孫述好,胡男,黃紫薇,潘雨佳,李應東
(1.丹東市漁業(yè)發(fā)展服務中心,遼寧丹東 118017;2.沈陽農業(yè)大學動物科學與醫(yī)學學院,遼寧沈陽 110866)
晝夜節(jié)律屬于生物節(jié)律的一種,也稱日節(jié)律,小到藍藻,大到人類,幾乎在所有生物體內被發(fā)現(xiàn),并調節(jié)睡眠、食物攝入、體溫、激素水平和許多其他生物過程[1]。晝夜節(jié)律對于控制生理和行為功能至關重要,使生物體能夠適應和預測環(huán)境中的時間變化[2]。
抗氧化酶活性是動物生理健康的重要指標,反映了動物抵抗外界環(huán)境的能力。在機體內,丙二醛(MDA)是常用的細胞膜脂過氧化指標,能造成各種酶和細胞膜結構的損傷[3]??寡趸烙到y(tǒng)中,超氧化物歧化酶(SOD)是體內清除自由基的首要物質,平衡體內氧化和抗氧化作用。此外,過氧化氫酶(CAT)和還原型谷胱甘肽(GSH)等多種酶被動員起來,以降低生物體對活性氧損傷作用的敏感性,它們共同作用于機體,使其免受自由基毒害。
大鱗副泥鰍(Paramisgurnusdabryanus)隸屬于鯉形目、鰍科、副泥鰍屬,為底棲小型魚類,是中國特種淡水養(yǎng)殖品種,具有環(huán)境適應性強、養(yǎng)殖周期短、營養(yǎng)豐富等特點[4]。大鱗副泥鰍的皮膚是主要的抗氧化和呼吸組織。因此,該試驗以大鱗副泥鰍為實驗對象,探究其皮膚抗氧化酶活性的晝夜節(jié)律,以期為生產實踐提供理論依據。
試驗所用大鱗副泥鰍購買于沈陽市渾南區(qū)泥鰍養(yǎng)殖池塘,運回沈陽農業(yè)大學水產養(yǎng)殖實驗室進行暫養(yǎng)??寡趸富钚栽噭┖匈徺I于南京建成生物工程研究所。
試驗開始前在養(yǎng)殖缸(300L)內加入高錳酸鉀消毒,排凈后加入100L水,曝氣24hrs。選取300尾(5g±0.3g)體質健康的大鱗副泥鰍,分別放入三個養(yǎng)殖桶中,每桶100尾,室內自然光照條件下暫養(yǎng)10d,水溫16±0.5℃。暫養(yǎng)期間8:00時和17:00時各投喂1次,投喂量為總質量的1%,投喂1h后換水25%。取樣前2d停止投喂。
在24hrs內每4hrs取樣一次(00: 00時,04: 00時,08: 00時,12: 00時,16: 00時和20: 00時),每次取樣每個養(yǎng)殖桶隨機取2尾,解剖后取皮膚組織,保存于-20℃冰箱待測。主要檢測皮膚組織中總抗氧化能力(T-AOC)、SOD、GST、GSH-Px、MDA和CAT。實驗嚴格按照試劑盒說明進行操作。
所有數據均采用SPSS26.0軟件進行單因素方差分析(One Way ANOVA),所有分析的顯著性水平設定為P<0.05,數據表示為平均值±標準誤差。所有圖像均在Microsoft Excel中以散點圖的形式生成。
結果顯示,大鱗副泥鰍的抗氧化酶活性呈現(xiàn)明顯的晝夜節(jié)律。其中T-SOD和GSH-Px在04: 00時出現(xiàn)峰值,顯著高于谷值(P<0.05)。GST和T-AOC在00: 00出現(xiàn)峰值,CAT在08: 00時出現(xiàn)峰值,顯著高于谷值(P<0.05)。同時,MDA的峰值出現(xiàn)在12: 00時,谷值出現(xiàn)在04: 00時,差異性顯著(P<0.05)。
注:每個時間點代表平均值±標準差(n=5)。白色和黑色條分別表示白天和黑夜。NOTE:Each time point represents mean ±S.E.M. (n=5). White and black bars indicate day and night.圖1 皮膚組織抗氧化酶活性的晝夜節(jié)律Figure 1. Circadian rhythm of antioxidant enzyme activity in skin
水生生物通過內部晝夜節(jié)律和外部環(huán)境周期的同步變化,調節(jié)內分泌和代謝水平,從而適應環(huán)境生存。皮膚作為大鱗副泥鰍防御體系的第一道屏障,在抗氧化防御體系中發(fā)揮著重要作用。在夜間,大鱗副泥鰍的各種抗氧化酶活性均有提高,說明其在夜晚具有更高的抗氧化能力。眾所周知,光照是產生晝夜節(jié)律的重要因素。有報道指出,光照與魚類的生長和生理狀態(tài)密切相關,如增重率、生長率和抗氧化狀態(tài)[5-6],這與該試驗結果一致。此外,MDA在機體內的含量過高會產生中毒反應,甚至死亡。該試驗中,皮膚MDA含量在光照后迅速升高,12:00時出現(xiàn)峰值。據此推測,這與物種的生活習性相關。大鱗副泥鰍生活在水體的底層,夜間是其活動的高峰期,而長時間暴露在明亮環(huán)境中會造成不必要的生理壓力,從而導致抗氧化酶活性降低。相類似的結果也在牛蛙和小龍蝦研究中有過報道[7-8]。
該研究證實了大鱗副泥鰍皮膚組織的抗氧化酶活存在明顯晝夜節(jié)律變化,相比之下,夜間抗氧化能力顯著高于白天。后續(xù)研究會對大鱗副泥鰍皮膚抗氧化酶的周年節(jié)律變化進行測定,進一步闡釋其節(jié)律變化情況。綜上所述,該研究結果豐富了大鱗副泥鰍的基礎生理學數據,也對未來的養(yǎng)殖生產實踐提供理論依據。