周洲,楊興,孔杰,趙飛
(貴州省水產(chǎn)研究所,貴州貴陽550025)
西伯利亞鱘成熟及過熟卵的營養(yǎng)成分
周洲,楊興,孔杰,趙飛
(貴州省水產(chǎn)研究所,貴州貴陽550025)
為探明鱘魚卵母細(xì)胞過熟的機(jī)制,采用氨基酸分析儀和氣相色譜-質(zhì)譜儀測定西伯利亞鱘魚成熟及過熟卵的氨基酸和脂肪酸含量,并比較其差異。結(jié)果表明:西伯利亞鱘成熟及過熟卵都含有18種氨基酸,其中,胱氨酸、丙氨酸、賴氨酸和纈氨酸含量成熟卵顯著(P<0.05)高于過熟卵,酪氨酸、蘇氨酸含量成熟卵顯著低于過熟卵,其他氨基酸含量無顯著差異;必需氨基酸總量成熟卵顯著高于過熟卵,半必需氨基酸、非必需氨基酸含量2種卵間無顯著差異。成熟卵中脂肪酸有13種,過熟卵中有12種(未檢測出多不飽和脂肪酸C20:4n-6);飽和脂肪酸C18:0、多不飽和脂肪酸C20:2n-6、C20:5n-3和C22:6n-3含量成熟卵均顯著低于過熟卵,其他脂肪酸含量2種卵間無顯著差異;多不飽和脂肪酸總量成熟卵顯著低于過熟卵,而飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸總量2種卵間無顯著差異?!苙-3PUFA含量和DHA/EPA比值成熟卵顯著低于過熟卵。
西伯利亞鱘;成熟卵;過熟卵;氨基酸;脂肪酸
魚卵中氨基酸和脂肪酸含量對胚胎發(fā)育、仔魚存活有重要作用[1-2],分析魚卵的營養(yǎng)成分有助于了解仔稚魚的營養(yǎng)需要[3]。鱘魚卵具有很高的營養(yǎng)價值,由鱘魚卵加工而成的魚子醬具有“黑色黃金”之稱。目前,對西伯利亞鱘魚卵的營養(yǎng)成分已有研究報(bào)道[4-5],但未見西伯利亞鱘魚成熟及過熟卵營養(yǎng)成分的比較分析。
貴州省水產(chǎn)研究所于2012年攻克了鱘魚人工繁育技術(shù)難題,獲得優(yōu)質(zhì)鱘魚卵是提高育苗率的關(guān)鍵。2015年貴州鱘魚養(yǎng)殖面積已超過8萬m2,苗種供應(yīng)不足已經(jīng)成為限制貴州鱘魚規(guī)模化養(yǎng)殖的瓶頸。西伯利亞鱘是貴州主要的人工養(yǎng)殖品種,對親魚進(jìn)行人工繁育過程中發(fā)現(xiàn),在同一批次人工繁育的親魚中,經(jīng)人工催產(chǎn)后取卵都會發(fā)現(xiàn)存在一定量的過熟卵,從而影響成熟卵的批量化供應(yīng)。卵母細(xì)胞過熟是指成熟卵細(xì)胞未及時受精,而使卵細(xì)胞質(zhì)量下降,逐漸失去受精能力的過程[6-7]。因魚類卵母細(xì)胞過熟會引起卵膜結(jié)構(gòu)變化[8-9]和遺傳物質(zhì)的表達(dá)變化,如引起與細(xì)胞分裂進(jìn)行和細(xì)胞結(jié)構(gòu)保持有關(guān)的RNA、蛋白質(zhì)含量改變[10-11]。故魚類卵子的生化組成可作為卵子質(zhì)量的評價標(biāo)準(zhǔn)[12-13]。為此,筆者于2015年3月對西伯利亞鱘成熟及過熟卵的營養(yǎng)成分進(jìn)行測定分析,并對營養(yǎng)價值進(jìn)行評價,以探明卵細(xì)胞內(nèi)氨基酸、脂肪酸的組成和含量與卵母細(xì)胞過熟的關(guān)系,為了解魚類卵母細(xì)胞過熟的機(jī)理提供生物學(xué)資料。
1.1 材料
西伯利亞鱘魚為貴州省水產(chǎn)研究所惠水試驗(yàn)基地人工培育的雌親魚,通過親魚繁育檔案(親魚體內(nèi)植入標(biāo)記芯片)和腹腔穿刺法選擇性腺發(fā)育成熟的雌親魚26尾。采用流水養(yǎng)殖技術(shù),親魚飼養(yǎng)于長方形培育池(長20m×寬6m×水深1.4m),水溫保持在16~22℃,水池水體交換量2~2.6次/h。投喂飼料選用鱘魚專用飼料,并添加30%的鮮魚肉,每天按魚體重的4%投喂。
針對生產(chǎn)中同一培育條件下不同親魚個體所產(chǎn)卵子的營養(yǎng)成分存在差異,為盡量避免個體差異對成熟及過熟卵營養(yǎng)成分造成影響,對同一培育條件下同一批次26尾西伯利亞鱘魚進(jìn)行人工取卵時,將每一尾親本所取的卵設(shè)為一組,其中18尾親魚所產(chǎn)的卵為成熟卵,卵粒呈橢圓形、不透明、顏色黑、卵黃豐富、卵植物極色素分布均勻,含有較大的脂肪滴,細(xì)胞質(zhì)大部分集中在動物極,并在動物極中央有明亮極斑。另外8尾親魚所產(chǎn)卵為過熟卵,無光澤、色灰暗、卵膜薄、吸水膨脹程度差。將獲得的每組卵經(jīng)篩網(wǎng)過濾后取100g,放置于液氮中保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2 指標(biāo)測定
氨基酸采用GB/T18246-2000規(guī)定的方法,用日立L-8900氨基酸分析儀進(jìn)行測定。脂肪酸采用GB/21514-2008規(guī)定的方法,用氣相-質(zhì)譜儀(GCMS-QP2010,日本島津公司)測定。
1.3 數(shù)據(jù)處理
采用軟件Excel 2003進(jìn)行整理,用統(tǒng)計(jì)軟件Spss 13.0進(jìn)行單因素方差分析和Duncan多重比較。結(jié)果用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤差(Mean±SE)表示。
2.1 氨基酸組成及含量
從表1可知,西伯利亞鱘發(fā)育成熟及過熟卵均含有18種氨基酸,其中,必需氨基酸8種、半必需氨基酸2種及非必需氨基酸8種。在必需氨基酸中,賴氨酸和纈氨酸含量成熟卵顯著高于過熟卵,蘇氨酸含量成熟卵顯著低于過熟卵,其他必需氨基酸含量2種卵間無顯著差異;必需氨基酸總量成熟卵顯著高于過熟卵。在半必需氨基酸中,精氨酸含量在2種卵中均較高,為組氨酸的2倍多,但2種半必需氨基酸在成熟及過熟卵間無顯著差異。在非必需氨基酸中,胱氨酸和丙氨酸的含量成熟卵顯著高于過熟卵,酪氨酸含量成熟卵顯著低于過熟卵,其他非必需氨基酸含量2種卵間無顯著差異;非必需氨基酸總量成熟卵高于過熟卵,但無顯著差異。
表1 西伯利亞鱘發(fā)育成熟及過熟卵的氨基酸組成與含量Table 1 Composition and contents of amino acids in maturational and overripe eggs of A.baerii%
2.2 脂肪酸組成及含量
從表2看出,西伯利亞鱘成熟及過熟卵中脂肪酸的組成和含量存在一定差異,其中,成熟卵含13種脂肪酸,過熟卵含12種脂肪酸。在飽和脂肪酸中,C16:0含量最高,除C18:0含量成熟卵顯著低于過熟卵外,其他3種飽和脂肪酸及總量在2種卵間無顯著差異。在單不飽和脂肪酸中,C18:1n-9含量最高,但3種單不飽和脂肪酸及總量在2種卵間無顯著差異。在多不飽和脂肪酸中,C22:6n-3、C18:2n-6含量均相對較高,C20:2n-6含量相對較低;C20:2n-6、C20:5n-3、C22:6n-3含量及多不飽和脂肪酸總量成熟卵均顯著低于過熟卵,C18:3n-3和C18:2n-6含量在2種卵間無顯著差異,在過熟卵中未檢測到C20:4n-6?!苙-3PUFA含量成熟卵顯著低于過熟卵,∑n-6PUFA含量間無顯著差異。DHA∶EPA比值成熟卵顯著高于過熟卵。
表2 西伯利亞鱘發(fā)育成熟及過熟卵的脂肪酸組成與含量Table 2 Composition and contents of fatty acids in maturational and overripe eggs of A.baerii%
3.1 西伯利亞鱘魚的氨基酸組成
測定結(jié)果表明,西伯利亞鱘魚成熟及過熟卵中均含有18種氨基酸,與劉曉勇等[4]對西伯利亞鱘檢測的氨基酸組成一致,但是含量存在差異。原因可能是貴州省水產(chǎn)研究所惠水養(yǎng)殖基地采用山區(qū)流水養(yǎng)殖鱘魚,并投喂鱘魚專用飼料(其中添加30%的鮮魚肉)所致。因?yàn)轸~卵內(nèi)營養(yǎng)成分的含量與親本生物學(xué)特性、飼料成分等密切關(guān)系。
西伯利亞鱘魚成熟卵的氨基酸總量顯著高于過熟卵,其中,成熟卵的必需氨基酸總量顯著高于過熟卵,半必需氨基酸和非必需氨基酸總量高于過熟卵但無顯著差異。與Lahnsteiner F等[14]對虹鱒魚卵的研究結(jié)果一致,也與成熟卵可以為卵細(xì)胞受精、胚胎發(fā)育等生理活動提供更多蛋白質(zhì)理論相符。西伯利亞鱘魚的賴氨酸、纈氨酸、酪氨酸、胱氨酸和丙氨酸含量成熟及過熟卵間差異顯著,這幾種氨基酸種類是否與西伯利亞鱘魚卵母細(xì)胞過熟有關(guān)聯(lián)有待進(jìn)一步研究。因?yàn)槁腰S蛋白質(zhì)量和數(shù)量組成的變化可以導(dǎo)致卵內(nèi)油球的改變,進(jìn)而影響卵母細(xì)胞的發(fā)育[15]。
3.2 西伯利亞鱘魚的脂肪酸組成
卵子的脂類為魚類胚胎發(fā)育提供重要的能量來源,同時也是構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分,尤其是花生四烯酸(AA)、二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)對魚類整個繁育過程起重要調(diào)節(jié)作用[16]。對歐亞鱸[17]、大西洋鱈[18]卵子的研究均表明,DHA可促進(jìn)胚胎發(fā)育和幼魚生長存活,同時EPA/AA的比例直接影響卵子質(zhì)量。測定結(jié)果表明,西伯利亞鱘魚飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸含量成熟及過熟卵間無顯著差異,多不飽和脂肪酸存在顯著差異,且AA、DHA及EPA在2種卵間均存在顯著差異。雖然過熟卵中DHA和EPA含量顯著高于成熟卵,但在西比利亞鱘魚過熟卵中未檢測出AA,原因可能是AA、DHA及EPA對于卵子的質(zhì)量或過熟存在協(xié)同機(jī)制,引起卵子質(zhì)量下降或過熟是2種或3種多不飽和脂肪酸共同作用的結(jié)果,對這些多不飽和脂肪酸,尤其是AA在西伯利亞鱘卵母細(xì)胞過熟中發(fā)揮的具體作用有待深入研究。
3.3 影響西伯利亞鱘魚卵細(xì)胞發(fā)育過熟的因素
魚類卵子發(fā)生、發(fā)育是極其復(fù)雜的動態(tài)生理過程,多種激素和細(xì)胞因子通過內(nèi)分泌、旁分泌和自分泌等多種途徑共同作用使其有序進(jìn)行[19]。有研究表明,激活芳香化酶P450mRNA表達(dá)可以促進(jìn)卵子中卵黃蛋白的合成,進(jìn)而促進(jìn)卵細(xì)胞的發(fā)育和成熟[16];大菱鲆卵巢液的低pH是引起卵子過熟的重要原因[20-21];卵子脂肪酸的組成對其繁殖力和胚胎的發(fā)育沒有顯著影響,利用脂肪酸組成評價卵子質(zhì)量存在種屬差異[22]。鑒于此,下一步將結(jié)合激素、卵細(xì)胞生化組成和油球等分析,多角度研究西伯利亞鱘魚卵母細(xì)胞過熟的機(jī)制。
[1]徐紹剛,田照輝,王躍智,等.硬頭鱒受精卵、發(fā)眼卵、卵黃囊仔魚和開口仔魚氨基酸及脂肪酸的變化[J].水生生物學(xué)報(bào),2011,35(6):1032-1038.
[2]Lautier J,Lagarrigue J G.Lopid metabolism of the crab Pachygrapsus marmoratus during vitellogenesis [J].Biochem Syst and Ecology,1998,16:203-212.
[3]常 青,梁萌青,陳四清,等.半滑舌鰨受精卵、卵黃囊仔魚和開口仔魚氨基酸及脂肪酸的變化[J].水生生物學(xué)報(bào),2007,31(6):767-773.
[4]劉曉勇,索 力,張 穎,等.三種養(yǎng)殖鱘魚卵營養(yǎng)成分的比較分析[J].淡水漁業(yè),2014,44(5):82-87.
[5]高露嬌,夏永濤,黃艷青,等.俄羅斯鱘魚卵和西伯利亞鱘魚卵的營養(yǎng)成分比較[J].海洋漁業(yè),2012,34 (1):57-63.
[6]雷霽霖.海水魚類養(yǎng)殖理論與技術(shù)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2005:43-86.
[7]王志堅(jiān),羅 虹,張耀光.食蚊魚卵子發(fā)生的組織學(xué)觀察[J].重慶師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2008,25(3):8-12.
[8]湯先念,苗 亮,李明云,等.香魚成熟卵母細(xì)胞過熟過程中卵膜結(jié)構(gòu)變化的掃描電鏡觀察[J].水生生物學(xué)報(bào),2013,37(6):1179-1185.
[9]劉 偉,陳 軍,潘偉志.懷頭鯰成熟卵膜表面掃描電鏡觀察[J].動物學(xué)報(bào),2005,51(5):940-946.
[10]Aegerter S,Jalabert B,Bobe J.Large scale real-time PCR analysis of Mrna abundance in rainbow trout eggs in relationship with egg quality and post-ovulatory ageing[J].Molecular Reproduction and Developmeng,2005,72(3):377-385.
[11]李明云,安 欽,苗 亮,等.香魚卵母細(xì)胞過熟過程中的油球、酶活、MDA及受精率、孵化率的變化[J].海洋與湖沼,2012,43(2):313-315.
[12]Lahnsteiner F,Urbanyi B,Horvath A,et al.Bio-markers for egg quality determination in cyprinid fishes [J].Aquaculture,2001,195:331-352.
[13]張 穎,孫大江,劉曉勇,等.史氏鱘、大雜交鱘和西伯利亞鱘卵及體腔液的生化組成比較[J].水產(chǎn)學(xué)雜志,2014,27(3):33-41.
[14]Lahnsteiner F.First results on a relation between ovarian fluid and egg protein of Salmo trutta and egg quality.Aquaculture Research,2007,38(2):131-139.
[15]Mansour N,Lahnsteiner F,Patzer R A.Distribution of lipid droplets in an indicator of egg quality in brown trout,Salmo trutta fario[J].Aquacuture,2007,273:744-747.
[16]Bobe J,Labbe C.Egg and spermquality in fish[J].Gen Comp Endocrinol,2010,165:535-548.
[17]Henrotte E,Mandiki R S N M,Prudencio A T,et al.Egg and larval quality,and egg fatty acid composition of Eurasian perch breeders(Perca fluviatilis)fed different dietary DHA/EPA/AA ratios[J].Aquac Res,2010,41:53-61.
[18]Penney R W,Lush P L,Wade J,et al.Comparative utility of egg blastomere morphology and lipid biochemistry for prediction of hatching success in Atlantic cod,Gadus morhua L[J].Aquac Res,2006,37:272-283.
[19]賈玉東,雷霽霖.硬骨魚類卵子質(zhì)量研究進(jìn)展[J].中國水產(chǎn)科學(xué),2012,19(3):545-555.
[20]Lahnsteiner F.Morphological,physiological and biochemical parameters characterizing the over-ripening of rainbow trout eggs[J].Fish Physiol Biochem,2000,23:107-118.
[21]Aegerter S,Jalabert B.Effect of post-ovulatory oocyte ageing and temperature on egg quality and on the occurrence of triploid fry in rainbow trout,Oncorhynchus mykiss[J].Aquaculture,2004,231:59-71.
[22]Mansour N,Lahnsteiner F,Mcniven M A,et al.Relationship bewteen fertility and fatty acid profile of sperm and eggs in Arctic char,Salvelinus alpinus [J].Aquacuture,2011,318:371-378.
(責(zé)任編輯:馮 衛(wèi))
Nutritive Components of Maturational Eggs and Overripe Eggs of Acipenser baerii
ZHOU Zhou,YANG Xing,KONG Jie,ZHAO Fei
(Guizhou Institute of Aquatic Product,Guiyang,Guizhou550025,China)
In order to explore the post-ovulatory ageing mechanism,the composition of amino acids and fatty acids of A.baerii were investigated with capillary gas chromatography and HPLC.Results:A total of 18amino acids were found in both maturational eggs and overripe eggs,four kinds of amino acids (Cys、Ala、Lys and Val)were significantly higher in maturational eggs(P<0.05),while two kinds(Tyr and Thr)were lower and others amino acids were no significant difference(P>0.05).The essential amino acids of maturational eggs were higher than that of overripe eggs(P<0.05),while there were no significant difference between them.There were 13kinds of fatty acids in maturational eggs,while 12in overripe eggs.C20:4n-6was not found in overripe eggs.The saturated fatty acids(SFA)in maturational eggs were significantly higher than that in overripe eggs(P<0.05),while no significant difference in mono-unsaturated fatty acids(MUFA)and poly unsaturated fatty acids(PUFA).The C18:0、C20:2n-6 and C22:6n-3of maturational eggs were significantly less than that of overripe eggs(P<0.05),and no significant difference was found in other fatty acids.The n3PUFA and DHA/EPA in maturational eggs were both significantly lower than that in overripe eggs(P<0.05).
Acipenser baerii;maturational eggs;overripe eggs;amino acids;fatty acids
S917.4;S965.215
A
1001-3601(2016)07-0305-0084-03
2016-04-25;2016-06-12修回
貴州省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目“鱘魚精子超低溫冷凍保存技術(shù)研究及應(yīng)用”[黔科合NY(2015)3003-2];貴州省特色水產(chǎn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目“省體系——疾病防控功能實(shí)驗(yàn)室”(GZCYTX2013-01101);貴州省科學(xué)技術(shù)基金項(xiàng)目“西伯利亞鱘氣單胞菌性疾病模型的構(gòu)建及藥代動力學(xué)研究”[黔科合J字(2013)2190];貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院專項(xiàng)“貴州山區(qū)鱘魚致病菌株的分離鑒定及藥敏特性研究”[黔農(nóng)科院院專項(xiàng)(2013)005]
周 洲(1985-),女,助理研究員,從事魚類繁殖生理研究。E-mail:zz1126277@163.com