板蓝根对施氏鲟幼鱼抗氧化及免疫功能的影响

彭翔,夏磊,张洪玉,赵明军,董世瑞,惠景,宁立

(1.中国水产科学研究院,北京100141;2.天津商业大学生物技术与食品科学学院,天津300134;3.北京市房山区养殖业服务中心,北京102481)

板蓝根对施氏鲟幼鱼抗氧化及免疫功能的影响

彭翔1,夏磊1,张洪玉1,赵明军1,董世瑞2,惠景2,宁立3

(1.中国水产科学研究院,北京100141;2.天津商业大学生物技术与食品科学学院,天津300134;3.北京市房山区养殖业服务中心,北京102481)

在水温(22±2)℃条件下,利用室内循环水养殖系统养殖施氏鲟Acipenser schrenckii幼鱼4周,投喂添加不同剂量的板蓝根饲料,研究板蓝根对施氏鲟幼鱼抗氧化和免疫功能的影响。随机选取大小均匀、健康无病的施氏鲟幼鱼240尾(体质量为30.14 g±1.2 g),放入12个试验缸(容积为300 L)中,每缸放20尾。用板蓝根(浓缩物)含量分别为0% (IR0)、0.1% (IR1)、0.5% (IR2)、1.0% (IR3)、1.5%(IR4)、2.0%(IR5)的6组饲料投喂试验鱼,每组饲料投喂2缸试验鱼,4周后采集鱼血液样品检测。结果表明:随着板蓝根添加量的增加,幼鱼血清中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPX)活性均呈上升趋势,且高剂量组活性显著高于对照组(P＜0.05);过氧化氢酶(CAT)活性呈上升趋势,丙二醛(MDA)含量呈下降趋势,但组间均无显著性差异(P＞0.05);补体C3含量也呈上升趋势(P＜0.05),但溶菌酶(LZM)和抗体IgM含量则没有显著变化(P＞0.05);攻毒后,各组幼鱼血清C3和IgM含量均较攻毒前显著增加,且随着板蓝根添加量的增加而增加,添加量为0.5%～2.0%的组C3和IgM含量显著高于对照组(P＜0.05)。试验表明,板蓝根对施氏鲟幼鱼抗氧化酶活性、补体C3和抗体IgM具有一定的促进作用。

施氏鲟;板蓝根;抗氧化;免疫

施氏鲟 Acipenser schrenckii隶属于鲟形目、鲟科、鲟属,是一种典型的江河鱼类,主要分布于黑龙江流域,具有极高的营养价值和经济价值。随着施氏鲟养殖规模的快速扩大,鲟鱼疾病暴发越来越频繁,治愈难度增大,病害造成的经济损失呈逐年上升的趋势[1]。主要原因是养殖生产上缺乏特效渔用药物,虽然一些禁用药物效果显著,但存在药残、致畸致突变等问题。因此,生产实践中亟需预防、治疗鱼病的有效措施及方法。而提升养殖动物自身免疫力,就是预防疾病、健康养殖的重要措施之一。

近年来,中草药作为免疫增强剂在水产养殖上的应用逐渐增加,其调节抗氧化和免疫功能依赖的主要有效成分为多糖、生物碱、甙类、有机酸、挥发油、黄酮、鞣质和氨基酸等[2-4]。这些成分均以有机复合物形态存在,单一成分发挥作用时,成分间也有复合作用[5]。板蓝根属于十字花科菘蓝属植物菘蓝的干燥根,其主要有效成分为靛苷、靛红、靛蓝、葡萄糖芸香素、棕榈酸和氨基酸等,具有清热解毒、凉血等功效。研究表明,板蓝根对金黄色葡萄球菌、枯草杆菌和大肠杆菌等均有抑制作用[6],对流感病毒、乙型脑炎病毒和腮腺炎病毒有抑制其感染和增殖的作用[7-8],其抑菌成分主要是色胺酮等化合物[9]。本研究中研究了板蓝根对施氏鲟幼鱼抗氧化和免疫功能的影响,以期为施氏鲟免疫增强剂的研究提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验用施氏鲟幼鱼体质量为(30.14±1.2)g。板蓝根浓缩物购自西安合建生物科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 选取大小一致、健康无病的施氏鲟幼鱼420尾,随机放入12个试验缸(容积为300 L)中,每个缸放20尾幼鱼,暂养1周,投喂基础饲料。养殖试验开始后,用添加0% (IR0)、0.1% (IR1)、0.5% (IR2)、1.0% (IR3)、1.5%(IR4)、2.0%(IR5)板蓝根浓缩物的6组饲料投喂试验鱼,每组饲料各投喂2缸试验鱼。试验为期4周,每天8:00和16:00投喂,投喂量为鱼体质量的0.5%。4周后,从每缸采集15尾鱼的血清样品,测定其抗氧化指标和免疫指标。取样结束后,对每缸剩余的5尾鱼,腹腔注射0.5 mL肠型点状气单胞菌(浓度为2.5×107CFU/mL,小于半致死量),72 h后采集血清样品,测定补体C3和抗体IgM。

试验在中国水产科学研究院新型无公害渔药创制中心完成,采用室内循环水养殖系统,流速为3 L/min,水体溶解氧为 5.0 mg/L以上,水温为(22±2)℃,每天抽取底层污物,保持水质良好。

1.2.2 试验饲料 各组试验饲料的原料组成及其营养成分见表1。饲料原料经粉碎后过80目筛,按配比精确称量、混合、搅拌均匀,制成直径为2.0 mm左右的膨化软颗粒沉性饲料,自然晾干,备用。

表1 试验饲料的原料组成和营养成分(n=3)Tab.1 Ingredients and nutritional compositions of the experimental diets(n=3)

1.2.3 样品的采集与测定 试验结束后,将试验鱼饥饿24 h后用丁香酚麻醉,从试验鱼尾静脉取血,在4℃下静置4 h,以3 000 r/min离心10 min,取上清,于冰箱(-20℃)中保存备用。

采用南京建成生物工程研究所的试剂盒和721型分光光度计测定血清超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、丙二醛(MDA)和溶菌酶(LZM);采用潍坊三维生物工程集团有限公司的试剂盒和日立7160全自动生化仪测定血清补体 C3和抗体IgM。

1.3 数据处理

试验数据均用平均值±标准差(mean±S.D.)表示,使用SPSS 16.0统计软件进行方差分析,用 Tukey's法进行组间多重比较,显著性水平设为0.05。

2 结果

2.1 施氏鲟幼鱼摄食含板蓝根的饲料后血清中抗氧化指标的变化

板蓝根对施氏鲟幼鱼血清中 SOD、CAT、GSH-PX、MDA的影响见表2。从表2可见,随着饲料中板蓝根添加量的增加,SOD活性逐渐增加,其中IR0组幼鱼血清SOD活性显著低于IR3、IR4和IR5组(P＜0.05);各组GSH-PX活性逐渐增大,其中IR4和IR5组显著高于IR0、IR1组(P＜0.05);各组CAT活性逐渐增大,MDA含量逐渐下降,但组间均无显著性差异(P＞0.05)。

表2 摄食含板蓝根的饲料对施氏鲟幼鱼血清抗氧化指标的影响Tab.2 The antioxidant parameters in the serum of the juvenile Amur sturgeon fed diets containing different levels of Radix isatidis U/mL

2.2 施氏鲟幼鱼摄食含板蓝根的饲料后免疫指标的变化

板蓝根对施氏鲟幼鱼血清中LZM、C3和IgM的影响见表3。从表3可见:随着板蓝根添加量的增加,各组LZM活性和IgM含量均没有显著性差异(P＞0.05);各组C3含量逐渐增加,其中IR4和IR5组显著高于IR0组(P＜0.05)。

表3 摄食含板蓝根的饲料对施氏鲟幼鱼免疫指标的影响Tab.3 The immunity changes in the serum of the juvenile Amur sturgeon fed diets containing different levels of Radix isatidis

2.3 施氏鲟幼鱼被攻毒后其免疫指标的变化

用肠型点状气单胞菌对试验鱼攻毒后,各组施氏鲟幼鱼的C3和IgM含量的变化见表4。从表4可见:攻毒后各组幼鱼的C3和IgM含量显著高于被攻毒前的含量;随着板蓝根添加量的增加,C3和IgM含量呈先增加后稳定的趋势,其中摄食IR0和IR1组饲料的幼鱼C3含量显著低于其他各组(P＜0.05),但这两组间无显著性差异(P＞0.05); IR0组的IgM含量显著低于IR3、IR4、IR5组(P＜0.05),但与 IR1、IR2组无显著性差异(P＞0.05)。

表4 施氏鲟幼鱼被攻毒后其免疫指标的变化Tab.4 The variation in C3 and IgM levels in the serum of the juvenile Amur sturgeon fed diets containing different levels of Radix isatidis and challenged

3 讨论

3.1 板蓝根对施氏鲟幼鱼抗氧化指标的影响

SOD[10]、CAT[11]和GSH-PX[12]广泛分布于动物体内各器官和组织中,也是体内抗氧化防御体系的重要组成部分,是机体免疫水平以及健康状况的重要指标。目前,对板蓝根单方抗氧化作用在水产动物中的研究较少[13],大多作为方剂之一使用。在对异育银鲫[14]、罗氏沼虾[15]、青虾[16]等研究中板蓝根均与其他中草药配伍使用。刘逊等[17]将茵陈、板蓝根等组方作为饲料添加剂(2%),投喂施氏鲟35 d后发现,能显著提高鱼血清中SOD的活性,降低MDA含量,但对GSH-PX活性和总抗氧化能力无显著影响。李超等[18]用3个中草药复方投喂草鱼30 d,发现复方中草药均能显著提高SOD和CAT活性。王成章等[19]发现,饲料中添加5%～10%的苜蓿草粉能显著提高黄河鲤血清中的SOD和GSH-PX活性,降低MDA含量。本试验结果表明,板蓝根能提高SOD和GSH-PX活性,但对MDA含量和CAT活性则无显著影响。说明板蓝根中含有增强抗氧化酶活性的活性物质,与上述中草药能提高水产动物抗氧化能力的研究结果一致。

徐金瑞等[20]研究了甘草等5种中草药乙醇提取物对猪油的抗氧化作用,发现5种中草药均能延缓猪油的氧化反应,但抗氧化活性存在一定差异。于海洋等[21]对比6种中草药对鱼油的抗氧化效果,发现石斛、虎杖对鱼油的抗氧化作用不明显。说明并不是所有中草药在体外均具有显著的抗氧化性,而本试验中各组MDA含量无显著性差异,与上述研究结果并无矛盾。

3.2 板蓝根对施氏鲟幼鱼免疫指标的影响

LZM、C3和IgM是鱼类免疫系统的重要组成部分[22]。LZM是非特异性免疫的主要成分,能直接分解细菌,起到抵抗细菌感染的作用;C3是由巨噬细胞、单核细胞、淋巴组织等合成的一种 β球蛋白,参与所有补体的激活;IgM是鱼类从母体继承来的天然抗体。研究表明,机体内的LZM处于动态变化中,随时间波动较快,之后趋于平缓,投饲外源性物质一段时间后,血清的LZM含量变化不大[23-24],这与本试验结果一致。部分外源性物质能刺激机体的免疫系统,产生C3和IgM[25]。本试验中,随着板蓝根添加量的增加,C3和IgM含量呈现上升趋势,说明板蓝根能刺激机体产生并增加C3和IgM含量。板蓝根作为一种刺激物,具有激活机体免疫系统的能力,从而增强施氏鲟的免疫功能。对其他中草药的研究表明,中草药能提高血细胞吞噬活性。田海军[26]用中草药添加剂投喂草鱼15 d,结果表明,草鱼血细胞吞噬率和吞噬指数提高极显著。在对罗氏沼虾[15]、异育银鲫[14]和黄颡鱼[27]等的研究中,也得到类似结果。

3.3 板蓝根对被攻毒的施氏鲟幼鱼免疫指标的影响

中草药能增强水产动物的免疫力,提高其抗病力,在体外具有一定的抑菌作用[28]。李义等[15]用黄芪、党参等十余味中草药组方剂投喂罗氏沼虾14 d后,用嗜水气单胞菌攻毒,发现其保护率显著提高。田海军[26]在对草鱼的研究中,使用复方中草药添加剂,使草鱼的保护率达到85.7%。白东清等[27]用黄芪多糖投喂2龄黄颡鱼8周后用爱德华氏菌攻毒,随着黄芪多糖剂量的增加,保护率从20%提高至50%。在本试验中,施氏鲟幼鱼血清中补体C3和抗体IgM含量较攻毒前显著增加,且部分添加组显著高于对照组,提高了施氏鲟的免疫力, 这与对仿刺参[29]、 罗氏沼虾[15]、 草鱼[26]、黄颡鱼[27]的研究结果一致。由此推断,受到肠型嗜水性气单胞菌的刺激,机体免疫系统激活程度增加,从而产生了更多的C3和IgM。本试验结果表明,当板蓝根添加量为0.5% ～2.0%时,施氏鲟幼鱼血清中C3和IgM含量较高,补体激活程度较高,此时机体免疫功能较强。

中草药具有双向调节作用,可帮助机体维持内部稳态。黄江等[30]研究中草药方剂对施氏鲟血清中一氧化氮和MDA含量的影响,结果表明,贯众、鱼腥草等能显著增加血清中一氧化氮含量,当归、黄芪、茯苓能显著降低血清中一氧化氮含量,而这些中草药均有降低血清中MDA含量的作用。刘红柏等[31]每日对施氏鲟灌服不同剂量的黄芪水煎剂,结果表明,随着剂量的加大,肝脏和血清中SOD活性先升高后降低,血清中一氧化氮含量也有类似变化趋势。本试验中未出现最大剂量组指标显著降低的现象,可能是最大添加量未达到临界添加量的原因。

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Effects of Chinese herbal medicine Radix isatidis on antioxidant and immunity in juvenile Amur sturgeon Acipenser schrenckii

PENG Xiang1,XIA Lei1,ZHANG Hong-yu1,ZHAO Ming-jun1,DONG Shi-rui2,HUI Jing2,NING Li3
(1.Chinese Academy of Fishery Sciences,Beijing 100141,China;2.College of Biotechnology and Food Science,Tianjin University of Commerce, Tianjin 300134,China;3.Breeding Service Center of Fangshan District,Beijing 102481,China)

Amur sturgeon Acipenser schrenckii juveniles with body weight of(30.14±1.2)g were reared in an indoor water circulating system at a rate of 20 fish per tank(300 L in volume)and fed diets containing 0%(IR0),0.1%(IR1),0.5%(IR2),1.0%(IR3),1.5%(IR4),and 2.0%(IR5)of Chinese herbal medicine Radix isatidis(1:10 concentrates)at water temperature of(22±2)℃ for 4 weeks with duplication in order to observe the effects of Radix isatidis on antioxidant and immune function in the juvenile sturgeon.The results showed that the activities of catalase(CAT),superoxide dismutase(SOD)and glutathione peroxidase(GSH-PX)were found to be gradually increased with increase in the levels of dietary Radix isatidis,significantly higher in the fish fed the diets containing higher levels of dietary Radix isatidis than in the fish fed the control diet(P＜0.05).The opposite case was observed in the content of malonaldehyde(MDA)without significant differences(P＞0.05).There were gradual increase in C3 contents with the increase in dietary Radix isatidis(P＜0.05)without significant variation in activity of lysozyme(LZM)and content of IgM(P＞0.05).The fish showed significantly higher contents of complement C3 and IgM after they were challenged than before they were challenged(P＜0.05),significantly higher in the fish fed the diet containing 0.5%-2.0%of Radix isatidis than the fish in the control group(P＜0.05).It is concluded that Radix isatidis may have a promotion for antioxidase activity,and enhancement of complement C3 and IgM contents in Amur sturgeon.

Acipenser schrenckii;Radix isatidis;antioxidant;immunity

S965.215

A

2013-03-28

中国水产科学研究院基本科研业务费项目(2012C 017);北京市科委项目(D121100003712003)

彭翔(1986-),男,研究实习员。E-mail:pengx@cafs.ac.cn

赵明军(1962-),男,研究员。E-mail:zhaomj@cafs.ac.cn

2095-1388(2013)06-0573-05