劉偉 ，陳清華 ,2，唐富江 ，李培倫 ，王繼隆

（1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黑龍江水產(chǎn)研究所，黑龍江 哈爾濱 150070；2.上海海洋大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，上海 201306）

興凱湖四種野生鲌消化酶活性比較研究

劉偉1，陳清華1,2，唐富江1，李培倫1，王繼隆1

（1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黑龍江水產(chǎn)研究所，黑龍江 哈爾濱 150070；2.上海海洋大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，上海 201306）

本文分析興凱湖定點(diǎn)同日隨機(jī)采集的翹嘴鲌Culter alburnus、蒙古鲌C.mongolicus、興凱鲌C.dabryi和紅鰭原鲌Cultrichthys erythropterus肝胰臟和腸道消化酶的活性，比較2齡魚(yú)和≥3齡魚(yú)兩實(shí)驗(yàn)組樣本的特點(diǎn)和差異。結(jié)果表明：四種鲌腸道蛋白酶和淀粉酶活性顯著高于肝胰臟；蒙古鲌肝胰臟脂肪酶活性高于腸道，其他三種鲌類(lèi)腸道脂肪酶活性高于肝胰臟（P＜0.05）。2齡和≥3齡魚(yú)蒙古鲌肝胰臟蛋白酶活性最高，翹嘴鲌和興凱鲌分別次之（P＜0.05）；2齡魚(yú)興凱鲌、蒙古鲌、翹嘴鲌腸道蛋白酶活性較高，≥3齡魚(yú)蒙古鲌和紅鰭原鲌顯著高于興凱鲌、翹嘴鲌（P＜0.05）。2齡組和≥3齡魚(yú)翹嘴鲌腸道脂肪酶活性和肝胰臟、腸道淀粉酶活性均較高，≥3齡蒙古鲌和興凱鲌肝胰臟脂肪酶活性顯著高于翹嘴鲌和紅鰭原鲌（P＜0.05）。本研究結(jié)果對(duì)科學(xué)保護(hù)與利用相關(guān)魚(yú)類(lèi)有參考價(jià)值。

翹嘴鲌；蒙古鲌；興凱鲌；紅鰭原鲌；消化酶

自然水域中，魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)、種群數(shù)量與其食性、食物組成關(guān)系密切，魚(yú)類(lèi)的營(yíng)養(yǎng)消化機(jī)能又與水域餌料基礎(chǔ)、生態(tài)環(huán)境相適應(yīng)。迄今，對(duì)鲌亞科Cultrinae原鲌屬Cultrichthys和鲌屬Culter魚(yú)類(lèi)（下稱(chēng)鲌類(lèi)或鲌）的消化生理和營(yíng)養(yǎng)生態(tài)已經(jīng)有一些報(bào)道[1-4]，主要集中于翹嘴鲌Culter alburnus，對(duì)棲息于同一自然水域食性相近的鲌類(lèi)同時(shí)進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)生態(tài)生理研究較少。

鲌亞科廣泛分布于東亞地區(qū)河流及其附屬水體。我國(guó)黑龍江水系鲌類(lèi)較集中分布于興凱湖、鏡泊湖、五大連池等湖泊水域中。興凱湖魚(yú)類(lèi)資源豐富，鲌亞科魚(yú)類(lèi)為主要優(yōu)勢(shì)種和標(biāo)志性物種，其中鲌類(lèi)主要包括翹嘴鲌、蒙古鲌Culter mongolicus、興凱鲌 Culter dabryi和紅鰭原鲌 Cultrichthys ery－thropterus四種，興凱鲌為興凱湖特有種。四種鲌均為肉食性，食物組成相近，幼、成魚(yú)以食魚(yú)類(lèi)和蝦為主[5]。興凱湖地理位置獨(dú)特，是我國(guó)東北地區(qū)最大淡水湖泊，魚(yú)類(lèi)餌料基礎(chǔ)充足，鲌類(lèi)生長(zhǎng)較相近緯度水域快，且肉嫩鮮美，營(yíng)養(yǎng)豐富，是興凱湖的主要經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)，而興凱湖翹嘴鲌（俗稱(chēng)興凱湖大白魚(yú)）被譽(yù)為“淡水四大名魚(yú)”之一[6]，興凱湖鲌類(lèi)具有較高的科學(xué)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。人類(lèi)活動(dòng)影響，如過(guò)度捕撈、環(huán)境污染等，以及魚(yú)類(lèi)種間食物競(jìng)爭(zhēng)和外來(lái)種入侵，嚴(yán)重破壞興凱湖魚(yú)類(lèi)群落組成和特產(chǎn)種質(zhì)資源。近年興凱湖經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)資源量明顯下降，鲌類(lèi)產(chǎn)量持續(xù)走低，漁獲物中多為低齡、小型和低值魚(yú)類(lèi)，其中Hemiculter leucisculus和興凱 H.lucidus lucidus兩種小型魚(yú)類(lèi)產(chǎn)量達(dá)到50%以上，而外來(lái)物種大銀魚(yú)Protosalanx hyalocranius種群數(shù)量發(fā)展迅速，翹嘴鲌份額不足總產(chǎn)量的10%，且主要經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)低齡化和小型化現(xiàn)象非常明顯[7,8]。

本文通過(guò)比較研究采自興凱湖不同規(guī)格翹嘴鲌、蒙古鲌、興凱鲌和紅鰭原鲌等四種野生鲌類(lèi)肝胰臟和腸道蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的活性與消化生理特點(diǎn)，旨在為自然水域分布的鲌類(lèi)基礎(chǔ)生物學(xué)研究積累科學(xué)資料，為分析興凱湖土著魚(yú)類(lèi)種群衰退原因、尋找原地恢復(fù)與保護(hù)特產(chǎn)魚(yú)類(lèi)措施、發(fā)展鲌類(lèi)湖泊生態(tài)漁業(yè)和增養(yǎng)殖業(yè)提供參考。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)魚(yú)來(lái)源

實(shí)驗(yàn)用翹嘴鲌、蒙古鲌、興凱鲌和紅鰭原鲌樣本采自興凱湖當(dāng)壁鎮(zhèn)水域（圖1），在同一年度夏季集中時(shí)間用掛網(wǎng)采捕，日捕撈2次，2日共捕撈4次。四種鲌類(lèi)樣本年齡、規(guī)格與數(shù)量統(tǒng)計(jì)分析見(jiàn)表1。由于資源量限制和采樣點(diǎn)局限問(wèn)題難以采集到足夠數(shù)量的高年齡組魚(yú)類(lèi)樣本，故將3齡及部分3齡以上樣本歸并為≥3齡組分析。

圖1 興凱湖地理位置與采樣位點(diǎn)圖Fig.1 Location and sampling stations in Xingkai Lake

1.2 樣品處理

將兩組實(shí)驗(yàn)魚(yú)在冰盤(pán)上活體解剖，取出肝胰臟和腸道，剔除其周?chē)闹竞湍c系膜等附著物，用去離子水沖洗腸道內(nèi)容物，用濾紙吸干?！?齡組實(shí)驗(yàn)魚(yú)腸道前腸（第1個(gè)回折點(diǎn)以前）、中腸（兩個(gè)回折點(diǎn)之間）、后腸（最后1個(gè)回折點(diǎn)以后）分開(kāi)取樣。樣品稱(chēng)重，加9倍體積的0.86%生理鹽水勻漿，4 000r/min離心15min，取上清液作為粗酶液，置于-40℃冰箱中保存待測(cè)。在24h內(nèi)測(cè)定完畢。

1.3 測(cè)定方法

蛋白酶活性采用福林-酚試劑法[9-11]。蛋白酶活力單位定義為：在pH7.5、37℃條件下，每min水解干酪素產(chǎn)生1μg酪氨酸作為1個(gè)酶活力單位U（μg/min）。比活力定義為：每mg組織蛋白每min水解干酪素產(chǎn)生的酪氨酸的量（U/mgprotein）。

表1 四種鲌樣品規(guī)格與數(shù)量Tab.1 The size and quantity among four culter species

脂肪酶和淀粉酶活性均采用南京建成生物公司試劑盒測(cè)定。脂肪酶比活力定義為：在37℃條件下，每g組織蛋白在反應(yīng)體系中與底物反應(yīng)1min，每消耗1μmol底物為1個(gè)酶活力單位。淀粉酶比活力定義為：組織中每mg蛋白在37℃與底物作用30min，水解10mg淀粉定義為1個(gè)淀粉酶活力單位。

表2 四種鲌類(lèi)2齡魚(yú)消化酶活性Tab.2 Activities of the digestive enzymes among four culters in 2 year-old class

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析（one-way ANOVA），用 Duncan’S 多重比較分析組間差異顯著性。描述性統(tǒng)計(jì)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（Mean±SD）表示，P＜0.05為具有顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 四種鲌類(lèi)2齡魚(yú)消化酶活性

由表2可知，四種2齡鲌類(lèi)魚(yú)腸道中蛋白酶活性均顯著高于肝胰臟（P＜0.05），約是肝胰臟的6.8～27倍。肝胰臟蛋白酶活性差異顯著（P＜0.05），其活性大小順序?yàn)椋好晒坯垼韭N嘴鲌＞興凱鲌＞紅鰭原鲌，其中蒙古鲌蛋白酶的活性是紅鰭鲌的4.76倍；腸道中蛋白酶活性大小順序?yàn)椋号d凱鲌＞蒙古鲌＞翹嘴鲌＞紅鰭原鲌，興凱鲌腸道蛋白酶的活性顯著高于紅鰭鲌（P＜0.05）。

蒙古鲌和紅鰭原鲌的肝胰臟和腸道脂肪酶活性有顯著差異（P＜0.05）。蒙古鲌肝胰臟脂肪酶活性最高，紅鰭原鲌肝胰臟中脂肪酶活性最低，其次為興凱鲌，兩者都顯著低于翹嘴鲌和蒙古鲌肝胰臟脂肪酶活性（P＜0.05）。翹嘴鲌腸道中脂肪酶活性最高，顯著高于其他三種鲌類(lèi)（P＜0.05）。

翹嘴鲌的肝胰臟和腸道的淀粉酶活性差異不顯著（P＞0.05），其他三種鲌類(lèi)腸道淀粉酶活性大于肝胰臟（P＜0.05）。肝胰臟淀粉酶活性以翹嘴鲌的活性最高，紅鰭原鲌的活性最低，大小順序?yàn)椋郝N嘴鲌＞蒙古鲌＞興凱鲌＞紅鰭原鲌，差異顯著（P＜0.05）。不同鲌類(lèi)腸道淀粉酶的活性差異不顯著（P＞0.05）。

2.2 四種鲌類(lèi)≥3齡魚(yú)消化酶活性

四種鲌類(lèi)不同消化器官和不同部位消化酶活性見(jiàn)表3。四種鲌類(lèi)肝胰臟蛋白酶活性大小順序?yàn)椋好晒坯垼九d凱鲌＞翹嘴鲌＞紅鰭原鲌，翹嘴鲌與紅鰭原鲌的活性相接近（P＞0.05），其他種類(lèi)間差異顯著（P＜0.05）。

翹嘴鲌各腸段蛋白酶活性低而差異不大，其他三種魚(yú)類(lèi)前、中腸的蛋白酶活性顯著高于后腸。蒙古鲌和紅鰭原鲌前腸、中腸、后腸的蛋白酶活性較高（P＜0.05），約為翹嘴鲌的 2～3 倍；興凱鲌居中，差異顯著（P＜0.05）。

四種鲌類(lèi)肝胰臟脂肪酶活性差異明顯（P＜0.05），其中蒙古鲌和興凱鲌的活性顯著高于翹嘴鲌和紅鰭原鲌（P＜0.05）。前腸的脂肪酶活性差異顯著（P＜0.05），其大小順序?yàn)椋郝N嘴鲌＞紅鰭原鲌＞興凱鲌＞蒙古鲌；中腸脂肪酶活性以蒙古鲌最高（P＜0.05），其余三種鲌類(lèi)之間差異不顯著（P＞0.05）；紅鰭原鲌后腸脂肪酶活性最高，為蒙古鲌活性的4.6倍。

翹嘴鲌、興凱鲌、紅鰭原鲌腸道脂肪酶活性大小順序?yàn)椋呵澳c＞后腸＞中腸＞肝胰臟。而蒙古鲌肝胰臟脂肪酶活性顯著高于前腸、中腸和后腸。

肝胰臟淀粉酶活性以翹嘴鲌和蒙古鲌較高，兩者顯著高于興凱鲌和紅鰭原鲌（P＜0.05）。翹嘴鲌前腸淀粉酶活性最高，是興凱鲌的2.8倍；中腸淀粉酶活性的大小順序?yàn)椋杭t鰭原鲌＞蒙古鲌＞興凱鲌＞翹嘴鲌，興凱鲌和翹嘴鲌的中腸淀粉酶活性沒(méi)有顯著差異（P＞0.05）；翹嘴鲌后腸淀粉酶的活性最高，其次為紅鰭原鲌、蒙古鲌。興凱鲌后腸的淀粉酶活性很小，幾乎未檢出。

四種鲌類(lèi)不同器官淀粉酶活性總體上變化為：前腸＞中腸＞后腸＞肝胰臟（P＜0.05）。但翹嘴鲌中腸淀粉酶活性顯著低于后腸（P＜0.05），興凱鲌的后腸淀粉酶活性顯著低于肝胰臟（P＜0.05）。

表3 四種鲌類(lèi)≥3齡魚(yú)消化酶活性Tab.3 Activities of the digestive enzymes among four culters in≥3 year-old class

3 討論

魚(yú)類(lèi)消化酶活性與其食性有一定的關(guān)系，而食性相同的魚(yú)類(lèi)其消化酶活性也不盡相同[9]。魚(yú)類(lèi)在不同生長(zhǎng)發(fā)育階段，消化、內(nèi)分泌等器官機(jī)能的變化及生活史中攝食質(zhì)量的不同，消化酶活性也產(chǎn)生相應(yīng)的變化[10-12]。比較生活自然環(huán)境下魚(yú)類(lèi)消化生理狀況比較復(fù)雜而困難[2,9,13-15]。

本實(shí)驗(yàn)研究興凱湖夏季不同生長(zhǎng)階段的翹嘴鲌、蒙古鲌、興凱鲌和紅鰭原鲌肝胰臟和腸道，以及腸道不同部位的消化酶活性，發(fā)現(xiàn)不同生長(zhǎng)階段的四種鲌消化酶活性不同，蒙古鲌、翹嘴鲌、興凱鲌消化酶活性和消化能力較高，同齡魚(yú)中個(gè)體較大，生長(zhǎng)較快，表明具有一定生態(tài)位競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

本實(shí)驗(yàn)中，四種鲌類(lèi)腸道蛋白酶和淀粉酶活性均顯著高于肝胰臟。這與張偉等[2]和王桂芹等[3]對(duì)翹嘴鲌、白曉慧等[4]對(duì)黑尾近紅鲌Ancherythroculter nigrocauda 以及 Hidalgo 等[13]、鄒師哲等[14]對(duì)鯉Cyprinus carpio、王紅權(quán)等[16]對(duì)異育銀鯽Carassius auratus gibelio和倪壽文等[17]對(duì)鰱Hypophthalmichthys molitrix的研究結(jié)果一致。但與倪壽文等[17]和Dask等[13]和黃耀桐等[18]對(duì)草魚(yú)Ctenopharyngodon idellus的蛋白酶研究結(jié)果不同。有研究表明，在肝胰臟中合成的蛋白酶大多以酶原的形式存在，活性很低，在腸道內(nèi)經(jīng)腸激酶激活而具有活性。無(wú)胃魚(yú)類(lèi)腸道是消化食物的主要場(chǎng)所。因此，腸道中的蛋白酶活性要明顯高于肝胰臟。四種鲌類(lèi)淀粉酶的活性分布與白曉慧等[3]對(duì)黑尾近紅鲌和伍莉等[19]對(duì)黃鱔Monopterus albus的淀粉酶研究結(jié)果不同，可能是不同魚(yú)類(lèi)淀粉酶的分泌器官不同。對(duì)幾種鯉科魚(yú)類(lèi)的研究發(fā)現(xiàn)，草魚(yú)和鯉的肝胰臟脂肪酶活性明顯比腸道高，而鰱和鳙的肝胰臟脂肪酶活性則低于腸道。本實(shí)驗(yàn)中，蒙古鲌肝胰臟脂肪酶活性明顯高于腸道，其他三種鲌類(lèi)腸道脂肪酶活性均高于肝胰臟，有待繼續(xù)研究驗(yàn)證。

2齡蒙古鲌、翹嘴鲌肝胰臟蛋白酶活性較高，興凱鲌、蒙古鲌腸道蛋白酶活性較高；肝胰臟、腸道脂肪酶活性分別以蒙古鲌、翹嘴鲌較高；肝胰臟淀粉酶活性以翹嘴鲌的活性最高。顯示2齡魚(yú)翹嘴鲌、興凱鲌、蒙古鲌有較高的消化酶活性。

≥3齡蒙古鲌、興凱鲌肝胰臟蛋白酶活性顯著高于翹嘴鲌、紅鰭原鲌；蒙古鲌和紅鰭原鲌前、中、后腸的蛋白酶活性較高；蒙古鲌和興凱鲌肝胰臟脂肪酶活性較高，翹嘴鲌前腸、蒙古鲌中腸脂肪酶活性最高；肝胰臟淀粉酶活性以翹嘴鲌和蒙古鲌較高，顯示≥3齡蒙古鲌、翹嘴鲌、興凱鲌有較高的消化酶活性。

本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，2齡和≥3齡翹嘴鲌、興凱鲌肝胰臟和腸道蛋白酶活性存在差異，即隨著年齡增加，翹嘴鲌肝胰臟、腸道蛋白酶活性均下降，而興凱鲌肝胰臟、腸道升高，其他兩種鲌表現(xiàn)不明顯。2齡魚(yú)和≥3齡魚(yú)紅鰭原鲌的腸道脂肪酶均顯著高于肝胰臟，其他三種鲌類(lèi)沒(méi)有顯著差異；兩個(gè)年齡組的翹嘴鲌和蒙古鲌間肝胰臟脂肪酶活性差異顯著（P＜0.05），其余的脂肪酶活性差異不顯著。隨著鲌類(lèi)的生長(zhǎng)，四種鲌類(lèi)肝胰臟和腸道的淀粉酶活性下降，但翹嘴鲌和紅鰭原鲌腸道淀粉酶活性沒(méi)有顯著的下降。出現(xiàn)上述差異的直接原因可能與生長(zhǎng)發(fā)育階段有關(guān)，或與所攝取食物的性質(zhì)和數(shù)量有關(guān)。

本實(shí)驗(yàn)中，四種鲌類(lèi)≥3齡魚(yú)消化酶活性均為前腸較高。興凱鲌和蒙古鲌的腸道蛋白酶活性由前腸向后腸遞減，與倪壽文等[11]報(bào)道草魚(yú)、鯉、鰱、鳙、尼羅羅非魚(yú)的研究結(jié)果基本一致。但紅鰭原鲌蛋白酶活性以中腸最高，這與周興華等[20]對(duì)黃顙魚(yú)Pelteobagrus fulvidraco的研究結(jié)果和白曉慧等[3]對(duì)黑尾近紅鲌的研究結(jié)果一致，而翹嘴鲌以中腸最低，與陸明龍等[21]對(duì)鳊Parabramis pekinensis的腸道蛋白酶的研究相同。四種鲌類(lèi)脂肪酶活性、淀粉酶活性亦是多為從前腸向后腸逐漸遞減，表明脂肪、碳水化合物消化吸收主要是在腸道前部。倪壽文[17]研究草魚(yú)、鯉、鰱、鳙、尼羅非鯽淀粉酶活性分布情況后指出，淀粉酶活性在腸道分布有2種類(lèi)型，草魚(yú)、鯉后腸活性最強(qiáng)，而前腸最弱，其他3種魚(yú)中腸較高。這與本實(shí)驗(yàn)對(duì)四種鲌類(lèi)腸道淀粉酶活性的研究結(jié)果不同。這說(shuō)明魚(yú)類(lèi)淀粉酶在腸道不同部位的活性受魚(yú)類(lèi)的生活習(xí)性、食性及年齡、攝食能力等諸多因素影響。

四種鲌類(lèi)中，2齡蒙古鲌、翹嘴鲌和≥3齡以上的蒙古鲌、興凱鲌顯示出較強(qiáng)的蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物的消化能力，生長(zhǎng)速度較快，可作為重要土著經(jīng)濟(jì)魚(yú)類(lèi)有針對(duì)性地增殖保護(hù)，并適當(dāng)控制低齡魚(yú)捕撈，培育合理的種群結(jié)構(gòu)和生物群落，可能對(duì)小型雜魚(yú) 等或外來(lái)大銀魚(yú)的種群密度起到一定抑制作用，產(chǎn)生良性的生態(tài)效應(yīng)。

對(duì)生活在同一水體、餌料基礎(chǔ)相同、同一季節(jié)采集的不同規(guī)格四種鲌消化酶活性的比較研究，發(fā)現(xiàn)它們?cè)谑承院蜖I(yíng)養(yǎng)生理生態(tài)上存在一定種間競(jìng)爭(zhēng)，但作為土著種四種鲌似乎具有各自相對(duì)穩(wěn)定平衡的生態(tài)位，種群數(shù)量可以相互補(bǔ)充相互制約。研究野生鲌營(yíng)養(yǎng)和餌料基礎(chǔ)可以更科學(xué)有效地保護(hù)和利用湖泊水域鲌類(lèi)資源。

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Comparison of Activities of Digestive Enzymes Among Four Culter Species in Xingkai Lake

LIU Wei1,CHEN Qing-hua1,2,TANG Fu-jiang1,LI Pei-lun1,WANG Ji-long1
（1.Heilongjiang River Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Harbin 150070,China;2.College of Aqua-life Science and Technology,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China）

The enzyme activities in hepatopancreas and intestine were compared in four culter species including 2+and≥3+year-old Culter alburnus,C.mongolicus,C.dabryi and Cultrichthys erythropterus.The results showed that there were significantly higher protease and amylase activities in intestine than those in hepatopancreas in the four culter species（P＜ 0.05）.The lipase activity was found to be higher in intestine than in hepatopancreas in three species Culter alburnus,C.mongolicus,C.dabryi,expect for Cultrichthys mongolicus in which there were higher protease and amylase activities in hepatopancreas than those in intestine.The 2+and≥ 3+year-old C.mongolicus had significantly higher protease activity in hepatopancreas,followed by C.alburnus and C.dabryi（P ＜0.05）.There were higher lipase activity in intestine and amylase activity in hepatopancreas in C.alburnus than in other species in both age classes,while there was higher lipase activity in hepatopancreas in≥3+year-old C.mongolicus and C.alburnus than in the two other species（P ＜ 0.05）.The findings provide reference for the related fish conservation and sustainable utilization.

Culter alburnus;Culter mongolicus;Culter dabryi;Cultrichthys erythropterus;digestive enzyme

S917.4

A

1005-3832（2017）05-0023-05

2017-05-14

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專(zhuān)項(xiàng)（201303056-5）.

劉偉，研究員.E-mail:liuwei-1020@aliyun.com