光照对锦鲤类胡萝卜素含量分布影响的初步研究

邹旭龙，崔昊，狄大可，蒲红宇*

(1.大连海洋大学 水产与生命学院, 辽宁 大连 116023； 2.大连圣亚旅游控股股份有限公司， 辽宁 大连 116023 )



光照对锦鲤类胡萝卜素含量分布影响的初步研究

邹旭龙1，崔昊1，狄大可2，蒲红宇1*

(1.大连海洋大学 水产与生命学院, 辽宁 大连 116023； 2.大连圣亚旅游控股股份有限公司， 辽宁 大连 116023 )

摘要：本文研究了亮光和暗光饲养条件下一龄红白品系锦鲤幼鱼皮肤(含鳞片)、肌肉和肝胰脏中类胡萝卜素含量的分布变化情况，旨在探索光照对锦鲤体内色素含量分布可能产生的作用。实验结果显示，在0～30 d的养殖过程中，锦鲤体内类胡萝卜素的分布情况在不同光照条件下出现显著差异，光照不足会导致锦鲤体内类胡萝卜素总含量的减少。不同光照条件下锦鲤皮肤、肌肉和肝胰脏中类胡萝卜素含量变化显示，在光照不足情况下锦鲤皮肤和肌肉类胡萝卜素含量下降速率显著快于肝胰脏类胡萝卜素含量下降速率。锦鲤各组织中类胡萝卜素含量由高至低依次为皮肤>肝胰脏>肌肉。

关键词：光照； 锦鲤； 类胡萝卜素； 分布

锦鲤(Cryprinuscarpiokoi)隶属于鲤形目(Cypriniformes)、鲤科(Cyprinidae)、鲤属(Cryprinus)。锦鲤是鲤的变种，体色鲜艳似锦，是大型的观赏鱼类。早年日本在鲤鱼的饲养中获得变异的有色鲤鱼，进一步采取杂交培养和人工选择等方法，选育出目前种类繁多的锦鲤品种并在世界范围内推广养殖。

鱼类体色是由于其体内含有的色素选择性的吸收特定波长的光而反射其他波长的光而呈现出来的。色素是构成鱼类色素细胞的重要成分，鱼类体表的色素细胞在神经以及激素的双重控制下，迅速转动其中的色素颗粒，使色素颗粒分散和集中，从而改变鱼的体色，各种色素细胞适当结合起来，再形成各种不同的颜色。鱼类体表红色和橙色色素的主要成分为类胡萝卜素，体内类胡萝卜素的含量与分布直接影响到红白品系锦鲤体色表现[1,2]。近年来，锦鲤养殖人工配合饲料中普遍添加富含类胡萝卜素的添加剂，以求改善锦鲤体色，提高观赏价值[3～8]。然而，对于环境条件，尤其光照条件对锦鲤体内类胡萝卜素的影响缺乏相关的系统研究，本文旨在通过锦鲤体内类胡萝卜素含量分布特性的对比分析，研究光照条件对锦鲤体色的影响作用特点。

1材料与方法

1.1试验动物

本试验所用样本为大连绿野锦鲤养殖场提供的1龄红白品系锦鲤60尾，平均体重(48.0±3.6) g。锦鲤体质健康、鱼体色彩浓厚、鲜艳，从鼻孔到尾鳍基部的红斑总量大约占鱼体整体表面积的30%。

1.2试验方法

1.2.1试验鱼的处理

将锦鲤置于5%食盐水中浸泡10 min，药浴后随机分入准备好的6个水箱中，每个水箱10尾，其中亮光组水箱编号为B1(Bright 1)和对应平行的B2(Bright2)、B3(Bright3)；暗光组编号为D1(Dark1)和对应平行的D2(Dark2)、D3(Dark3)。分别在饲养0 d、10 d、20 d和30 d采样测定锦鲤皮肤、肌肉以及肝胰脏类胡萝卜素总含量，并观察其体色变化情况。

1.2.2组织样品采集

皮肤采样方法：每组随机取2尾锦鲤，用吸水纸包住晾干(大约2 min),将晾干的锦鲤置于托盘中，用手术刀将锦鲤身体两侧侧线划开，再用解剖剪从尾柄处剪至鳃盖后缘，两侧操作一致,从两侧尾柄处开始，用镊子把锦鲤皮肤卷起，逐渐向前，直至整个皮肤剥离为止，将锦鲤的皮肤全部剥离后放入培养皿中，剪碎，制成皮肤样本。

肌肉采样方法：从鱼身体两侧取下部分肌肉，剪碎后盛入培养皿中，制成肌肉样本。

肝胰脏采样方法：使锦鲤腹部朝上，用解剖剪从肛门开始向前剪开，沿腹部中线剪至下颌处，然后使鱼侧卧，左侧向上，自肛门前的开口向背部方向剪开，沿脊柱下方剪至鳃盖后缘，沿鳃盖后缘剪至胸鳍之前，除去左侧体壁，将整个肝胰脏取出置于培养皿中，制成肝胰脏样本。

1.2.3类胡萝卜素的提取与测定

分别在试验的第0 d、10 d、20 d、30 d采集锦鲤背鳍下方皮肤、背部肌肉和肝胰脏组织样本测定类胡萝卜素含量。称量0.2 g混合样本，加入0.01 g无水硫酸钠和2 mL丙酮后在匀浆器中研磨30 s，重复加丙酮2次并连续研磨获得组织匀浆液。将匀浆液集于离心管并定容至5 mL，4 ℃放置24 h。4 000 r·min-1离心10 min，取上清液，以丙酮为空白对照，在460 nm波长下测定吸光值。

总类胡萝卜素含量C/mg·kg-1=A×K×V/E×G

其中：A为吸光值；K为常数(104)；V为上清液体积/mL；E为吸光系数(2 500)；G为样品质量/g。

类胡萝卜素含量变化率 γ%=(终末含量C2-起始含量C1)×100/ 起始含量C1

1.2.4数据处理

用SPSS 16.0软件对试验数据进行统计分析，用单因素方差分析(One-way ANOVA)法分析数据的差异性，当P<0.05时，差异显著。

2结果与分析

2.1类胡萝卜素总含量变化特点

样本测定结果显示，亮光组的类胡萝卜素总含量无显著变化(X2>0.05)，而暗光组的类胡萝卜素总含量呈现出显著下降(X2<0.05)，两组测定数据差异极显著(P<0.01)(见图1)。同时可见，暗光组类胡萝卜素总含量下降的速度表现出显著的时间差异，在试验开始的0～10 d下降速率较慢(γ≤15%),10～20 d下降速率加快(γ≥25%),20～30 d下降速率显著趋缓(γ≤5%)，表明类胡萝卜素总含量的变化开始趋于稳定(图2)。

2.2不同组织器官类胡萝卜素含量变化特点

2.2.1皮肤类胡萝卜素含量变化

结果显示，亮光组皮肤类胡萝卜素含量没有出现显著变化(X2>0.05)，而暗光组皮肤类胡萝卜素含量呈现出显著下降(X2<0.05)，两组测定数据差异极显著(P<0.01)(见图3)。进一步比较，暗光照组皮肤胡萝卜素含量下降的速度表现出先快后慢的差异，在试验开始的0～10 d下降速度较快(15%≥γ≥10%),10～20 d下降速度最快(γ≥25%)，20～30 d下降速率很小(γ≤5%)，表明皮肤类胡萝卜素含量的降低主要呈现在实验的0～20 d, 以后趋于稳定(图4)。

2.2.2肌肉类胡萝卜素含量变化

结果显示，亮光组与暗光组的肌肉类胡萝卜素含量均没有出现显著变化(X2>0.05)，两组测定数据差异不显著(P>0.05)，但是暗光组肌肉类胡萝卜素含量呈现出较大的波动(图5)。暗光组肌肉胡萝卜素含量在0～10 d稍有下降(γ≤2%),10～20 d有所上升(γ≤3%)，20～30 d又出现下降(γ≤2%)，但是总体差异不显著(P>0.05)，以后趋于稳定(图6)。

2.2.3肝胰脏类胡萝卜素含量变化

结果显示，亮光组和暗光组肝胰脏类胡萝卜素含量均无显著变化(X2>0.05)，亮光组与暗光组测定数据差异不显著(P>0.05)(图7)，说明肝胰脏类胡萝卜素含量受光照条件影响不大。肝胰脏类胡萝卜素含量在0～10 d显著上升(γ≥10%),10～20 d又明显下降(γ≥3%)，20～30 d出现少量下降(γ≤2%)，总体差异较显著(P<0.05)(图8)。

3讨论与结论

3.1光照对锦鲤体色影响的机制

研究发现，金鱼苗种在正常光照下生长快，体色变化显著，在黑暗条件下体色变化不明显[9]。养殖生长环境光照越强，斑鳜体表的黑色越深；弱光条件下，斑鳜体表黑色消褪，黄色显现；黑暗条件下则黑色和黄色都消失[10]。红绿灯鱼(Paracheirodoninnesi)的虹彩细胞在暗光条件下呈紫色或蓝色，而在明亮条件下则呈绿色[11]。

鱼类的体色随环境变化可以分为形态变化和生理变化两种情况。形态变化指表皮层色素细胞和色素颗粒量的变化和色素细胞在表皮层中的迁移，鱼体表现出皮肤颜色的变化。生理变化指引起色素颗粒聚集或扩散的神经和内分泌系统的变化，是形态变化的前期机体变化。鱼类体色的形成受神经和内分泌的共同调节，感觉器官引起的神经递质通过影响内分泌活动调控鱼体颜色，其中脑垂体分泌的色素聚集素和色素细胞刺激素起着重要作用。色素聚集激素引起类胡萝卜素的聚集，而色素细胞刺激素引起类胡萝卜素扩散。黑暗条件可能是色素细胞刺激素产生作用的外界诱导因子[12]。

根据本研究中锦鲤体色变化的特点分析，锦鲤体色随光照的变化包括生理变化和形态变化两个方面。光照对锦鲤体色影响在短时间内(0～10 d)不显著，体现为生理变化时期。通过较长时间的处理(20～30 d)体色产生显著变化，表现为形态变化时期。本研究显示，光照对锦鲤体色影响需要经过较长的处理时间才能表现出来。

3.2光照对锦鲤体内类胡萝卜素代谢的影响

呈色类胡萝卜素能够过滤特定波长的光而使鱼体呈色。类胡萝卜素不能在鱼体内合成，必须从食物中摄取。呈色类胡萝卜素以类胡萝卜素小泡的形式存在于色素细胞中，使色素细胞呈现颜色[13～16]。已有研究表明，皮肤类胡萝卜素含量影响锦鲤的体色深浅，肌肉是储藏类胡萝卜素的主要组织，肝胰脏则是锦鲤类胡萝卜素代谢的主要器官[17，18]。类胡萝卜素在肝脏内可以积累和转运，主要通过低密度脂蛋白(1ow density lipoproteins，LDL)和极低密度脂蛋白 (very low density lipoprotein，VLDL) 形式运输，重新进入到血液循环[19]，目前关于类胡萝卜素在动物体内的运输是被动扩散还是选择吸收尚不清楚。

本结果显示，光照条件能够影响锦鲤体内类胡萝卜素的分布，暗光组锦鲤皮肤和肌肉的类胡萝卜素含量显著低于亮光组。这可能是由于试验饲料中没有单独添加外源性类胡萝卜素，正常光照(亮光)条件下饲料中类胡萝卜素摄入能够满足锦鲤生理代谢需要，体内类胡萝卜素总量基本稳定。黑暗(暗光)条件会导致锦鲤产生明显环境应激，抗应激的调节过程需要类胡萝卜素的耗解，导致体内总类胡萝卜素含量显著下降。同时，由于受到神经-内分泌作用的影响，皮肤和肌肉中的类胡萝卜素被转运，表现出含量显著下降趋势。

有研究认为，鱼类在适应环境光照变化的过程中，光信号通过视网膜传入色素细胞运动中枢，长期作用下影响视网膜正常发育，导致其对光线强弱产生错觉，从而导致激素调节发生错误，产生体内类胡萝卜素的异常分布，这一理论似乎可以解释试验中锦鲤体内类胡萝卜素含量在某些组织中的变化具有较大波动的原因。

总之，由于环境因子影响类胡萝卜素在鱼体内代谢方面的研究较少，关于光照导致锦鲤体内类胡萝卜素分布变化的深层原因尚待进一步研究[20，21]。

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(编辑：武英耀)

Study on distribution of carotenoid inCryprinuscarpinKoi under different illumination condition

Zou Xulong1， Cui Hao1， Di Dake2， Pu Hongyu1*

(1.CollegeofFisheriesandLifeScience,DalianOceanUniversity,Dalian116023,China； 2.DalianShengyaTourismHoldingCo.,Ltd.,Dalian116023,China)

Key words:Light；Cryprinuscarpinkoi； Carotenoid； Distribution

Abstract:This article studied the effects of illumination intensity on carotenoids content of Koi fingerlings. The contents of carotenoids in skin (containing scale), muscle and hepatopancreas were studied inC.carpiokoi exposed to different illumination environment. The results indicated that the total carotenoid content in Koi was different in different illumination conditions during 0-30 d. The carotenoid contents in skin, muscle and hepatopancreas of Koi at different illumination conditions were also determined at this experiment. The results showed that the carotenoid content in skin and muscle decreased faster than liver at dark condition. The carotenoid content in tissue of Koi from high to low was skin > hepatopancreas > muscle.

收稿日期：2016-01-05 修回日期：2016-03-11

作者简介：邹旭龙(1989-)，男(汉)，辽宁大连人，硕士研究生，研究方向：鱼类养殖生物学 *通讯作者：蒲红宇(1969-)，副教授，硕士生导师。 Tel: 0411-84763513, E-mail: puhongyu@dlou.edu.cn

中图分类号：S965.812

文献标识码：A

文章编号：1671-8151(2016)06-0428-05