李 婕，楊秀娟，曹 靜，董玉蘭，陳耀星，王子旭

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，北京100193)

家禽具有特殊的光受體通路，光照是家禽生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中重要的環(huán)境因素。波長(zhǎng)是光照的三大要素之一，對(duì)家禽的生產(chǎn)性能和生理行為可產(chǎn)生重要影響[1]。研究表明在藍(lán)綠光條件下飼養(yǎng)的肉雞增重效果顯著高于紅、白光下飼養(yǎng)的[2-5]，且肉的品質(zhì)有所提高[6]。但不同發(fā)育階段的肉雞對(duì)光的敏感性也不一樣，綠光在肉雞出殼早期能促進(jìn)骨骼肌的快速生長(zhǎng)，而藍(lán)光則在肉雞生長(zhǎng)后期對(duì)骨骼肌有顯著的促生長(zhǎng)作用[7-8]。對(duì)相關(guān)機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn)，單色光通過(guò)影響骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞的活性和數(shù)量來(lái)影響肌肉的生長(zhǎng)發(fā)育[9]。但動(dòng)物肌纖維的數(shù)量主要與胚胎期時(shí)肌肉的衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量有關(guān)[10]，動(dòng)物出生后肌纖維數(shù)量基本保持恒定。因此有學(xué)者建議，在肉雞飼養(yǎng)過(guò)程中將單色光的照射時(shí)間由出殼后提前至孵化期，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在肉雞胚胎期給予單色綠光照射能增強(qiáng)代謝，促進(jìn)雞胚骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞的增殖與分化，并能促進(jìn)胚胎發(fā)育，改善出殼后的飼料轉(zhuǎn)化率[11-14]。

在胚胎發(fā)育過(guò)程中，有氧代謝會(huì)產(chǎn)生多種活性氧自由基。此時(shí)機(jī)體尚未建立起完整有效的免疫系統(tǒng)，易受到各種氧化產(chǎn)物的損害，使骨骼肌蛋白質(zhì)分解代謝增加，合成代謝減少；同時(shí)其分解代謝率大于合成代謝率，不利于骨骼肌的生長(zhǎng)發(fā)育[15]。機(jī)體的抗氧化能力主要體現(xiàn)在抗氧化酶活性高低上。正常情況下，體內(nèi)抗氧化酶可清除氧化過(guò)程中活性氧自由基等代謝產(chǎn)物，從而對(duì)機(jī)體起到動(dòng)態(tài)保護(hù)作用[16]。如果機(jī)體抗氧化能力下降，過(guò)量的自由基會(huì)使不飽和脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化，嚴(yán)重危及細(xì)胞膜及胞內(nèi)大分子蛋白和核酸，對(duì)機(jī)體造成損傷，使禽類(lèi)產(chǎn)品肉品質(zhì)降低[17-18]。為此本文擬研究孵化期單色光照射對(duì)雞胚骨骼肌抗氧化功能的影響，以期有助于闡明孵化期單色光刺激影響雞胚骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞增殖的機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物和光照強(qiáng)度

將225枚AA(Arber Acres)肉雞受精蛋隨機(jī)分為5組，分別置于黑暗、白光(400～760 nm)、紅光(660 nm)、綠光(560 nm)和藍(lán)光(480 nm)下孵化21 d(n=45)。孵化溫度維持在37 ℃，濕度為50%～60%。光源為專(zhuān)用LED燈(Light-Emitting Diode)。使用照度計(jì)(MS6610，上海隆拓儀器設(shè)備有限公司)標(biāo)定檢驗(yàn)光照強(qiáng)度。蛋殼上的光照強(qiáng)度為15 lx ± 0.3 lx，光照周期(L∶D)為24∶0。

1.2 樣品采集與檢測(cè)

在15胚齡(E15)、18胚齡(E18)和21胚齡(E21)時(shí)取雞胚胸大肌和腓腸肌。將肌肉組織與0.75%生理鹽水配比(m∶V=1∶9)制備勻漿，于低溫冷凍離心機(jī)中離心20 min (3 000 r·min-1)，將上清液置于-80 ℃冷凍保存?zhèn)溆肹19]。采用抗氧化酶活性檢測(cè)試劑盒檢測(cè)肌肉組織中超氧化物歧化酶(SOD)(S0101)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)(S0056)、過(guò)氧化物脫氫酶(CAT)(S0051)、總抗氧化能力(T-AOC)(S0116)及丙二醛(MDA)(S0131)含量，各檢測(cè)試劑盒均購(gòu)于南京建成生物工程研究所。參照試劑盒說(shuō)明書(shū)配制相關(guān)試劑，按照操作步驟添加藥品。于相應(yīng)的光波長(zhǎng)下檢測(cè)吸光度(OD值)，最終根據(jù)公式計(jì)算得出蛋白含量和各氧化酶活性。上述試驗(yàn)在各樣本中重復(fù)3次。

1.3 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié) 果

2.1 單色光對(duì)雞胚骨骼肌抗氧化酶活性的影響

E15時(shí)，白光組和黑暗組的胸大肌與腓腸肌中SOD活性差異不顯著(圖1)。在E18時(shí)，白光組胸大肌和腓腸肌SOD活性均顯著高于黑暗組(10.80%～11.92%，P<0.05)。到E21時(shí)，白光組腓腸肌SOD活性仍極顯著高于黑暗組(13.02%，P<0.01，此處P值依據(jù)具體值判斷，圖中統(tǒng)一在0.05水平標(biāo)記，下同)，而白光組胸大肌的SOD活性略低于黑暗組，但差異不顯著(P>0.05)。胸大肌和腓腸肌中GSH-Px活性的變化與SOD相似(圖2)。在E15時(shí)，白光組與黑暗組間差異不顯著(P>0.05)；但E18和E21時(shí)，白光組的GSH-Px活性均高于黑暗組(5.67%～32.79%)。對(duì)于CAT，比較白光組與黑暗組在E15與E18時(shí)的胸大肌中活性，兩組間差異不顯著(P>0.05，圖3)；但E21時(shí)，則無(wú)論胸大肌或腓腸肌中CAT活性在白光組均顯著高于黑暗組(3.82%～5.45%，P<0.05)。

比較不同光處理組，E15的胸大肌中SOD活性差異不顯著(P>0.05)。在E18，綠光組的胸大肌和腓腸肌中SOD活性最高，極顯著高于其他光處理組和黑暗組(22.53%～61.89%，P<0.01)；相反，紅光組肌肉中SOD活性最低，甚至比黑暗組低6.75%～11.34%，且在胸大肌中差異顯著(P<0.05)。而藍(lán)光組肌肉中SOD活性次之，略高于白光組(2.90%～6.93%)。到E21，肌肉中SOD活性在綠光組最高、藍(lán)光和白光組次之、紅光組最低的變化趨勢(shì)更為明顯(圖1)。

E15時(shí)，綠光組骨骼肌中的GSH-Px活性極顯著高于其他光處理組(5.71%～19.33%，P<0.01)；而紅光組在胸大肌中GSH-Px活性顯著低于其他組(7.67%～34.05%，P<0.05)，其他處理組的組間差異不顯著(P>0.05)。在E18，綠光組骨骼肌中GSH-Px活性最高，極顯著高于其他組(11.22%～74.71%，P<0.01)；相反，紅光組肌肉中GSH-Px活性最低，且極顯著低于其他光處理組(7.67%～42.76%，P<0.01)。藍(lán)光組GSH-Px活性次于綠光組，略高于白光組(3.68%～12.93%)。E21時(shí)，與SOD的變化規(guī)律相似，肌肉中GSH-Px活性在綠光組最高、藍(lán)光和白光組次之、紅光組最低(圖2)。

A. 胸大?。籅. 腓腸??；不同字母表示同胚齡不同光色間差異顯著(P<0.05)A. Pectoralis major; B. Gastrocnemius; Different letters indicated significant difference among different light colors at the same embryonic age (P<0.05)圖1 單色光對(duì)不同日齡雞胚胸大肌和腓腸肌SOD活性的影響Fig.1 Effects of various monochromatic lights on the change of SOD activity in pectoralis major and gastrocnemius of broiler embryos

由圖3可知，對(duì)CAT來(lái)說(shuō)，E15時(shí)胸大肌中各處理組間的差異未表現(xiàn)出明顯規(guī)律。E18時(shí)，綠光組骨骼肌中CAT活性極顯著高于其他處理組(7.65%～51.27%，P<0.01)，而紅光組骨骼肌中CAT活性低于其他各組，且差異極顯著(1.39%～33.89%，P<0.01)。到E21，骨骼肌中CAT活性在綠光組最高、紅光組最低的規(guī)律不變；同時(shí)藍(lán)光組在肌肉中的CAT活性次于綠光組，略高于白光組(1.14%～8.83%)。

2.2 單色光對(duì)雞胚骨骼肌總抗氧化能力T-AOC水平的影響

在E18和E21，白光組骨骼肌總抗氧化能力T-AOC均高于黑暗組(7.20%～24.64%，圖4)，且差異顯著(P<0.05)。但是，E15時(shí)骨骼肌總抗氧化能力T-AOC在白光組低于黑暗組，且差異顯著(7.21%～10.80%，P<0.05)。

胸大肌中，E15時(shí)綠光組與藍(lán)光組的T-AOC顯著高于其他組(P<0.05，圖4)，其中綠光組與其

A. 胸大??；B. 腓腸肌；不同字母表示同胚齡不同光色間差異顯著(P<0.05)A. Pectoralis major; B. Gastrocnemius; Different letters indicated significant difference among different light colors at the same embryonic age (P<0.05)圖2 單色光對(duì)不同日齡雞胚胸大肌和腓腸肌GSH-Px活性的影響Fig.2 Effects of various monochromatic lights on the change of GSH-Px activity in pectoralis major and gastrocnemius of broiler embryos

A. 胸大??；B. 腓腸肌；不同字母表示同胚齡不同光色間差異顯著(P<0.05)A. Pectoralis major; B. Gastrocnemius; Different letters indicated significant difference among different light colors at the same embryonic age (P<0.05)圖3 單色光對(duì)不同日齡雞胚胸大肌和腓腸肌CAT活性的影響Fig.3 Effects of various monochromatic lights on the change of CAT activity in pectoralis major and gastrocnemius of broiler embryos

A. 胸大??；B. 腓腸?。徊煌帜副硎就啐g不同光色間差異顯著(P<0.05)A. Pectoralis major; B. Gastrocnemius; Different letters indicated significant difference among different light colors at the same embryonic age (P<0.05)圖4 單色光對(duì)不同日齡雞胚胸大肌和腓腸肌T-AOC的影響Fig.4 Effects of various monochromatic lights on the change of T-AOC in pectoralis major and gastrocnemius of broiler embryos

他組差異極顯著(P<0.01)，而腓腸肌中綠光組T-AOC 最高(高于其他處理組51.31%～72.14%)；紅光組肌肉中T-AOC均為最低(低于其他處理組4.68%～45.86%)。到E18，T-AOC在綠光最高、藍(lán)光組次之、紅光組最低的規(guī)律更為明顯。E21時(shí)，延續(xù)E18的變化趨勢(shì)，綠光組肌肉中T-AOC極顯著高于其他光處理組及黑暗組(20.77%～94.28%，P<0.01)，藍(lán)光組略高于白光組(7.78%～15.76%)， 紅光組骨骼肌中T-AOC最低(低于其他處理組9.25%～48.53%)。

2.3 單色光對(duì)雞胚骨骼肌MDA含量的影響

各組骨骼肌中MDA含量的變化與T-AOC的變化相反(圖5)。在E18和E21時(shí)，白光組肌肉中MDA含量均低于黑暗組(1.75%～10.32%)，E15時(shí)白光組胸大肌中MDA含量顯著高于黑暗組(P<0.05)，MDA含量在腓腸肌中也高于黑暗組，但差異不顯著(P>0.05)。

圖5表明，在E15時(shí)，綠光組胸大肌MDA含量最低，極顯著低于其他處理組(1.87%～18.67%，P<0.01)。胚胎發(fā)育至E18時(shí)，紅光組骨骼肌MDA含量最高，其次是黑暗組；綠光組含量最低，在腓腸肌中與其他光處理組及黑暗組差異顯著(1.73%～26.63%，P<0.05)；藍(lán)光組骨骼肌MDA含量低于白光組，差異顯著(7.63%～9.02%，P<0.05)。E21時(shí)，紅光組骨骼肌中MDA含量極顯著高于其他處理組(11.38%～46.75%，P<0.01)；相反，綠光組肌肉MDA含量為最低(12.11%～31.86%)，藍(lán)光組MDA含量為次低，在胸大肌中與白光組差異不顯著(P>0.05)。

A. 胸大?。籅. 腓腸??；不同字母表示同胚齡不同光色間差異顯著(P<0.05)A. Pectoralis major; B. Gastrocnemius; Different letters indicated significant difference among different light colors at the same embryonic age (P<0.05)圖5 單色光對(duì)不同日齡雞胚胸大肌和腓腸肌MDA含量的影響Fig.5 Effects of various monochromatic lights on the change of MDA content in pectoralis major and gastrocnemius of broiler embryos

與白光組相比，在E18與E21時(shí)，綠光對(duì)雞胚骨骼肌中抗氧化酶活性有極顯著的增強(qiáng)作用(P<0.01)，藍(lán)光可使抗氧化酶活性顯著升高(P<0.05)，紅光則會(huì)顯著降低抗氧化酶活性(P<0.05)。對(duì)總抗氧化能力T-AOC來(lái)說(shuō)，綠光對(duì)T-AOC的增強(qiáng)作用極為顯著(P<0.01)，藍(lán)光對(duì)雞胚骨骼肌T-AOC有增強(qiáng)作用，但不顯著(P<0.05)；紅光會(huì)使其顯著降低(P<0.05)。綠光組與藍(lán)光組骨骼肌MDA含量均低于白光組，其中綠光組比藍(lán)光組作用更明顯；紅光組與白光組相比MDA含量則極顯著上升(P<0.01)。

3 討 論

檢測(cè)了不同光色條件下肉雞胚胎發(fā)育后期胸大肌、腓腸肌中抗氧化酶(SOD、GSH-Px、CAT)的活性、總抗氧化能力(T-AOC)和脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)含量的變化，分析了孵化期單色光照射對(duì)肉雞骨骼肌抗氧化功能的影響。本文的結(jié)果表明在給予白光照射之后，骨骼肌中抗氧化酶含量升高，總抗氧化能力增強(qiáng)，而氧化產(chǎn)物積累量減少；肌肉的抗氧化能力與黑暗條件下相比有了一定程度的增強(qiáng)，尤其E18與E21胚齡時(shí)更明顯。有研究提出，白光照射下胚胎發(fā)育的最后時(shí)期肝的抗氧化能力下降，弱于黑暗組。其中E15與E18兩處理組抗氧化能力較為接近，E21時(shí)白光組MDA含量則顯著高于黑暗組[20]。這種差異可能與檢測(cè)的組織器官不同有關(guān)。我們進(jìn)一步比較了不同波長(zhǎng)的單色光對(duì)肉雞胚胎骨骼肌抗氧化功能的影響。結(jié)果顯示，與白光相比，綠光能顯著提高雞胚發(fā)育后期骨骼肌抗氧化酶含量增多，總抗氧化能力增強(qiáng)，氧化產(chǎn)物積累量減少；而紅光則抑制抗氧化酶活性，使總抗氧化能力減弱，積累的氧化產(chǎn)物不能及時(shí)清除。前人的研究也發(fā)現(xiàn)孵化期單色綠光照射能夠提高雞胚小腸的抗氧化功能[19, 21-22]。另外，對(duì)剛出殼肉雞的研究也表明綠光和藍(lán)光可顯著提高胸肌與腿肌中SOD和GSH-Px活性以及T-AOC (P<0.05)，顯著減少M(fèi)DA含量(P<0.05)[23]。本實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn)，雞胚孵化期給予單色光照射，綠光可提高骨骼肌SOD與GSH-Px的含量，使T-AOC升高，降低了MDA；而紅光則降低了SOD和GSH-Px，提高了MDA含量[24]，這與我們本次對(duì)雞胚的研究結(jié)果一致。由此可見(jiàn)，不同單色光對(duì)雞胚肌肉的抗氧化性能有影響，綠光可顯著提高抗氧化能力，紅光則會(huì)抑制抗氧化能力。單色光影響雞胚骨骼肌的抗氧化能力，可能與影響褪黑激素分泌有關(guān)，因?yàn)橛袌?bào)道認(rèn)為單色綠光能刺激雞胚松果體分泌褪黑激素，而紅光則降低雞胚血漿褪黑激素水平[21-22]。

有研究發(fā)現(xiàn)，組織細(xì)胞抗氧化功能的變化可影響細(xì)胞的增殖與分化，骨骼肌中GSH-Px含量提高可加快骨骼肌的生長(zhǎng)速度[25]。筆者實(shí)驗(yàn)室和前人的前期研究發(fā)現(xiàn)，單色光可影響雞胚骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞增殖、分化，促進(jìn)肌肉生長(zhǎng)。綠光處理下E17-E20的雞胚肌肉重量與肌纖維粗細(xì)優(yōu)于白光組、藍(lán)光組、紅光組與黑暗組[24, 26]。在孵化期給予綠光照射的肉雞在P1、P4、P7和P10日齡中肌肉衛(wèi)星細(xì)胞的增殖活性均優(yōu)于其他光色組[26]。本文的試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同單色光對(duì)雞胚骨骼肌抗氧化功能影響不同，綠光能顯著增強(qiáng)雞胚骨骼肌抗氧化功能，紅光則對(duì)雞胚骨骼肌抗氧化功能有抑制作用。這與肌肉衛(wèi)星細(xì)胞的變化趨勢(shì)一致。由此推論，在孵化期間給予不同單色光照射影響雞胚衛(wèi)星細(xì)胞增殖分化和肌肉生長(zhǎng)發(fā)育，可能與影響肌肉抗氧化功能有關(guān)。

4 結(jié) 論

孵化期間給予不同波長(zhǎng)單色光照射，經(jīng)對(duì)比，綠光可顯著增強(qiáng)雞胚發(fā)育后期骨骼肌中抗氧化酶(SOD、GSH-Px、CAT)的活性來(lái)提高抗氧化能力；而紅光則會(huì)減弱SOD、GSH-Px、CAT活性而降低抗氧化能力。