母不同生长阶段胃蛋白酶活性(图1)可以看出，马来沙水母的胃蛋白酶活性在各生长阶段均显著高于发形霞水母，是发形霞水母胃蛋白酶活性的1.20 ～7.52倍。在3个生长发育阶段，马来沙水母的胃蛋白酶活性随着个体的发育呈现下降趋势，而发形霞水母胃蛋白酶活性随着个体的发育呈现先下降后上升的趋势，变化幅度较小，2种水母胃蛋白酶活性均在螅状体阶段最高。同种水母中，水母螅状体、幼体和成体之间胃蛋白酶活性差异极显著(P<0.01)，其中，马来沙水母螅状体中胃蛋白酶活性分别是幼体和成体的1.95和3.48倍，发形霞水母螅状体中胃蛋白酶活性分别是幼体和成体的6.27 和1.79倍。2种水母在不同生长阶段胃蛋白酶活性均存在极显著差异(P<0.01)。

注：**表示同一生长阶段2种水母胃蛋白酶活性差异极显著(P<0.01)

2.2 纤维素酶活性比较从2种水母不同生长阶段纤维素酶活性(图2)可以看出，在水母相同发育阶段，马来沙水母的纤维素酶活性均高于发形霞水母，前者是后者的1.33～4.25 倍；在3个生长发育阶段，马来沙水母和发形霞水母的纤维素酶活性随着个体的发育均呈现先下降后升高的趋势，其中，螅状体中纤维素酶活性最高。同种水母中，马来沙水母螅状体、幼体和成体之间纤维素酶活性差异极显著(P<0.01)，发形霞水母螅状体与幼体、成体纤维素酶活性差异极显著(P<0.01)，而幼体和成体之间差异不显著(P>0.05)。马来沙水母螅状体中纤维素酶活性分别是幼体和成体的7.85和2.18倍，发形霞水母螅状体中纤维素酶分别是幼体和成体的6.02和5.33倍。

注：*表示同一生长阶段2种水母纤维素酶活性差异显著(P<0.05)；**表示同一生长阶段2种水母纤维素酶活性差异极显著(P<0.01)

2.3 脂肪酶活性比较从2种水母不同生长发育阶段脂肪酶活性(图3)可以看出，在水母的螅状体和幼体阶段，马来沙水母脂肪酶活性均高于发形霞水母(前者是后者的1.54～2.22倍)，并且具有极显著差异(P<0.01)；成体阶段发形霞水母脂肪酶活性高于马来沙水母。马来沙水母脂肪酶活性随着个体发育呈现逐渐下降趋势，而发形霞水母则是呈现先下降后上升的趋势。同种水母中，螅状体、幼体和成体之间脂肪酶活性差异极显著(P<0.01)。发形霞水母和马来沙水母脂肪酶在成体阶段差异不显著(P>0.05)。马来沙水母螅状体中脂肪酶活性分别是幼体和成体的3.33、5.45倍，发形霞水母螅状体中脂肪酶活性分别是幼体和成体的4.82、2.96倍。

注：**表示同一生长阶段2种水母脂肪酶活性差异极显著(P<0.01)

2.4 淀粉酶活性比较从2种水母不同生长阶段淀粉酶活性(图4)可以看出，在水母的螅状体和成体阶段，马来沙水母淀粉酶活性均高于发形霞水母，其中马来沙水母淀粉酶活性分别高出发形霞水母1.62、2.08倍。马来沙水母和发形霞水母随着个体的发育淀粉酶活性均呈现出先下降后上升的趋势，且均为螅状体阶段活性最高。2种水母螅状体和成体阶段淀粉酶活性差异极显著(P<0.01)，幼体阶段淀粉酶活性差异不显著(P>0.05)。

注：**表示同一生长阶段2种水母淀粉酶活性差异极显著(P<0.01)

2.5 几种消化酶的相关性分析从表2～3可以看出，马来沙水母螅状体和成体发育期间的胃蛋白酶活性与脂肪酶活性均呈显著正相关；幼体发育阶段胃蛋白酶活性与纤维素酶活性呈显著正相关；发形霞水母在螅状体阶段与马来沙水母幼体发育阶段一样，胃蛋白酶活性与纤维素酶活性呈显著正相关，而脂肪酶活性与淀粉酶活性呈极显著正相关，幼体发育阶段的纤维素酶活性与淀粉酶活性呈极显著正相关。其余各阶段酶活性之间的相关性均不显著。

表2 马来沙水母4种消化酶活性的相关性分析

表3 发形霞水母4种消化酶活性的相关性分析

3 讨论与结论

3.1 不同水母之间消化酶活性比较消化酶活性是反映水产动物营养生理的重要指标，与水产动物的生长、发育紧密相关，测定水母各阶段消化酶活性有助于配制各个时期的水母饵料组分，从而提高人工养殖效率，降低生产成本。从结果中可以看出马来沙水母除了在成体阶段的脂肪酶活性和幼体阶段的淀粉酶活性低于发形霞水母，其他发育阶段各消化酶活性普遍高于发形霞水母，且差异显著(P<0.05)。该试验中2种水母不同阶段4种消化酶活性之间存在差异，这可能与动物种类、生长阶段、饲养温度等因素相关。桑永明等[7]研究表明消化酶活性对饵料组分含量具有适应性反应，结合发形霞水母幼体生长较马来沙水母缓慢长期饲养经验，在饲养中发形霞水母幼体可以较早投喂多组分的混合饵料。

有研究表明，温度对消化酶活性具有显著影响[6，8]。李炼星等[9]在研究缢蛏(Sinonovaculaconstricta)时发现温度的升高使得缢蛏体内消化酶活性大大提高。迟艳红等[5]研究海月水母(Aureliaaurita)时发现，在一定温度范围内，海月水母的胃蛋白酶活性随着温度的升高而增强。该试验中马来沙水母和发形霞水母的饲养温度分别为20和17 ℃，在养殖过程中，投喂同样的饵料，马来沙水母的生长速率却高于发形霞水母，可能是因为马来沙水母体内的消化酶活性高，消化吸收营养成分能力较高，所以生长速率较快。

3.2 水母不同发育阶段消化酶活性比较水母随着胃囊和口腕的发育不同，其体内的消化酶种类和活性逐渐发生演变，并在不同发育阶段产生明显差异。螅状体阶段是水母生长发育过程中的重要阶段，螅状体通过横裂产生碟状体，体内需要积累更多的营养物质和能量。杨翠华等[10]研究八斑唇腕水母(Rathkeaoctopunctata)时发现，该水母可以通过螅状体横裂生殖和性腺出芽生殖2种方式繁育水母，并且在10 ℃时水母能够持续性出芽。王彦涛等[11]研究温度、投饵频次对海月水母螅状体生长和繁殖的影响发现，在适宜的横裂温度内，较高的温度和投喂充足的饵料有利于水母横裂出更多的碟状体；适宜横裂的温度范围外，较高的温度和投喂充足的饵料有利于螅状体自身繁殖。从该研究结果可以看出，2种水母体内4种消化酶(胃蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶)活性均在螅状体阶段最高，且与其他各阶段差异极显著(P<0.01)。通常，摄食饵料与消化酶活性有较高的相关性，李世顺等[12]研究不同饵料对海蜇幼体消化酶活力影响发现，投喂卤虫无节幼体可以显著促进海蜇的生长。卤虫无节幼体卵黄含量较高，干质量含有40%以上的粗蛋白和30%左右的脂肪[13]，其氨基酸和脂肪酸含量不仅高，而且比例适当，具有较高的营养价值。但卤虫无节幼体DHA含量几乎为0，长期单一投喂会影响动物的生长[14-15]，该试验中孵化的24 h卤虫无节幼体经二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)等不饱和脂肪酸的强化，从而提高了饵料的营养价值，增强了水母脂肪酶的活性。

胃蛋白酶活性直接反映了水母对饵料中蛋白质的消化吸收能力，蛋白质的消化能力越高，氮元素排出量越少[16]，所以蛋白酶活性越高，蛋白质利用率越充分，可以在一定程度上减少氮元素排放量。在马来沙水母和发形霞水母各个生长发育阶段，4种消化酶中胃蛋白酶活性较高，说明在水母生长发育过程中对蛋白质的需求较强。马来沙水母不同生长阶段胃蛋白酶和脂肪酶的活性从大到小依次为螅状体>幼体>成体，且酶活性在不同阶段差异均极显著(P<0.01)，这与徐革锋等[17]研究的不同生长阶段细鳞鲑(Brachymystaxlenok)消化酶研究结果相同，说明随着水母的生长，对蛋白质和脂肪的消化能力逐渐减弱，故在成体和幼体阶段应适当调整饵料中蛋白质和脂肪的比例。马来沙水母各生长阶段纤维素酶和淀粉酶的活性从大到小依次为螅状体>成体>幼体，成体阶段胃蛋白酶活性相对偏低，较高的淀粉酶和纤维素酶活性可以更高效地利用碳水化合物以满足生长发育的能量需求。Le Vay等[18]也研究表明蛋白酶活性随着体重的增加而减小，而淀粉酶活性下降与体重呈正相关。

发形霞水母在生长发育各个阶段胃蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶和淀粉酶的活性从大到小依次为螅状体>成体>幼体。刘玉梅等[19]研究中国对虾不同发育时期的胃蛋白酶和类胰蛋白酶活性发现，各时期消化酶活性为仔虾<春季成虾<秋季成虾，而白晓慧等[20]研究发现黑尾近红鮊(Ancherythroculternigrocauda)在成鱼期随着年龄的增长消化酶反而降低，这可能与生物种间差异有关。发形霞水母从幼体发育到成体阶段，伴随着消化器官的发育、摄食数量的增多、饵料消化吸收率的增高和营养物质积累的增多，其体内的各种消化酶活性随之提高，高水平的消化酶活性有利于水母对营养物质的消化吸收并转化为生长发育所需要的能量。

与鱼、虾[20-21]的研究相比，马来沙水母和发形霞水母各个阶段含有的淀粉酶活性较高，前者在水螅体阶段体内淀粉酶活性高达175.38 U/L。荆冰妍等[22]研究了4种糖作为碳源对凡纳滨对虾生长、肠道消化酶及肠道菌群的影响，认为淀粉和蔗糖是凡纳滨对虾饲料中的适宜糖源。该试验投喂的人工复合饵料中含α淀粉和活性小麦面筋粉，一方面作为复合饵料的黏合剂，另一方面为水母的运动提供能量。在饲料中添加外援淀粉酶等复合酶制剂，可以弥补内源酶的不足，进而提高淀粉利用率，减轻水体负荷，维持水体健康。

3.3 2种水母消化酶之间的正协同性马来沙水母螅状体和成体发育期间的胃蛋白酶活性与脂肪酶活性均呈显著正相关；幼体发育阶段胃蛋白酶活性与纤维素酶活性呈显著正相关；发形霞水母在螅状体阶段胃蛋白酶活性与纤维素酶活性呈显著正相关，而脂肪酶活性与淀粉酶活性呈极显著正相关，幼体发育阶段的纤维素酶活性与淀粉酶活性也呈极显著正相关。由此可见，水母消化酶之间存在着一定的协同作用。罗明珠等[23]在研究福寿螺(Pomaceacanaliculata)和田螺(Cipangopaludinachinensis)消化酶时发现胃蛋白酶活性与淀粉酶活性存在同步升高或降低的趋势，与该研究的结果相似。马来沙水母和发形霞水母体内消化酶活性的正相关性有利于它们对蛋白质、淀粉类、纤维素类、脂肪类等营养物质的消化吸收，这也为饵料各营养物质之间合理配比提供了依据。

水母在不同的生长阶段消化酶活性各有不同，今后在养殖过程中，应该根据各个水母不同生长阶段消化酶活性变化，及时调整饵料中蛋白质、脂肪、碳水化合物和纤维素的比例，投喂合适的饵料以及需要搭配合适的营养成分，提高饵料利用率，以期获得更好的饲养个体。