任勝杰,鄭曙明*,宋 艷,朱 龍
(1.西南大學(xué)魚類繁育與健康養(yǎng)殖研究中心,重慶 402460;2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工所,四川 成都 610000)
谷胱甘肽對(duì)異育銀鯽生長(zhǎng)及辛硫磷解毒的影響
任勝杰1,鄭曙明1*,宋 艷2,朱 龍1
(1.西南大學(xué)魚類繁育與健康養(yǎng)殖研究中心,重慶 402460;2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工所,四川 成都 610000)
為研究還原性谷胱甘肽(GSH)對(duì)異育銀鯽生長(zhǎng)及辛硫磷中毒后的解毒效果,本試驗(yàn)分別對(duì)試驗(yàn)魚投喂基礎(chǔ)飼料和添加GSH的飼料,試驗(yàn)周期為40 d,測(cè)定GSH對(duì)異育銀鯽生長(zhǎng)性能、血細(xì)胞數(shù)目、臟體指數(shù)、辛硫磷的解毒效果和肝臟辛硫磷殘留量的影響。結(jié)果顯示:同對(duì)照組相比,20 d時(shí)各試驗(yàn)組魚生長(zhǎng)出現(xiàn)顯著的促進(jìn)作用(P<0.05)同時(shí)餌料系數(shù)顯著降低(P<0.05);當(dāng)飼料中添加GSH劑量超過200 mg/kg時(shí),鯽魚的肝體比、腎體比、脾體比,均呈現(xiàn)升高趨勢(shì);各試驗(yàn)組魚的紅細(xì)胞,白細(xì)胞的數(shù)量顯著增加(P<0.05);急性攻毒后試驗(yàn)組魚的死亡率均顯著低于對(duì)照組(P<0.05),且添加劑量越高死亡率越低(P<0.05);各試驗(yàn)組魚肝臟中辛硫磷殘留量均顯著低于對(duì)照組(P<0.05),且GSH添加劑量為400 mg/kg時(shí),殘留值(0.62±0.01)mg/kg為最低。
還原性谷胱甘肽;異育銀鯽;生長(zhǎng)性能;解毒
谷胱甘肽包含兩種形式:氧化型谷胱甘肽(GSHG)和還原型谷胱甘肽(GSH)。通常在細(xì)胞中起生理功能的谷胱甘肽為GSH。還原型谷胱甘肽和氧化型谷胱甘肽在組織中的含量比約為100/1,GSH在機(jī)體中起著抗氧化、抗衰老等生理功能,而GSHG則不具有這些功能[1-2]。GSH經(jīng)谷胱甘肽合成酶、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶和γ-谷氨酰環(huán)化轉(zhuǎn)移酶3種酶催化細(xì)胞內(nèi)的甘氨酸、半胱氨酸和谷氨酸經(jīng)過脫水而成的含有巰基的天然小分子肽[3]。水生動(dòng)物體內(nèi)的GSH水平對(duì)外界條件的變化很敏感[4],目前國(guó)內(nèi)外水產(chǎn)養(yǎng)殖中關(guān)于應(yīng)用GSH的研究主要包括其對(duì)淡水魚和蝦類的促生長(zhǎng)、抗病力[5]、相關(guān)酶活性[6]、抗氧化[7-8]及魚體重金屬毒性損傷修復(fù)[9],抗微囊藻毒素[10]等方面。辛硫磷又名肟硫磷,倍腈松,腈肟磷,是一種高效低毒廣譜的有機(jī)磷農(nóng)藥,無內(nèi)吸作用,主要以觸殺和胃毒作用為主,目前廣泛用于農(nóng)林漁牧生產(chǎn)[11],在水產(chǎn)養(yǎng)殖中,主要用來殺滅水體中的害蟲。辛硫磷對(duì)哺乳動(dòng)物低毒,對(duì)魚類等水生生物具有一定毒性。目前我國(guó)對(duì)植物性食品和家禽家畜的肌肉中辛硫磷殘留量已進(jìn)行規(guī)定并建立相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),但對(duì)水產(chǎn)品中辛硫磷殘留量的檢測(cè)尚未建立國(guó)標(biāo)[12]。同時(shí),有關(guān)GSH對(duì)辛硫磷解毒方面的研究也尚未見報(bào)道。本試驗(yàn)探討飼料中添加不同含量的GSH對(duì)異育銀鯽CarassiusauratusGibelio生長(zhǎng)性能,臟體比,紅、白細(xì)胞數(shù)目,急性攻毒死亡率,以及肝臟辛硫磷殘留量的影響,從而為GSH對(duì)魚類生長(zhǎng)及辛硫磷中毒的解毒效果提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)飼料
試驗(yàn)設(shè)置1個(gè)對(duì)照組和3個(gè)試驗(yàn)組,每組3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)隨機(jī)放入25尾魚。對(duì)試驗(yàn)魚分別投喂基礎(chǔ)飼料和添加200 、400和600 mg/kg GSH的試驗(yàn)飼料。養(yǎng)殖周期為30 d,測(cè)定異育銀鯽生長(zhǎng)性能、紅白細(xì)胞數(shù)目、臟體比。30 d養(yǎng)殖試驗(yàn)結(jié)束后,用辛硫磷24 hLC50攻毒,測(cè)定死亡率。后將各組攻毒存活試驗(yàn)魚繼續(xù)飼喂10 d并統(tǒng)計(jì)最終死亡率和測(cè)定肝臟中辛硫磷殘留量。
基礎(chǔ)飼料以菜粕和豆粕等為主要蛋白源,豆油為脂肪源,次粉為主要糖源,具體的配方和營(yíng)養(yǎng)組成見表1。試驗(yàn)組GSH的添加量分別為200、400、600 mg/kg。飼料原料均經(jīng)40目篩粉碎,混合均勻后使用小型顆粒飼料機(jī)(SLR-150)制成沉性顆粒(直徑3 mm),于45 ℃烘箱中快速烘干,隨即裝入自封袋,-20 ℃保存待用。
1.2 試驗(yàn)用魚與飼養(yǎng)管理
500尾(42.46±0.37) g異育銀鯽均從四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水產(chǎn)研究所獲得。試驗(yàn)魚暫養(yǎng)2周并隨機(jī)分組。然后分別在12個(gè)500 L的玻璃養(yǎng)殖缸中放入無病無傷的異育銀鯽25尾。每日補(bǔ)充經(jīng)充分暴氣的自來水約占缸內(nèi)總水量的1/6。非投喂時(shí)間適度曝氣,溶氧不低于6 mg/L,水溫范圍在25.0~28.0 ℃,pH6.9~7.5。氨氮和余氯每周檢測(cè)1次分別控制低于0.1 mg/L和低于0.05 mg/L。每天投喂兩次,日投喂率為2 %。
1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法
1.3.1 辛硫磷24 hLC50測(cè)定 實(shí)驗(yàn)前,多次進(jìn)行攻毒預(yù)試驗(yàn),找出死亡率在0~100 %辛硫磷劑量的最小范圍大致為10~21 mg/L。根據(jù)改良寇氏法按等對(duì)數(shù)間距設(shè)置濃度梯度(10.05、12.06、14.47、17.37、20.84 mg/L),求出辛硫磷 24 hLC50=14.73
表1 基礎(chǔ)飼料的配方及其營(yíng)養(yǎng)水平( %干物質(zhì))
Table 1 Composition and nutrition levels of the basal diet (dry matter basis, %)
原料Items含量Content魚粉Fishmeal3.0豆油Soybeanoil2.0豆粕Soybeanmeal18.5維生素預(yù)混料Vitaminmix0.1菜粕Rapeseedmeal20.0礦物質(zhì)預(yù)混料Mineralmix0.5麥芽根Rootofmalt10.0磷酸二氫鈣Calciumphosphate1.2棉粕Cottonseedmeal12.0纖維素Cellulose2.8次粉Wheatmiddlings24.0統(tǒng)糠Crudericebran5.0磷脂Soybeanlecithin0.5維生素CVitaminC0.1氯化膽堿Cholinechloride0.3粗蛋白(DM)Crudeprotein30.1粗灰分(DM)Crudeash7.5粗脂肪(DM)Crudefat3.6能量(kJ·g-1)(DM)Energy7.7
mg/L。
1.3.2 生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定 試驗(yàn)開始時(shí),隨機(jī)抽取5尾試驗(yàn)魚,測(cè)定試驗(yàn)魚測(cè)定指標(biāo)初始值。之后,每10 d測(cè)定1次指標(biāo),每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取2尾試驗(yàn)魚,每個(gè)試驗(yàn)處理共取6尾魚,稱重,解剖并快速分離肝、脾、腎臟,并計(jì)算試驗(yàn)魚的肝體比、脾體比、腎體比、增重率、特定生長(zhǎng)率、餌料系數(shù)。
肝體比(%)=100×肝臟質(zhì)量/魚體質(zhì)量
脾體比(%)=100×脾臟質(zhì)量/魚體質(zhì)量
腎體比(%)=100×腎臟質(zhì)量/魚體質(zhì)量
增重率(%)=100×[(試驗(yàn)?zāi)~體平均質(zhì)量-試驗(yàn)初魚體平均質(zhì)量)/試驗(yàn)初魚體平均質(zhì)量]
特定生長(zhǎng)率(%)=100×[(ln試驗(yàn)?zāi)~體平均質(zhì)量-ln試驗(yàn)初魚體平均質(zhì)量)/試驗(yàn)天數(shù)]
餌料系數(shù)=投飼質(zhì)量/(增重質(zhì)量+死魚質(zhì)量)
1.3.3 紅細(xì)胞、白細(xì)胞數(shù)目測(cè)定 采用尾靜脈取血法,取0.5 mL血樣立即注入1 %肝素鈉抗凝處理過的抗凝管備用。采用顯微鏡直接計(jì)數(shù)法來測(cè)定血細(xì)胞數(shù)量。紅細(xì)胞計(jì)數(shù)時(shí),用移液槍準(zhǔn)確量取20 (l抗凝血。0.65 %生理鹽水把所取抗凝血準(zhǔn)確稀釋100倍,后用血球計(jì)數(shù)板在顯微鏡下直接計(jì)數(shù)。白細(xì)胞計(jì)數(shù)時(shí),用1 %的醋酸龍膽紫將20 (l抗凝血稀釋20倍后,用血球計(jì)數(shù)板顯微鏡下直接計(jì)數(shù)。
表2 不同GSH劑量對(duì)異育銀鯽的生長(zhǎng)性能的影響
注:相同天數(shù)同列無字母或數(shù)據(jù)肩標(biāo)相同字母表示差異不顯著(P>0.05),不同字母表示差異顯著(P<0.05),下同。 Note:The different letters within the same column means significant differences (P>0.05), and the same letters within the same column means not significant differences(P<0.05).The same as below.
1.3.4 急性攻毒 30 d養(yǎng)殖試驗(yàn)結(jié)束后,用辛硫磷24 hLC50攻毒,為防止餌料影響,急性攻毒期間不投餌,攻毒24 h后立即換水,正常增氧。測(cè)定試驗(yàn)魚死亡率。繼續(xù)飼喂10 d并統(tǒng)計(jì)最終死亡率。
1.3.5 異育銀鯽肝臟辛硫磷殘留量檢測(cè) 急性攻毒試驗(yàn)后,存活試驗(yàn)魚繼續(xù)飼喂10 d,參照劉茜、石旺榮[11-12]用基質(zhì)固相分散-高效液相色譜法對(duì)試驗(yàn)魚的肝臟中的辛硫磷殘留量進(jìn)行測(cè)定。
1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
2.1 GSH對(duì)異育銀鯽生長(zhǎng)性能的影響
由表2可見,第10天時(shí)對(duì)照組與各試驗(yàn)組魚在增重率、特定生長(zhǎng)率、餌料系數(shù)3個(gè)指標(biāo)上均無顯著差異(P<0.05),第20、30天時(shí),GSH添加量為400和600 mg/kg的試驗(yàn)組魚,在增重率、特定生長(zhǎng)率顯著高于對(duì)照組和200 mg/kg試驗(yàn)組魚(P<0.05),餌料系數(shù)則顯著低于對(duì)照組和200 mg/kg試驗(yàn)組魚(P<0.05)。
2.2 GSH對(duì)異育銀鯽臟體比的影響
從圖1~3可知,與對(duì)照組相比,各試驗(yàn)組第10、20、30天時(shí)肝體比、腎體比、脾體比均出現(xiàn)顯著增高(P<0.05)。
2.3 GSH對(duì)異育銀鯽紅、白細(xì)胞數(shù)目的影響
由圖4可知,10、20、30 d時(shí)對(duì)照組魚同試驗(yàn)組魚的紅細(xì)胞數(shù)目出現(xiàn)顯著差異(P<0.05),且GSH添加量為600 mg/kg時(shí)試驗(yàn)魚的紅細(xì)胞數(shù)目最多;由圖5可知,同對(duì)照組相比10、20、30 d時(shí)異育銀鯽白細(xì)胞數(shù)目差異顯著(P<0.05),30 d時(shí)GSH添加量為600 mg/kg時(shí)試驗(yàn)魚的白細(xì)胞數(shù)目最多。
2.4 攻毒后試驗(yàn)魚死亡率及肝臟中辛硫磷殘留量
由表4可知,對(duì)照組攻毒處理后死亡率顯著高于各試驗(yàn)組(P<0.05),各試驗(yàn)組間死亡率無顯著性差異(P<0.05)。最終死亡率結(jié)果,對(duì)照組試驗(yàn)魚的死亡率顯著高于各試驗(yàn)組(P<0.05),GSH的添加量為200 mg/kg組死亡率顯著高于添加量為400和600 mg/kg的試驗(yàn)組(P<0.05),且添加量為400和600 mg/kg的試驗(yàn)組間無差異顯著性(P>0.05)。對(duì)照組及各試驗(yàn)組間異育銀鯽肝臟辛硫磷殘留量均具有顯著性差異(P<0.05)且添加量為400 mg/kg的試驗(yàn)組肝臟辛硫磷殘留值最低。
相同天數(shù)無字母或數(shù)據(jù)標(biāo)注相同字母表示差異不顯著(P>0.05),不同字母表示差異顯著(P<0.05),下同The result noted with no letter or different letters means significant differences (P>0.05), and with the same letters means not significant differences(P<0.05).The same as below圖1 不同GSH添加量對(duì)異育銀鯽肝體比的影響Fig.1 Effect of dietary GSH level on the liver to body ratio of the crucian carp
圖2 不同GSH添加量對(duì)異育銀鯽脾體比的影響Fig.2 Effect of dietary GSH level on the spleen to body ratio of the crucian carp
圖3 不同GSH添加量對(duì)異育銀鯽腎體比的影響Fig.3 Effect of dietary GSH level on the kidney to body ratio of the crucian carp
Table 4 The mortality of the text fish after acute attack and the phoxime residual amount in the liver
GSH劑量(mg/kg)GSHdose急性攻毒死亡率Mortalityofacuteattack最終死亡率Finalmortality殘留量(mg/kg)Residualcontent0 0.54±0.01a0.63±0.01a1.14±0.04a2000.36±0.05b0.47±0.07b0.93±0.01b4000.33±0.03b0.35±0.03c0.62±0.01d6000.30±0.03b0.39±0.03c0.83±0.03c
3.1 飼料中添加GSH對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)性能的影響
研究表明,飼料中添加GSH能夠提高草魚的生長(zhǎng)性能[13-14],表現(xiàn)為增重率升高和飼料效率升高,添加GSH各組草魚的飼料效率和增重率,特定生長(zhǎng)率均顯著高于對(duì)照組。羅非魚飼料中添加GSH,結(jié)果顯示適量的GSH可以促進(jìn)羅非魚幼魚的生長(zhǎng),提高飼料的消化率和利用率[15]。這與本試驗(yàn)異育銀鯽基礎(chǔ)飼料中添加GSH結(jié)果相一致,并且本實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)飼料中添加外源性GSH一定時(shí)間后對(duì)異育銀鯽的生長(zhǎng)具有顯著的促進(jìn)作用。且添加劑量在0~400 mg/kg增加效果隨添加量的增加而更明顯。這可能是因?yàn)镚SH是廣泛存在于細(xì)胞內(nèi)的三肽化合物,對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的內(nèi)分泌調(diào)節(jié)具有積極的影響作用,能夠促進(jìn)生長(zhǎng)激素的水平在正常范圍出現(xiàn)升高,從而進(jìn)一步對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)蛋白的合成和細(xì)胞的增殖產(chǎn)生促進(jìn)作用[12]。然而Steven等[16]研究指出GSH在較高的濃度時(shí)可以對(duì)淋巴細(xì)胞產(chǎn)生毒性,并造成DNA損傷。劉曉華等[6]研究發(fā)現(xiàn)在飼料中添加過高劑量的 GSH 會(huì)顯著抑制凡納濱對(duì)蝦的生長(zhǎng)。所以在飼料中添加適當(dāng)劑量的GSH 則可以有效的對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物增長(zhǎng)產(chǎn)生促進(jìn)作用,劑量過高則會(huì)對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)產(chǎn)生一定的抑制作用。
圖4 不同GSH添加量對(duì)異育銀鯽紅細(xì)胞數(shù)目的影響Fig.4 Effect of different GSH addition on the erythrocyte number of the crucian carp
圖5 不同GSH添加量對(duì)異育銀鯽白細(xì)胞數(shù)目的影響Fig.5 Effect of different GSH addition on the leukocyte number of the crucian carp
3.2 GSH對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物肝體比、脾體比、腎體比的影響
肝臟、腎臟、脾臟分別為魚體內(nèi)最重要的消化和免疫器官[17]。本試驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)魚的肝體比、脾體比,腎體比測(cè)定結(jié)果顯示:基礎(chǔ)飼料中添加GSH的劑量在超過200 mg/kg時(shí),試驗(yàn)魚的各比值出現(xiàn)升高趨勢(shì)。研究表明,生長(zhǎng)激素可使動(dòng)物的肝臟、腎臟和心臟的質(zhì)量增加。輔酶A可使生長(zhǎng)抑素分子的二硫鍵斷開,使得生長(zhǎng)激素等其他促生長(zhǎng)激素解除抑制,谷胱甘肽中的半胱胺是輔酶A的重要組成成分[18]。GSH具有促進(jìn)試驗(yàn)魚體內(nèi)生長(zhǎng)激素釋放的功效,從而促使肝體比、脾體比,腎體比增大,并最終促進(jìn)異育銀鯽體指數(shù)呈升高的趨勢(shì)。
3.3 GSH對(duì)異育銀鯽紅、白細(xì)胞數(shù)目的影響
研究表明GSH主要是通過提高血細(xì)胞數(shù)量來增強(qiáng)水產(chǎn)動(dòng)物的防御能力[20],主要表現(xiàn)在保護(hù)紅細(xì)胞膜蛋白質(zhì)的巰基處于還原狀態(tài),防止溶血,和血紅蛋白不受過氧化氫氧化、自由基等氧化轉(zhuǎn)變?yōu)楦哞F血紅蛋白,從而使它持續(xù)正常發(fā)揮運(yùn)輸氧的能力[21]。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),GSH可以使紅白細(xì)胞的數(shù)目增多,結(jié)果與趙紅霞等[5]用GSH刺激使得草魚的血液白細(xì)胞數(shù)目增加從而達(dá)到增強(qiáng)其非特異性細(xì)胞免疫相一致。白細(xì)胞在動(dòng)物細(xì)胞免疫過程中具有非常重要的作用。白細(xì)胞在機(jī)體內(nèi)可以通過多種方式來對(duì)抗病原體,例如吞噬、包囊、凝聚、沉淀及釋放酚氧化物酶和黑色素等[22-23]。紅、白細(xì)胞是血液的主要組成部分,血液在動(dòng)物體內(nèi)起著十分重要的作用,當(dāng)外界因子變化,而引起魚體而出現(xiàn)生理變化,都將會(huì)在其血液指標(biāo)中有所體現(xiàn)。
3.4 GSH對(duì)異育銀鯽急性攻毒死亡率及肝臟辛硫磷殘留量的影響
據(jù)報(bào)道GSH在解毒代謝中有著十分重要的作用,其解毒機(jī)理主要表現(xiàn)在能夠和化學(xué)毒物的代謝中間產(chǎn)物,以親核結(jié)合反應(yīng)方式進(jìn)行解毒。此外,GSH在細(xì)胞中的高含量也能夠更好的競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合有毒的親電子物質(zhì)。首先,GSH與親電子代謝物形成結(jié)合物,然后經(jīng)酶的催化反應(yīng)去掉甘氨酸,再通過N-乙酞化酶的催化反應(yīng),最后以惰性產(chǎn)物形式被排出體外[25-26]。除此之外GSH通過其自身的抗氧化特性來有效降低毒物的過氧化能力,從而降低毒物的毒性效應(yīng)[27]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,急性攻試驗(yàn)中GSH各添加組的死亡率顯著低于對(duì)照組,試驗(yàn)魚肝臟中辛硫磷殘留量試驗(yàn)組顯著低于對(duì)照組,且各試驗(yàn)組間也存在顯著差異,添加GSH含量為400 mg/kg時(shí),肝臟中辛硫磷殘留值最低可能是因?yàn)樘砑覩SH的試驗(yàn)組魚體內(nèi)結(jié)合辛硫磷代謝中間產(chǎn)物的能力,和機(jī)體抗氧化能力強(qiáng)于對(duì)照組試驗(yàn)魚有關(guān)[28]。
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(責(zé)任編輯 李 潔)
Effect of Dietary Glutathione onCarassiusauratusGibelio Growth Performance and Phoxim Poisoning
REN Sheng-jie1,ZHENG Shu-ming1*,SONG Yan2,ZHU Long1
(1.Fisheries Breeding and Healthy Cultivation Research Centre of Southwest University, Chongqing 402460,China;2.Institute of Agro-products Processing Science and Technology,Sichuan Chengdu 610000,China)
In present study,CarassiusauratusGibelio was fed by basal diet (control group) and 3 kinds of test diets were added 200, 400 and 600 mg/kg GSH. The culture period was 40 days. The effects of GSH on the growth performance to the text fish, the number of blood cells, the weight of the organs and the detoxification of the toxin and the residual amounts of the residues in the liver of the fish were determined. The results showed that:compared with the control group, the 20 days test group of fish growth significantly promoted at the same time the feed coefficient was significantly decreased (P<0.05); when adding dose of GSH more than 200 mg/kg in feed, the index of liver, kidney and spleen were increased in the experimental fish; the number of erythrocyte and leucocyte in the experimental group was significantly increased (P<0.05); the mortality of the fish in the experimental group was significantly lower than that in the control group (P<0.05), and the higher the mortality was lower (P<0.05); in the experimental groups, the residual amount was significantly lower than that of the control group (P<0.05), when the GSH additive was 400 mg/kg, the residual value was the lowest (0.62±0.01).
Glutathione;CarassiusauratusGibelio;Growth performance;Detoxify
1001-4829(2016)12-3009-06
10.16213/j.cnki.scjas.2016.12.042
2015-12-23
國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2012BAD25B10-1);重慶市應(yīng)用開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(CSTC2014yykfC80001)
任勝杰(1989-),男,碩士研究生,主要從事魚病防控與水產(chǎn)品食品安全研究, E-mail:601897646@qq.com,*為 通訊作者:鄭曙明,教授,碩士生導(dǎo)師,主要從事水產(chǎn)動(dòng)物醫(yī)學(xué)研究,E-mail:zhsm22@163.com。
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