溫度對大菱鲆幼魚生長及免疫相關酶活性的影響

李文龍，梁興明，梁萌青，張?zhí)鞎r，孫德強

( 1.中國水產科學研究院 黃海水產研究所，農業(yè)部海水鲆鰈魚類遺傳育種中心,山東 青島 266071；2.山東省海陽市黃海水產有限公司，山東 海陽 265100 )

溫度對大菱鲆幼魚生長及免疫相關酶活性的影響

李文龍1，梁興明1，梁萌青1，張?zhí)鞎r1，孫德強2

( 1.中國水產科學研究院 黃海水產研究所，農業(yè)部海水鲆鰈魚類遺傳育種中心,山東 青島 266071；2.山東省海陽市黃海水產有限公司，山東 海陽 265100 )

將體質量(31.13±1.67) g的大菱鲆幼魚飼養(yǎng)在容積100 L的水桶中，每個水桶40尾，采用OKE-6710HF微電腦溫控儀控制溫度為15、18、21、24 ℃和27 ℃，在第0、15、30、45、60 d進行采樣分析血清中免疫相關酶活性及幼魚全長、體質量及存活率。結果顯示，在15～27 ℃條件下，大菱鲆幼魚生長速度隨溫度升高先升后降；水溫為18 ℃時，幼魚存活率為100%，生長速度最快，為最佳生長水溫。大菱鲆幼魚血清中酸性磷酸酶和堿性磷酸酶活力，隨溫度及飼養(yǎng)時間的變化而呈波動性，但沒有表現(xiàn)出顯著的規(guī)律性；大菱鲆幼魚血清中超氧化物歧化酶的活力隨溫度的升高先升后降；剛達到設定溫度(即第0 d)時，各溫度組之間溶菌酶活力并無顯著差異(P>0.05)，隨著飼養(yǎng)時間的加長及溫度的升高，溶菌酶活力不斷升高，表明溫度對大菱鲆幼魚生長及存活率具有顯著的影響。

大菱鲆幼魚；溫度；生長；酶活性

大菱鲆(Scophthalmusmaximus)原產于歐洲，自然分布于東北大西洋的北海、波羅的海和地中海等海域。大菱鲆生長速度快、肉味鮮美，營養(yǎng)價值高，是世界性養(yǎng)殖鲆鰈魚類[1]。1992 年引進我國，創(chuàng)建了“溫室大棚+深井海水”工廠化養(yǎng)殖模式[2]，近5年累計創(chuàng)產值逾70億元，引領和推動了我國第4次海水養(yǎng)殖產業(yè)化浪潮[3]。

大菱鲆為冷溫性魚類，對溫度等環(huán)境指標要求較嚴，適宜生長水溫12～19 ℃[4]，在中國北方夏季，主要通過抽提深井海水來降低大菱鲆養(yǎng)殖水溫，但過度抽提深井海水，使地下水位嚴重下降，給環(huán)境帶來極大的壓力[2]。因此，選育大菱鲆耐高溫品種十分必要。Burel等[5]報道，35～140 g法國大菱鲆的最適生長水溫為16～20 ℃；20～75 g挪威大菱鲆的最適生長水溫為16～19 ℃[6]。Imsland等[7]指出，大菱鲆幼魚階段短時間的高溫飼養(yǎng)可能會長期影響大菱鲆的生長。高淳仁等[8]研究了不同溫度下大菱鲆幼魚的生長、成活率和體內蛋白酶活性；馬愛軍等[9]測定了大菱鲆兩代家系耐溫性能，并分析了各家系的耐溫性優(yōu)勢比；曹寶祥等[10]分析了40個大菱鲆家系生長與耐熱性狀的相關情況；劉寶鎖等[11]估計了大菱鲆耐高溫性狀的遺傳參數(shù)。這些研究為大菱鲆耐溫性狀的選育工作提供了理論基礎。但目前關于溫度對大菱鲆幼魚血清中免疫相關酶活性影響的研究鮮有報道。本文研究了不同溫度梯度對大菱鲆幼魚生長、存活率以及血清中免疫相關酶活性的影響，以期為大菱鲆的健康養(yǎng)殖及耐高溫品種選育提供數(shù)據支持。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用大菱鲆幼魚600尾，購自山東省海陽市黃海水產有限公司，平均全長(12.26±0.19) cm、平均體質量(31.13±1.67) g，自同批孵化、同池養(yǎng)殖的魚群中挑選，生長指標相近；暫養(yǎng)10 d，暫養(yǎng)水溫為(18±0.5) ℃，鹽度為28～30，pH為7～8，溶解氧為7～7.8 mg/L，每日8:30和16:30飽食投喂配合飼料，投餌后30 min換水50%。

1.2 試驗設計

本研究共設置5個溫度梯度：15、18、21、24 ℃和27 ℃，每個梯度3個重復。試驗用容量為100 L的水桶，每個水桶40尾。溫度控制采用OKE-6710HF微電腦溫控儀，采用緩慢升降溫法，每12 h升高或降低1 ℃，從暫養(yǎng)水溫(18±0.5) ℃直至試驗設定溫度。

試驗持續(xù)60 d，每日觀察大菱鲆幼魚攝食情況，并及時撈出死亡個體。試驗第0、15、30、45、60 d，隨機從養(yǎng)殖水桶中取出3尾大菱鲆幼魚采樣，并測量全長、體質量。

1.3 樣品采集與分析

用1 mL無菌注射器自大菱鲆幼魚尾靜脈取血，不加抗凝劑。血液置于1.5 mL離心管中，4 ℃靜置4 h后，12 000 r/min離心10 min，取上清液分裝、凍存于液氮中待用。采用南京建成生物工程研究所試劑盒測定酶活性。測定的免疫指標包括酸性磷酸酶、堿性磷酸酶、超氧化物歧化酶和溶菌酶。

1.4 數(shù)據處理分析

試驗數(shù)據用平均值±標準差表示，利用SPSS 18.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據處理和分析，進行單因素方差分析，利用最小顯著差數(shù)法進行多重比較。顯著水平為α=0.05。

2 結果與分析

2.1 溫度對大菱鲆幼魚生長和存活率的影響

大菱鲆幼魚在15～27 ℃飼養(yǎng)60 d全長和體質量的增長情況見圖1、圖2。由圖1和圖2可知，在15～27 ℃條件下，大菱鲆幼魚的生長速度隨溫度升高先升后降，水溫18 ℃時，幼魚生長速度最快；水溫達到24 ℃時，幼魚生長速度明顯低于15、18 ℃和21 ℃，而當水溫達到27 ℃時，幼魚已基本不生長；試驗前30 d，15、18 ℃和21 ℃試驗組幼魚生長速度無明顯差別，45 d后，21 ℃組幼魚生長速度明顯放緩。

圖1 不同溫度條件下大菱鲆幼魚全長的增長

圖2 不同溫度條件下大菱鲆幼魚體質量的增長

15 ℃和18 ℃組大菱鲆幼魚飼養(yǎng)60 d后存活率均為100%；21 ℃和24 ℃組在飼養(yǎng)30 d后，大菱鲆幼魚存活率開始下降，其中24 ℃組45 d時存活率為0；而當水溫達到27 ℃時，大菱鲆幼魚從第6 d就開始出現(xiàn)死亡個體，30 d時已無存活幼魚(圖3)。

圖3 不同溫度條件下大菱鲆幼魚的存活率

2.2 溫度對大菱鲆幼魚血清中酸性磷酸酶和堿性磷酸酶活性的影響

在不同溫度條件下，大菱鲆幼魚血清中酸性磷酸酶和堿性磷酸酶活力的較大值大多集中在飼養(yǎng)第15 d時，其中，18 ℃組魚的酸性磷酸酶活力值最大，與27 ℃組差異不顯著(P>0.05)，而與其他3組存在顯著差異(P<0.05)，27 ℃組魚的堿性磷酸酶活力值最大，與其他各溫度組差異顯著(P<0.05)，15 ℃組大菱鲆幼魚血清中酸性磷酸酶和堿性磷酸酶活力隨飼養(yǎng)時間的增加變化較為平緩(表1，表2)。

2.3 溫度對大菱鲆幼魚血清中超氧化物歧化酶活性的影響

大菱鲆幼魚血清中超氧化物歧化酶活力整體變化趨勢為：隨溫度的升高先升后降；隨飼養(yǎng)時間加長，15 ℃和18 ℃組超氧化物歧化酶活力變化不顯著(P>0.05)，而高溫度組(21、24 ℃和27 ℃)整體呈降低趨勢(表3)。超氧化物歧化酶活力最高組出現(xiàn)在水溫21 ℃、0 d時，即水溫剛達到設定溫度21 ℃時，而后又趨向于平穩(wěn)。24 ℃和27 ℃組超氧化物歧化酶活力在0 d和15 d均低于21 ℃組。

2.4 溫度對大菱鲆幼魚血清中溶菌酶活力的影響

剛達到設定溫度(即第0 d)時，各溫度組大菱鲆幼魚血清中溶菌酶活力無顯著差異(P>0.05)；隨著飼養(yǎng)時間的加長，以及溫度的增加，溶菌酶活力不斷升高(表4)。

表1 不同溫度條件下大菱鲆幼魚血清中的酸性磷酸酶活力 U/L

注：同列中不同小寫字母表示同一溫度下不同時間差異顯著(P<0.05)；同行中不同大寫字母表示同一時間不同溫度差異顯著(P<0.05)，下同.

表2 不同溫度條件下大菱鲆幼魚血清中的堿性磷酸酶活力 U/L

表3 不同溫度條件下大菱鲆幼魚血清中的超氧化物歧化酶活力 U/L

表4 不同溫度條件下大菱鲆幼魚血清中的溶菌酶活力 U/L

3 討 論

3.1 溫度對大菱鲆幼魚生長和存活率的影響

魚類是變溫動物，各種生理機能包括免疫機能，受水溫的影響極大。作為影響魚類生長的主導環(huán)境因素之一，水溫直接影響著魚體生化、生理和行為[12]，高溫會使魚體產生應激反應以適應外界環(huán)境的改變，但若長期處于應激狀態(tài)，將會導致魚體免疫防御能力和抗病力下降，死亡率升高[13-14]。大菱鲆是一種冷溫性魚類，溫度尤其是高溫對其影響至關重要。本研究結果表明，15～27 ℃條件下，大菱鲆幼魚生長速度隨溫度升高而先升后降，該結果與高淳仁等[8，15]的研究結果相似。其中，水溫為18 ℃時，大菱鲆幼魚生長速度最快，存活率為100%，是最佳生長水溫；水溫達到27 ℃時，大菱鲆幼魚已基本不攝食，從第6 d開始出現(xiàn)死亡個體，30 d時已無幼魚存活，表明此溫度已經超出了大菱鲆幼魚可以耐受的溫度范圍；試驗前30 d，15、18 ℃和21 ℃三組幼魚生長速度及存活率均無明顯差別，超過45 d后，21 ℃組幼魚生長速度明顯放緩，死亡率也明顯提高，說明大菱鲆幼魚可以耐受21 ℃的水溫，但時間不易過長。

3.2 溫度對大菱鲆幼魚血清中酸性磷酸酶和堿性磷酸酶活性的影響

外界環(huán)境溫度不僅影響魚類的生長，而且對其免疫功能也有著至關重要的影響[16]。有關溫度對不同魚類體內系統(tǒng)免疫、生理代謝等方面影響的研究很多[17-19]。Huang等[20]研究表明,水溫低于25 ℃時，大菱鲆酸性磷酸酶活力隨著溫度增加而升高，之后逐漸降低。本研究結果表明，15 ℃組大菱鲆幼魚血清中酸性磷酸酶和堿性磷酸酶活力隨著飼養(yǎng)時間的增加變化較為平緩，酸性磷酸酶和堿性磷酸酶活力的較大值大多集中在飼養(yǎng)第15 d時。雖然大菱鲆幼魚血清中酸性磷酸酶和堿性磷酸酶活力隨著溫度及飼養(yǎng)時間的變化有一定的波動性，但是整體而言，兩種酶活力均未表現(xiàn)出顯著的規(guī)律性，推測酸性磷酸酶和堿性磷酸酶并非是大菱鲆幼魚高溫脅迫過程中的敏感指標。

3.3 溫度對大菱鲆幼魚血清中超氧化物歧化酶活性的影響

環(huán)境溫度的升高可以導致機體耗氧量的增加，促進產生氧自由基[21]，升高抗氧化酶活性，長期在此狀態(tài)下，將導致魚體免疫防御能力和抗病力下降，超氧化物歧化酶具有消除機體氧自由基的功能，對增強吞噬細胞防御能力和機體免疫功能有重要作用[22]。王偉等[23]研究表明，急性溫度脅迫顯著影響太平洋鱈(Gadusmacrocephalus)仔稚魚總超氧化物歧化酶活性。劉松巖[24]的研究表明，中華鱘(Acipensersinensis)血清中超氧化物歧化酶活力與水溫具有顯著的相關性。在短期內(1～4 h)印度囊鰓鲇(Heteropneustesfossilis)超氧化物歧化酶活力隨溫度升高而升高，在32～37 ℃時，超氧化物歧化酶活力增加更為顯著[25]。軍曹魚(Rachycentroncanadum)幼魚的超氧化物歧化酶活力也隨溫度的升高(26～32 ℃)而升高[26]。本研究中，大菱鲆幼魚血清中超氧化物歧化酶活力隨溫度的升高先升后降，這一研究結果與Huang等[20]研究結果一致，說明大菱鲆幼魚隨溫度的升高有一定的應激反應，為了維持體內氧自由基的平衡，超氧化物歧化酶活力隨之增加；超氧化物歧化酶活力最高組出現(xiàn)在水溫21 ℃、0 d時，即水溫剛達到設定溫度21 ℃時，說明在此溫度點大菱鲆幼魚發(fā)生了應激性生理生化反應，而后又趨向于平穩(wěn)；而24 ℃和27 ℃組超氧化物歧化酶活力在0 d和15 d均低于21 ℃組，其原因可能是對超氧化物歧化酶本身活性的影響。

3.4 溫度對大菱鲆幼魚血清中溶菌酶活力的影響

溶菌酶作為魚類的非特異性免疫物質之一，在機體的炎癥過程、修復再生等調節(jié)中，發(fā)揮重要作用[27]。彭婷等[28]對尼羅羅非魚(Oreochromisniloticus)的研究表明，溫度由20 ℃降至10 ℃，尼羅羅非魚的溶菌酶活性隨溫度的下降而降低。Huang等[20]研究結果表明，高溫脅迫48 h后，大菱鲆體表黏液中的溶菌酶活力隨著溫度的增加而不斷升高。Langston等[17]也曾報道，溫度在生理極限范圍內升高時，溶菌酶的活力增加。本研究結果為，剛達到設定溫度(即第0 d)時，溶菌酶活力并無顯著差異，隨著飼養(yǎng)時間的延長，以及溫度的升高，溶菌酶活力不斷升高，與Huang等[20]有所不同，其原因可能是由于Huang等[20]研究的溶菌酶取自大菱鲆體表黏液，對外界環(huán)境的變化更為敏感。

4 結 論

本研究結果表明，大菱鲆幼魚的生長速度隨溫度升高先升后降，存活率則隨溫度升高而降低；大菱鲆幼魚最佳生長水溫約為18 ℃，并可耐受21 ℃的水溫，但時間不易太長。不同溫度條件下，大菱鲆幼魚血清中酸性磷酸酶、堿性磷酸酶、超氧化物歧化酶和溶菌酶等免疫酶活性不同，表明高溫脅迫導致大菱鲆幼魚體內自由基代謝紊亂，降低免疫力。因此，大菱鲆的養(yǎng)殖生產中，應盡量避免養(yǎng)殖水體高溫。本研究結果可為大菱鲆的健康養(yǎng)殖及耐高溫品種選育工作提供數(shù)據支持。

[1] 楊正勇，王春曉.全球視野下中國鲆鰈類養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展[J].中國漁業(yè)經濟, 2009,27(6):115-121.

[2] 雷霽霖，門強，王印庚，等.大菱鲆“溫室大棚+深井海水”工廠化養(yǎng)殖模式[J]. 海洋水產研究，2002,23(4):1-7.

[3] 雷霽霖，劉新富，關長濤.中國大菱鲆養(yǎng)殖20年成就和展望——慶祝大菱鲆引進中國20周年[J].漁業(yè)科學進展, 2012,33(4):123-130.

[4] 雷霽霖.海水魚類養(yǎng)殖理論與技術[M]. 北京:中國農業(yè)出版社,2005.

[5] Burel C, Person-Le Ruyet J, Gaumet F, et al.Effects of temperature on growth and metabolism in juvenile turbot[J]. Journal of Fish Biology, 1996,49(4):678-692.

[6] Imsland A K, Sunde I M, Folkvord A, et al. The interaction between temperature and size on growth of juvenile turbot (ScophthalmusmaximusRafinesque)[J]. Journal of Fish Biology, 1996, 49(5):926-940.

[7] Imsland A K, Gunnarsson S, Asgeirsson A, et al.Commercial-scale validation of temperature-step rearing on growth physiology in turbot,Scophthalmusmaximus[J]. Journal of the World Aquaculture Society, 2008, 39(5):684-691.

[8] 高淳仁，王印庚，馬愛軍，等.溫度對大菱鲆幼魚生長、成活率和體內蛋白酶活性的影響[J]. 海洋水產研究, 2006, 27(6):33-36.

[9] 馬愛軍，黃智慧，王新安，等.大菱鲆(Scophthalmusmaximus)耐高溫品系選育及耐溫性能評估[J]. 海洋與湖沼, 2012,43(4):797-804.

[10] 曹寶祥，張?zhí)鞎r，劉寶鎖，等.大菱鲆家系生長和耐熱性狀對比分析[J].中國水產科學, 2012,19(6):1001-1007.

[11] 劉寶鎖，張?zhí)鞎r，孔杰，等.大菱鲆生長和耐高溫性狀的遺傳參數(shù)估計[J].水產學報, 2011,35(11): 1601-1606.

[12] Beitinger T L, Bennett W A, McCauley R W. Temperature tolerances of North American freshwater fishes exposed to dynamic changes in temperature[J]. Environ Biol Fishes, 2000, 58(3):237-275.

[13] Dominguez M,Takemura A,Tsuchiya M, et al. Impact of different environmental factors on the circulating immunoglobulin levels in the Nile tilapia,Oreochromisniloticus[J]. Aquaculture, 2004,241(1/4):491-500.

[14] Martinez-Alvarez R M, Morales A E,Sanz A. Antioxidant defenses in fish: biotic and abiotic factors[J]. Reviews in Fish Biology and Fisheries, 2005,15(1):75-88.

[15] 李勇，孫國祥，柳陽，等.溫度對高密度循環(huán)海水養(yǎng)殖大菱鲆攝食、生長及消化酶的影響[J].漁業(yè)科學進展, 2011,32(6):17-24.

[16] Bly J E, Clem W. Temperature and teleost immune functions[J]. Fish & Shellfish Immunology, 1992,2(3):159-171.

[17] Langston A L, Hoare R, Stefansson M.The effect of temperature on non-specific defence parameters of three strains of juvenile Atlantic halibut (HippoglossushippoglossusL.) [J]. Fish & Shellfish Immunology, 2002, 12(1):61-76.

[18] Tort L, Trtllant J, Liarte C, et al. Effects of temperature decrease on feeding rates, immune indicators and histopathological changes of gilthead seabreamSparusauratafed with an experimental diet[J]. Aquaculture, 2004,229(1/4):55-65.

[19] Kumari J, Sahoo P K, Swain T, et al. Seasonal variation in the innate immune parameters of the Asian catfishClariasbatrachus[J]. Aquaculture, 2006,252(2):121-127.

[20] Huang Z H, Ma A J, Wang X A. The immune response of turbot,Scophthalmusmaximus(L.), skin to high water temperature[J]. Journal of Fish Diseases, 2011,34(8):619-627.

[21] Lushchak V I, Bagnyukova T V. Temperature increase results in oxidative stress in goldfish tissues: 1. indices of oxidative stress[J]. Comp Biochem Physiol, 2006,143(1):30-35.

[22] 黃智慧.高溫逆境下大菱鲆體表生理生化特性研究[D].青島：中國海洋大學, 2010.

[23] 王偉，姜志強，孟凡平，等.急性溫度脅迫對太平洋鱈仔稚魚成活率、生理生化指標的影響[J]. 水產科學, 2012, 31(8):463-466.

[24] 劉松巖.環(huán)境脅迫對中華鱘體內自由基水平和抗氧化酶活力的影響[D]. 武漢：華中農業(yè)大學, 2006.

[25] Parihar M S, Javeri T, Hemnani T, et al. Responses of superoxide dismutase, glutathione peroxidase and reduced glutathione antioxidant defense in gills of the freshwater catfish(Heteropneustesfossilis) to short term elevated temperature[J]. J Therm Biol, 1997, 22(2):151-156.

[26] 楊健，陳剛，黃建盛，等.溫度和鹽度對軍曹魚幼魚生長與抗氧化酶活性的影響[J]. 廣東海洋大學學報, 2007,27(4):25-29.

[27] 王世若，王興龍，韓文瑜.現(xiàn)代動物免疫學[M].長春：吉林科學技術出版社, 1996.

[28] 彭婷，胡庭俊，林勇，等. 低溫脅迫對羅非魚血液生化、免疫及抗氧化指標的影響[J]. 水產科學, 2012, 31(5):259-263.

EffectsofTemperatureonGrowthandEnzymeActivityRelatedtoImmunityinJuvenileTurbotScophthalmusmaximus

LI Wenlong1, LIANG Xingming1, LIANG Mengqing1, ZHANG Tianshi1, SUN Deqiang2

( 1. Marine Flatfish Genetic Breeding Center, Yellow Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Qingdao 266071, China;2. Huanghai Aquaculture Ltd.,Haiyang 265100, China )

The effects of temperature on growth, survival and enzyme activities related to immunity in serum of juvenile turbot (Scophthalmusmaximus) were studied in order to provide the basis for the temperature choice and health breeding of turbot. The total length, body weight, survival and enzyme activities related to immunity were determined in juvenile turbot cultured at water temperature of 15 ℃, 18 ℃, 21 ℃, 24 ℃ and 27 ℃ regulated by a device OKE-6710HF in 0, 15, 30, 45 d and 60 d during the experiment. The results showed that juvenile turbot had best growth and 100% of survival rate at 18 ℃ in 60 days. The growth rate was increased first and then decreased with the rising of the temperature within water temperature of 15—27 ℃. There were no regular changes in acid phosphatase (ACP) and alkaline phosphatase (AKP) activities with increase in the culture temperature and elapse of rearing period. The superoxide dismutase (SOD) activities in serum of juvenile turbot were found to be increased at first and then decreased with the rising of temperature. No significant difference in lysozyme (LSZ) activities was observed (P>0.05) among the groups, with rapid increase with the rising culture temperature and elapse of rearing period. The findings indicate that water temperature has significant effect on growth and survival rate of juvenile turbot, with the optimal growth temperature of some 18 ℃.

juvenile turbot; temperature; growth; enzymatic activity

10.16378/j.cnki.1003-1111.2017.03.009

S965.399

A

1003-1111(2017)03-0311-06

2016-04-24；

2016-07-11.

中國水產科學研究院黃海水產研究所基本科研業(yè)務費專項資金資助項目(20603022013034).

李文龍(1987-)，男，助理研究員；研究方向：魚類遺傳育種.E-mail:liwl@ysfri.ac.cn.通訊作者： 梁興明(1961-)，男，研究員；研究方向：魚類遺傳育種. E-mail:liangxm@ysfri.ac.cn.