盐度对养殖大麻哈鱼生长性能、鳃三磷酸腺苷酶和肝脏抗氧化功能的影响

李培伦 ，刘嘉成 ，鲁万桥 ，王继隆

（1.中国水产科学研究院黑龙江水产研究所，黑龙江哈尔滨 150070；2.黑龙江省冷水性鱼类种质资源及增养殖重点开放实验室，黑龙江哈尔滨 150070；3.东北农业大学动物科学技术学院，黑龙江哈尔滨 150070）

盐度是鱼类栖居水环境中重要的生境因子，能够影响鱼类的存活、生长发育及繁殖习性，尤其对海水养殖的鱼类来讲，适当的盐度改变能够对其摄食行为、生长性能及组织器官的发育起到一定的促进作用，但盐度改变幅度过大则会对其生长造成不利影响[1-2]。同时，水体中盐度的改变会引起鱼体发生各种应激反应，通常会产生过量的活性氧分子，为防止其对鱼体造成损害，鱼类物种在长期进化过程中逐渐形成了特定的抗氧化机制[3-4]。肝脏是鱼体进行各类物质代谢的重要器官，亦是参与氧化还原反应较多的组织，内含各种抗氧化酶和水解酶类，这些酶可通过机体的免疫防御体系抵御外界的各类胁迫和侵害[5-6]。ATP酶广泛存在于生物机体内，既能稳定细胞内、外的渗透压平衡，又能为机体物质运输、能量代谢等生化过程提供动力，其活力强度可用于评价机体的离子运载能力[7]。研究表明，盐度改变能够引起鱼类鳃ATP酶、肝脏的抗氧化功能发生适应性变化，进而对其存活率、生长性能等造成影响，这些生理生化指标的变化能反映盐度对鱼体健康的影响程度[5-9]。

大麻哈鱼（Oncorhynchus keta）主要分布于北纬35°～73°，东经 120°～123°，是北太平洋沿岸国家重要的商业捕捞鱼类之一[10]。大麻哈鱼一生经历幼鱼降海生长、成鱼溯河繁殖两个海水、淡水适应阶段，是典型的江海洄游性鱼类[11]。自20世纪70年代起，由于全球范围内气候变迁、过度商业捕捞、兴修各类水利工程等因素，导致大麻哈鱼的自然资源储量严重下降[12-13]。为恢复我国大麻哈鱼的种群资源，政府部门及科研单位不断开展增殖放流，积极探索其人工养殖技术，取得了一定的成效[13-16]。目前，有关大麻哈鱼人工养殖方面的研究较少，涉及生长[14]、肌肉营养[17]、性腺发育[18]、血液生理及消化酶[19]等方面，而有关养殖大麻哈鱼生长性能、鳃ATP酶及肝脏抗氧化功能方面的研究未见报道。本试验研究了盐度改变对大麻哈鱼生长性能的影响，明确了鳃ATP酶活力及肝脏抗氧化功能面对盐度胁迫时的响应情况，以期为人工环境下大麻哈鱼养殖条件的摸索提供理论参考。

1 材料和方法

1.1 试验设计

在中国水产科学研究院黑龙江水产研究所养殖车间，挑选24尾生长状况良好的大麻哈鱼（2龄）在控温水族箱内开展试验，试验鱼的体质量为265.3～321.2 g、叉长为25.2～28.9 cm。试验设置淡水（CK）、盐度8‰、盐度16‰和盐度24‰ 4个处理，每个处理随机放入6尾试验鱼。用地下井水和海水素调配试验用水，并用哈希HQ4300盐度计校对各处理的盐度值。试验开始前测量鱼的初始体质量（initial body mass，Wi），试验过程中水温设置为15℃，充分曝气使水体溶解氧含量≥9 mg/L。每天7：00—8：00、16：00—17：00 分别投喂鲑鱼饲料 1 次。此外，试验期间统计鱼的存活率，每7 d换水1次，42 d（2龄）后结束试验。

1.2 样品制备

取样前1 d停止喂食，麻醉后将试验鱼放置在冰盘上，先测量终末体质量（terminal body mass，Wt），后解剖取鳃和肝脏组织，经4℃去离子水冲洗后放入-80℃冰箱。测定前分别对鳃和肝脏组织解冻，准确称取其质量，按质量体积比加入9倍生理盐水制成10%的组织匀浆液，4℃下2 500 r/min离心10 min，取上清液待测。

1.2.1 酶活力的测定

用试剂盒（南京建成）测定鳃三磷酸腺苷酶（ATP酶）活力，肝脏超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽过氧化酶（glutathione peroxidase，GSH-PX）、过氧化氢酶（catalase，CAT）、酸性磷酸酶（acid phosphatase，ACP）和碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，AKP）的活力，肝脏总抗氧化能力（total antioxidant capacity，T-AOC）和丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量，具体步骤参照说明书执行。

1.2.2 生长性能测定与计算

试验开展42 d后，分析各处理试验鱼的生长性能，计算方法如下

体质量增长率/%＝［（Wt－Wi）/Wi］×100（1）

特定生长率/（%/d）＝［（ln Wt－ln Wi）/t］×100（2）

存活率/%＝（St/Si）×100（3）

上述公式中，Wi为试验鱼的初始体质量（g）；Wt为试验鱼的终末体质量（g）；Si为初始试验鱼尾数（条）；St为终末试验鱼尾数（条）；t为试验开展的时间（d）。

1.3 数据分析

使用Excel 2007、SPSS 19.0软件统计试验数据，采用单因素分析法对试验数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同盐度处理养殖大麻哈鱼的生长性能

大麻哈鱼在试验期间未出现死亡情况，各处理的存活率均为100%（表1）。由表1可知，大麻哈鱼的体质量增长率、特定生长率均随盐度的升高呈现先上升后逐渐下降的趋势，其中盐度8‰处理大麻哈鱼的生长状况最好，其体质量增长率为29.41%、特定生长率为0.61%/d，而淡水（CK）处理大麻哈鱼的体质量增长率和特定生长率均最低，分别为16.62%和0.36%/d。方差分析结果表明，盐度8‰处理大麻哈鱼的终末体质量、体质量增长率和特定生长率显著高于淡水（CK）和盐度 24‰处理（P＜0.05）；盐度16‰处理大麻哈鱼的终末体质量、体质量增长率和特定生长率与其他各处理间无显著差异（P＞0.05）。

表1 不同盐度处理养殖大麻哈鱼的存活率和生长情况Table 1 Effects of salinity on survival rate and growth performance of farmed chum salmon

2.2 不同盐度处理养殖大麻哈鱼鳃ATP酶的活力水平

由表2可知，养殖大麻哈鱼鳃Na+/K+-ATP酶活力为1.07～1.89 U/mg，Ca2+/Mg2+-ATP酶活力为0.81～1.46 U/mg。大麻哈鱼鳃Na+/K+-ATP酶、Ca2+/Mg2+-ATP酶活力变化趋势均随盐度的升高先上升后下降，其中，盐度8‰处理两种ATP酶活力最高，淡水（CK）处理两种ATP酶活力最低。方差分析结果表明，盐度8‰、盐度16‰、盐度24‰处理与淡水（CK）处理间的Na+/K+-ATP酶活力具有显著差异（P＜0.05）；盐度16‰处理和盐度24‰处理间无显著差异（P＞0.05）。盐度8‰处理的Ca2+/Mg2+-ATP酶活力与其他各处理间均具有显著差异（P＜0.05）；盐度24‰处理与淡水（CK）、盐度 16‰处理间无显著差异（P＞0.05）；盐度16‰处理与淡水（CK）处理间的Ca2+/Mg2+-ATP酶活力具有显著差异（P＜0.05）。

表2 盐度对养殖大麻哈鱼鳃ATP酶活力的影响Table 2 Effect of salinity on gill ATPase activity of farmed chum salmon

2.3 不同盐度处理养殖大麻哈鱼肝脏的抗氧化功能

2.3.1 养殖大麻哈鱼肝脏抗氧化酶的活力水平

由表3可知，大麻哈鱼肝脏中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）的活力均随盐度升高呈先上升后下降的趋势，其中，盐度16‰处理酶活力最高，淡水（CK）处理酶活力最低；谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）的变化趋势随盐度升高呈先下降后上升的趋势，其中，盐度16‰处理酶活力最低，盐度24‰处理酶活力最高。方差分析结果表明，淡水（CK）处理与盐度8‰处理、盐度24‰处理、盐度16‰处理间的SOD活力具有显著差异（P＜0.05）；盐度8‰处理和盐度24‰处理间的SOD活力无显著差异（P＞0.05）。盐度24‰处理GSH-PX活力显著（P＜0.05）高于淡水（CK）、盐度 8‰和盐度 16‰处理；淡水（CK）、盐度8‰和盐度16‰处理间的GSH-PX活力无显著差异（P＞0.05）；CAT活力在各盐度处理间无显著差异（P＞0.05）。

表3 盐度对养殖大麻哈鱼肝脏抗氧化酶活力的影响Table 3 Effect of salinity on antioxidant enzyme activities in the liver of farmed chum salmon

2.3.2 养殖大麻哈鱼肝脏酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的活力水平

由表4可知，大麻哈鱼酸性磷酸酶（ACP）活力为75.16～78.80 U/g，碱性磷酸酶（AKP）活力为37.02～42.54 U/g。各处理大麻哈鱼ACP活力均随盐度的升高呈先上升后下降的变化趋势，其中，盐度16‰处理酶活力最高，淡水（CK）处理最低；AKP活力随盐度的升高逐渐下降。方差分析结果显示，ACP活力在各处理间无显著差异（P＞0.05）；AKP活力淡水（CK）处理显著（P＜0.05）高于其他各处理，盐度8‰、盐度16‰和盐度24‰处理间的AKP活力无显著差异（P＞0.05）。

表4 盐度对养殖大麻哈鱼肝脏酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活力的影响Table 4 Effect of salinity on activities of ACP and AKP in the liver of farmed chum salmon

2.3.3 养殖大麻哈鱼肝脏总抗氧化能力和丙二醛含量

由表5可知，养殖大麻哈鱼肝脏总抗氧化能力（T-AOC）为120.52～126.88 mmol/mg，其中，盐度8‰处理T-AOC最高，为126.88 mmol/mg；淡水（CK）处理最低，为 120.52 mmol/mg。丙二醛（MDA）含量为 2.27～2.75 mmol/mg，其中，淡水（CK）处理含量最高，为2.75 mmol/mg；盐度8‰处理最低，为2.27 mmol/mg。方差分析结果显示，淡水（CK）处理的MDA含量显著（P＜0.05）高于其他各处理，盐度8‰、盐度16‰和盐度24‰处理间的MDA含量无显著差异（P＞0.05）；肝脏T-AOC在各处理间无显著差异（P＞0.05）。

表5 盐度对养殖大麻哈鱼肝脏总抗氧化能力和丙二醛含量的影响Table 5 Effect of salinity on total antioxidant function and malondialdehyde content in the liver of farmed chum salmon

3 讨论与结论

3.1 盐度对养殖大麻哈鱼生长性能的影响

鱼类生存的水环境发生较大变化时鱼体会产生各种应激反应，通常最先显现的是行为活力、能力方面的变化[20]。在本试验开始后盐度8‰、盐度16‰和盐度24‰处理的大麻哈鱼均表现出适应性的行为变化，如游泳速度增快、撞击玻璃缸壁等现象，待其状态稳定后的1～5 d，试验鱼又出现了呼吸频率增强、摄食能力下降及长时间停滞等状况，且随盐度的升高，这些行为持续的时间也相应变长，与硬头鳟（Oncorhynchus mykiss）[2]、点篮子鱼（Siganus guttatus）[21]等鱼类面对盐度胁迫时表现出的状态相似。李培伦等[22]对大麻哈鱼幼鱼在不同盐度下的存活率进行了研究，指出24‰的盐度条件下其存活率最低，仅为83.34%，而本试验中2龄大麻哈鱼在各处理的存活率均为100%，说明大麻哈鱼与大多数鱼类相似，随着规格的增大，其对盐度的适应能力不断增强，存活率亦随之提高。通常鱼类在其等渗点附近的水体中生活时具有较高的生长速率，而广盐性鱼类等渗点的盐度区间为10‰～13‰[23-24]。目前，有关大麻哈鱼在养殖水体中的等渗点盐度未见报道，本试验中盐度8‰处理大麻哈鱼的体质量增长率和特定生长率均最高，盐度16‰处理次之，推断该生长阶段其等渗点的盐度介于8‰～16‰。

3.2 盐度对养殖大麻哈鱼鳃ATP酶的影响

研究表明，当鱼类栖息水体的盐度发生改变时，鱼体长期维持的内稳态环境将会被打破，为保持鱼体内环境的稳定性，需要借助鳃组织中泌氯细胞的ATP酶活性进行调节，但鳃ATP酶活力的变化趋势在不同物种之间存在差异[25-26]。尹飞等[3]对银鲳（Pampus argenteus）幼鱼在低盐胁迫后鳃中ATP酶（Na+/K+-ATP酶、Ca2+/Mg2+-ATP酶）的活力进行了测定，发现其活力随盐度降低总体呈现先上升后下降的趋势；罗海忠等[27]研究指出，四指马鲅（Eleutheronema tetradactylum）在经受30 d的盐度胁迫后鳃中Na+/K+-ATP酶的活力随盐度升高而不断上升；曾霖等[28]研究指出，大菱鲆（Scophthalmus maximus）经60 d的盐度胁迫后其鳃Na+/K+-ATP酶活力亦随盐度的升高而不断增强。由此可见，在盐度胁迫下不同鱼类的鳃ATP酶活力会呈现不同的适应机制。本试验中，养殖大麻哈鱼鳃中Na+/K+-ATP酶和Ca2+/Mg2+-ATP酶的活力均随盐度的升高表现为先上升后下降的趋势，且盐度8‰、盐度16‰和盐度24‰处理的酶活力均高于淡水（CK）处理，说明养殖水体中适量的盐度能够刺激大麻哈鱼鳃ATP酶活力的提升，但超出一定范围后其活力会出现不同程度下降。

3.3 盐度对养殖大麻哈鱼肝脏抗氧化功能的影响

SOD、CAT和GSH-PX是机体重要的抗氧化酶类，且在机体抗氧化功能发挥上具有一定协同作用，其中SOD可将机体内活性氧分子转化为过氧化氢和氧气，而GSH-PX和CAT能够将过氧化氢分解为水，从而降低其对机体的损伤程度[29-30]。本试验中，养殖水体盐度的改变激发了大麻哈鱼肝脏内SOD、CAT活力的提升，但是GSH-PX与CAT的活力变化趋势相反，推断这两种酶在执行功能时产生了拮抗作用，该现象也在银鲳[3]、刀鲚（Coilia nasus）[26]、斑节对虾（Penaeus monodon）[31]、点带石斑鱼（Epinephelus coioides）[32]等水产动物中出现。ACP和AKP是机体重要的水解酶类，在免疫防御体系中可催动磷酸酯类物质水解成磷酸，促进ATP酶的生成，为机体抵抗环境胁迫供能[26]。本试验中，大麻哈鱼肝脏ACP酶活力在各处理间无显著差异（P＞0.05），而AKP酶活力随着盐度的升高逐渐下降，且盐度8‰、盐度16‰和盐度24‰处理AKP活力显著低于淡水（CK）处理（P＜0.05），推断该阶段生活在淡水中的大麻哈鱼需要维持较高的酶活力来满足鱼体对ATP的需求，而咸水环境下肝脏对ATP酶的需求降低，故AKP酶活力受到抑制。

T-AOC是机体各类抗氧化分子及酶促反应体系抗氧化能力的总和，通常T-AOC升高时，鱼体清除活性氧分子的能力会增强，而脂质过氧化产物则相应减少[4]。MDA是机体脂质类物质过氧化后形成的代谢产物，可与核酸、蛋白质等发生反应进而损伤机体，通常情况下机体MDA的含量较低[5，33]。本试验结果表明，同淡水（CK）处理相比，盐度8‰、盐度16‰和盐度24‰处理的大麻哈鱼肝脏T-AOC有所增加，说明水体中的盐度能够促进大麻哈鱼肝脏抗氧化功能的增强；随着盐度升高MDA含量呈现先下降后略微上升的趋势，其中盐度8‰处理含量最低，且盐度8‰、盐度16‰和盐度24‰处理的MDA含量显著低于淡水（CK）处理，这一结果与其总抗氧化能力（T-AOC）相适应，说明鱼体T-AOC增加时清除体内过量的氧化自由基和脂质过氧化产物的能力增强，从而使MDA含量下降。

大麻哈鱼人工养殖过程中，盐度改变会对其生长性能产生一定影响，同时鳃ATP酶、肝脏抗氧化功能等均会发生适应性变化，以便更好地适应水体的盐度环境。尽管大麻哈鱼在0～24‰的盐度范围内均具有较高成活率，但其生长速度却存在一定差异。整体来讲，处于2龄生长阶段的大麻哈鱼在8‰～16‰的盐度范围内具有较快的生长速率及生理适应能力，建议2龄生长阶段养殖水体的盐度保持在8‰～16‰。