冬季大别山不同生境的绿太阳鱼肌肉营养组成对比

万 安，谢 骏，李志斐，王广军，张晓可，李玉呈，彭芳珍

(1.中国水产科学研究院珠江水产研究所，农业部热带亚热带水产资源利用与养殖重点实验室， 广州 510380；2.安庆师范大学，水生生物保护与水生态修复安徽省高校工程技术研究中心， 安徽安庆，246011)

绿太阳鱼(Lepomiscyanellus)属鲈形目(Perciformes)棘臀鱼科(Centrarchidae)太阳鱼属(Lepomis)。原产北美洲亚热带地区，营淡水性生活，底栖，最适水质条件是pH7.0～7.5，硬度10～15，最适温度18～32 ℃。其成鱼多宿于缓速溪流的静水潭和回水区的水草丛中[1]，幼鱼以昆虫幼虫和小型甲壳类为食[2]，筑巢产卵[3]。因体色鲜艳、食欲强，1999年以游钓和食用为目的引入我国[4]。

近年来，在大别山区多处的水库及其下游溪流中发现有绿太阳鱼稳定种群存在，证明我国长江以北的亚热带山区是适于该外来种生存的[5,6]。而作为一种喜暖性的鱼类[7]，绿太阳鱼是如何适应大别山区温凉的气候，并顺利越冬，还不为人们所了解。鱼类自身的营养成分，特别是脂类，可以帮助鱼类忍受冬季饥饿和寒冷的环境[8]，而鱼类的营养成分组成又与其生存环境和食物组成有着密切联系[9-11]。水库和溪流各自的水文特征、物质能量的循环均有显著不同，提供的环境因子也有较大不同，因此推测在水库和溪流两种自然栖息环境中生存的绿太阳鱼，其肌肉营养成分也存有一定差异。

本研究选取了冬季大别山区的3个小型水库及其下游溪流水域中的绿太阳鱼种群为对象，通过分析比较两种栖息环境的绿太阳鱼肌肉营养成分组成差异，以期了解在相同的寒冷条件下，不同栖息环境对其营养状况的影响，为进一步深入了解绿太阳鱼适应大别山气候的生理机制积累基础资料。

1 材料与方法

1.1 标本采集

2016年12月，选择绿太阳鱼已在其中定居10年以上的3个样地(每个样地包括上游小型水库及其下游溪流水域，共6个采集点)作为采样区域(图1)。水库中采取流刺网和地龙结合的捕捞方式，溪流中使用背负式超声波诱鱼器诱捕。捕获后，现场测量体长、体重等数据，另根据公式计算丰满度K，公式为：

K=100(W/l3)

其中W为体重(g)，l为体长(cm)。

各样点均取10尾成年个体背部肌肉并绞碎混匀后，冷冻保存带回实验室做营养成分分析。

图1 采样地点分布图Fig.1 The map of sampling sites

1.2 栖息地观察

记录样品采集地的周边植被、水色、鱼类及底栖动物种类情况。并测量各样点的海拔、气温(℃)、水温(℃)、溶氧(mg/L，雷磁JPB-607A型)、电导率(μS/cm，雷磁DDBJ-350型)和 pH值(雷磁PHB-4型)等环境因子。

1.3 营养成分测定

采用GB/T 5009.124-2003标准测定分析如下17种氨基酸：天门冬氨酸Asp、苏氨酸Thr、丝氨酸Ser、谷氨酸Glu、甘氨酸Gly、丙氨酸Ala、胱氨酸Cys、缬氨酸Val、蛋氨酸Met、异亮氨酸Ile、亮氨酸Leu、酪氨酸Tyr、苯丙氨酸Phe、组氨酸His、赖氨酸Lys、精氨酸Arg、脯氨酸Pro，氨基酸分析采用全自动氨基酸分析仪(Hitachi L-8800)；另采用GB/T 18246-2000 标准测量色氨酸Trp，液相色谱分析采用液相色谱仪(Shimadzu LC-15C)。

采用GB/T 9695.2-2008标准测量27种脂肪酸包括：月桂酸(C12∶0)、十三烷酸(C13∶0)、豆蔻酸(C14∶0)、豆蔻一烯酸(C14∶1)、十五烷酸(C15∶0)、十五碳一烯酸(C15∶1)、棕榈酸(C16∶0)、棕榈一烯酸(C16∶1)、十七烷酸(C17∶0)、十七碳一烯酸(C22∶6)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1)、亚油酸(C18∶2)、亚麻酸(C18∶3)、花生酸(C20∶0)、花生一烯酸(C20∶1)、花生二烯酸(C20∶2)、花生三烯酸(C20∶3)、山嵛酸(C22∶0)、花生四烯酸(C20∶4)、芥酸(C22∶1)、二十二碳二烯酸(C22∶2)、二十碳五烯酸(C20∶5)、木焦油酸(C24∶0)、二十二碳四烯酸(C22∶4)、二十二碳五烯酸(C22∶5)、二十二碳六烯酸(C22∶6)，气相分析利用气相色谱仪(Shimadzu GC-2014C)完成。

此外，粗脂肪采用GB/T 5009.6-2003规定的第一法提取和测定；采用GB 5009.5-2010规定的第一法，使用凯氏定氮仪(FOSS Kjeltec8400)测定蛋白质；采用GB 5009.4-2010规定的方法测定灰分含量；采用GB 5009.3-2010规定的第一法测定水分含量。

以上每一指标均重复测量三次，取其平均值。

1.5 数据分析

在PRIMER 5.0软件中，运用相似性百分比(SIMPER)分析，解析形成营养成分差异的关键成分；运用非参数多变量排序(Nonmetric multidimensional scaling， NMS)方法，构建营养成分的二维双标图；最后采用聚类分析(Cluster Analysis)，判断各样点绿太阳鱼营养成分之间的相似性。上述分析处理前，为提高数据的正态性和方差齐性，将相关数据进行对数log(X+1)转化。

利用Excel完成t-test检验，判断上游水库(3个采集点)和下游溪流(3个采集点)栖息环境因子差异、绿太阳鱼种群体征差异、肌肉营养成分差异显著性，数据用平均值±标准差表示，0.01≤P<0.05为差异显著，P<0.01为差异极显著。

2 结果

2.1 栖息地概况

所选三个样地均位于大别山区，周边环境相似。具体是三个水库采集点的水面上方均无树木遮挡，底质为泥沙，水体较浑浊，水生动物仅见寡毛类底栖动物、少量泥鳅。三个溪流采集点周边多树木，底质多为整体性岩床，水体清澈，底栖动物见匙指虾、环棱螺，无其他鱼类。溪流和水库栖息地之间所测环境因子之间无显著差异(表1)。

表1 6个采集点栖息地环境参数Tab.1 The environmental parameters in six sampling sites

2.2 绿太阳鱼体征情况

与水库环境中的绿太阳鱼相比，溪流环境中捕获的绿太阳鱼的体长、体重等指标无显著差异，但丰满度K显著较高(P<0.05，表2)。

表2 各样地绿太阳鱼种群指标差异Tab.2 The differences of population parameters of L.cyanellus in sampling areas

注：*表示该指标在各样地的溪流和水库之间具有显著差异(P<0.05)。

2.3 绿太阳鱼肌肉的营养成分

2.3.1 相似性百分比(SIMPER)分析

SIMPER分析的结果如下：

Ⅰ不同栖息地的绿太阳鱼营养成分差异：1)溪流组内平均相似性97.27 %，水库组内平均相似性98.99 %；2)溪流组与水库组之间平均不相似性7.26%，主要差异是十五烷酸(贡献率13.39%)，十七烷酸(贡献率6.51%)，二十二碳五烯酸(贡献率6.33%)，脂肪(贡献率6.22%)，棕榈一烯酸(贡献率5.82%)，二十二碳五烯酸(贡献率5.19%)，十三烷酸(贡献率5.04%)；

Ⅱ不同样地的绿太阳鱼营养成分差异：1)样地1的组内平均相似性93.15 %；样地 2的组内平均相似性92.77 %,；样地 3的组内平均相似性92.15 %；2)样地1 和2之间平均不相似性4.96 %，主要差异是十五烷酸(贡献率10.74%)，棕榈一烯酸(贡献率6.41%)，二十二碳五烯酸(贡献率5.82%)，十七烷酸(贡献率5.71 %)，脂肪(贡献率5.18 %)。

样地1和3之间平均不相似性4.36%，主要差异是十五烷酸(贡献率11.59 %)，棕榈一烯酸(贡献率7.23 %)，二十二碳五烯酸(贡献率6.36 %)，十七烷酸(贡献率6.28 %)，脂肪(贡献率5.85 %)。

样地1和3之间平均不相似性4.42 %，主要差异是十五烷酸(贡献率11.37 %)，DPA(贡献率6.78 %)，十七烷酸(贡献率5.8 %)，棕榈一烯酸(贡献率5.29 %)，脂肪(贡献率5.17 %)。

可见相比不同样地(样地1，2，3)，绿太阳鱼同类栖息环境(溪流与溪流、水库与水库)之间的绿太阳鱼肌肉营养成分相似性较高。

2.3.2 非参数多变量排序(NMS)

将绿太阳鱼肌肉的营养价值按照采集点进行非参数多变量排序，所得结果(图2)表明：相比样地之间(样地1，2， 3)，栖息环境(溪流与水库)之间的营养成分差异较为明显(Stress<0.05)。

2.3.3 聚类分析(Cluster Analysis)

聚类分析结果表明：样地2水库中绿太阳鱼营养成分组成与样地3水库中的绿太阳鱼肌肉营养成分组成(相似性99.24%)聚为一类再与样地1水库中绿太阳鱼营养成分组成聚为一大类(相似性98.87%)；样地1溪流中绿太阳鱼营养成分组成与样地3溪流中绿太阳鱼肌肉营养成分(相似性97.92%)聚为一类再与样地2的溪流聚为一大类(相似性96.95%)；聚类分析的结果进一步证明相比样地间差异，不同栖息环境(水库与溪流)之间的绿太阳鱼营养成分相差较大(图3)。

2.3.4t-test检验

图2 绿太阳鱼肌肉营养成分的空间变化非度量 多维标度排序Fig.2 Spatial variations of nutritional composition in the muscles of L.cyanellus based on non-metric multi-dimensional scaling Stream of Sample(1,2,3)表示样地(1,2,3) 溪流环境；reservoir of sample(1,2,3)表示样地 (1,2,3)水库环境。图3同。

图3 基于聚类分析的绿太阳鱼营养成分的空间差异Fig.3 Spatial variations of nutritional composition in the muscles of L.cyanellus based on cluster analysis

上游水库绿太阳鱼肌肉脂肪酸组成中的十三烷酸(C13∶0)、十五烷酸(C15∶0)、十七烷酸(C17∶0)、花生一烯酸(C20∶1)、山嵛酸(C22∶0)、二十二碳二烯酸(C22∶2)、木焦油酸(C24∶0)、二十二碳六烯酸(C22∶6)含量均极显著高于下游溪流绿太阳鱼肌肉中的水平；脂肪酸组成中豆蔻酸(C14∶0)、十七碳一烯酸(C22∶6)、花生二烯酸(C20∶2)、花生三烯酸(C20∶3)、花生四烯酸(C20∶4)、二十二碳四烯酸(C22∶4)、二十二碳五烯酸(C22∶5)，以及水分含量均显著高于下游溪流绿太阳鱼肌肉中的水平。此外，溪流中绿太阳鱼的总脂肪含量(0.77%)则远较水库的同类(<0.5 %)的高(表3)。

下游溪流绿太阳鱼肌肉氨基酸组成中的脯氨酸Pro含量极显著高于上游水库绿太阳鱼的水平；而肌肉脂肪酸酸组成中棕榈酸(C16∶0)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1)，肌肉氨基酸组成中甘氨酸Gly、蛋氨酸Met、组氨酸His、精氨酸Arg均显著高于上游水库绿太阳鱼肌肉中的水平(表3)。

表3 两种生境下绿太阳鱼肌肉营养成分含量Tab.3 The nutritional composition in the muscles of L.cyanellus in two typical habitats

续表2

注：*表示该指标在溪流和水库之间具有显著差异(P<0.05),**表示该指标在各样地的溪流和水库之间具有极显著差异(P<0.01)；# 超出量程

3 讨论

一般而言，不同生长条件下同种鱼类的营养成分一般与其所处生活环境、摄食背景、生长率及食物的组成有关[12-17]。比如同是人工养殖的日本鳗鲡(Anguillajaponica)，淡水条件中肌肉和鱼皮的氨基酸含量和脂肪酸组成方面稍优于海水养殖日本鳗鲡，而海水养殖的肌肉和鱼皮中的矿物质元素含量则相对较高[18]。而池塘专养、套养以及水库放养条件下，日本鳗鲡的肌肉脂肪酸、氨基酸组成均完全相同，含量排序也基本一致，但多种不饱和脂肪酸、水分、灰分含量均具显著差异[9]。

文中相似性百分比(SIMPER)分析、非参数多变量排序分析(NMS)、聚类分析(CLUSTER)的结果，均一致认为不同栖息环境(溪流与水库)之间，绿太阳鱼肌肉的营养成分差异较为明显，而各样地(样地1，2，3)之间，绿太阳鱼肌肉的营养成分差异不明显。

进一步分析两种栖息地的环境因子、绿太阳鱼的体征和肌肉营养成分差异时，发现与水库环境相比，溪流环境的各类环境因子均无显著差异，但溪流中捕获的绿太阳鱼的丰满度K较水库的显著增加(P<0.05)(表2)；溪流中绿太阳鱼肌肉中的总脂肪含量(0.77 %)则远较水库中绿太阳鱼(<0.5 %)的高；肌肉氨基酸组成中甘氨酸Gly、蛋氨酸Met、组氨酸His、精氨酸Arg均显著高于上游水库绿太阳鱼肌肉中的水平(P<0.05)(表3)。

其次，虽然相比溪流环境下，绿太阳鱼在水库环境下总脂肪含量有所下降，也发现水库绿太阳鱼肌肉中的不饱和脂肪酸，比如花生一烯酸(C20∶1)、二十二碳二烯酸(C22∶2)、二十二碳六烯酸(C22∶6)的比例均极显著高于下游溪流绿太阳鱼肌肉中的水平(P<0.01)；十七碳一烯酸(C22∶6)、花生二烯酸(C20∶2)、花生三烯酸(C20∶3)、花生四烯酸(C20∶4)、二十二碳四烯酸(C22∶4)、二十二碳五烯酸(C22∶5)显著高于下游溪流绿太阳鱼肌肉中的水平(P<0.05)(表3)。可见，绿太阳鱼在丰满度K减少，总脂肪降低时，但一些不饱和脂肪酸比例反倒上升，这可能会帮助绿太阳鱼提高抗寒越冬能力，从而有助适应低温环境[19-21]。

作为主要储能物质的脂肪和糖原，鱼类在饥饿状态下靠主要消耗这两种物质维持需要，而对蛋白质的利用一般是在脂肪被大量消耗之后，体型消瘦的鱼类，其体内不但脂肪含量较低，且其蛋白质必然有所损耗[22,23]。水库中绿太阳鱼的丰满度K小于溪流的丰满度K，同时水库绿太阳鱼的脂肪含量远小于溪流，但蛋白质含量未见显著变化。可见，冬季水库绿太阳鱼的脂肪消耗较溪流的同类多，但并未消耗蛋白质，推测两种栖息环境均适于该鱼生存，但是由于栖息环境的不同，造成绿太阳鱼食物来源具有差异，如文中所涉及水库水体较浑浊，仅有泥鳅、寡毛类等沉底性水生动物，加之水面开阔，因此作为中上层、利用视觉捕食的肉食性的绿太阳鱼较难捕获这些食物[24]。相比之下，溪流水面狭窄，水体清澈，且大型石块很难为底栖动物提供庇护，绿太阳鱼能获取更多食物，因此两种环境下的绿太阳鱼肌肉营养成分有较多差异。总之，栖息地的局域环境对绿太阳鱼肌肉的营养成分有较大影响。

综上所述，相比水库环境下，大别山区溪流环境中的绿太阳鱼丰满度、肌肉中的总脂肪含量较水库的更高，可见当地溪流环境更适合绿太阳鱼能量储存和越冬。而水库中的绿太阳鱼体型消瘦，总脂肪减少，但一些不饱和脂肪酸含量相对增加，提示该鱼能够在自身总脂肪含量下降的情况下，可能通过脂肪酸代谢提高体内不饱和脂肪酸比例，从而适应当地低温环境。但这一现象是由于其环境中食物来源，还是低温造成生理代谢机制的改变，尚需今后工作的进一步证实。

[1]Page L M，Burr B M.A field guide to freshwater fishes of North America north of Mexico[M].Boston：Houghton Mifflin Company，1991：267.

[2]Etnier D A，Starnes W C.The fishes of Tennessee[M].Knoxville：The University of Tennessee Press,1993：192

[3]Thomas C，Bonner T H，Whiteside B G.Freshwater fishes of Texas：a field guide[M].College Station：Texas A&M University Press,2007：134-150

[4]Ma X F，Xiong B X，Wang Y D，et al.Intentionally introduced and transferred fishes in China's inland freshwaters[J].Asian Fish Sci，2003，16(4)：279-290

[5]万 安，张晓可，方云祥，等 警惕外来种绿太阳鱼在大别山区的扩散与繁殖[J].水生生物学报，2015，39(4)：685.

[6]万 安，张晓可，刘志刚,等.大别山区黑沟绿太阳鱼种群的形态特征研究[J].水生生物学报，2017，41(1):194-200.

[7]Eaton J G，Scheller R M.Effects of climate warming on fish thermal habitat in streams of the United States[J].Limnol oceanogr，1996，41(5)：1109-1115.

[8]Adams S M.Ecological Role of Lipids in the Health and Success of Fish Populations[M].New York：Springer,1999：132-160.

[9]王志铮，付英杰，杨 磊,等.三种养殖模式下日本鳗鲡(Anguillajaponica)养成品体色和肌肉品质的差异[J].海洋与湖沼,2013，44(4)：1042-1049.

[10]Meer M B，Verdegem M C J.Comparison of amino acid profiles of feeds and fish as a quick method for selection of feed ingredients：a case study forColossomamacropomum(Cuvier)[J].Aquacult Res，1996，27(7):487-495.

[11]Tidwell J H，Webster C D，Clark J A.Growth，feed conversion，and protein utilization of female green sunfish×male bluegill hybrids fed isocaloric diets with different protein levels[J].The Prog Fish-Cult，1992，54(4)：234-239.

[12]谢少林，陈金涛，王 超，等.珠江水系不同地理居群长臀鮠肉质品质的对比分析[J].淡水渔业，2014，44(2)：20-24.

[13]吕 帆，朱文彬，王兰梅，等.福瑞鲤与黄河鲤、建鲤鱼肉品质的比较及影响肉质的主成分分析[J].食品科学，2016，37(5)：28-34.

[14]郭 振，梁拥军，杨 广.改变水体盐度对吉富罗非鱼肌肉营养和呈味的影响[J].淡水渔业，2014,44 (4):77-82.

[15]王淑雯，罗 莉，黄先智，等.蚕蛹替代鱼粉对吉富罗非鱼肌肉营养成分的影响[J].淡水渔业，2016，46(2)：60-65.

[16]Kaushik S J，Cravedi J P，Lalles J P， et al. Partial or total replacement of fish meal by soybean protein on growth，protein utilization，potential estrogenic or antigenic effects，cholesterolemia and flesh quality in rainbow troutOncorhynchusmykiss[J].Aquaculture，1995，133(3)：257-274.

[17]Steffens W.Effects of variation in essential fatty acids in fish feeds on nutritive value of freshwater fish for humans[J].Aquaculture，1997，151(1-4)：97-119.

[18]胡 园，周朝生，胡利华，等.海、淡水养殖日本鳗鲡肌肉和鱼皮营养分析比较[J].水生生物学报，2015，39(4)：730-739.

[19]童圣英.四种鲤科鱼类越冬时脂肪酸组成的变化[J].水产学报，1997，21(4)：373-379.

[20]Zhu B， Cao W. Fatty acid composition and their changes during early life stage of silver carpHypophthalmichthysmolitrix[J].Acta Hydrobiol Sinica，2002，26 (2)：130 -135

[21]胡玉珍.低温选择大黄鱼子代SSR分析及越冬季节生理生化指标变化[D].浙江宁波：宁波大学，2011

[22]Stiding H P.Effects of experimental feeding and starvation on the proximate composition of the European bass[J].Picentrarchus labrax.Mar Biol，1976，34：85-91

[23]Kutty M N.Ammonia quotient in sockeye salmon (Oncorhynchusnerka)[J].J Fish Board of Can，1978，35(7)：1003-1005.

[24]Sadzikowski M R，Wallace D C A.comparison of the food habits of size classes of three sunfishes (Lepomismacrochirusrafinesque，L.gibbosus(linnaeus)andL.cyanellusrafinesque)[J].Am Midl Nat，1976，95(1)：220.