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饥饿胁迫对饲喂槐属植物黄酮的罗非鱼肝胰脏抗氧化能力的影响



全 文 :农学学报
JOURNAL OF AGRICULTURE
0 引言
槐属植物黄酮(Sophora flavonoids,SF)是黄酮类
提取物中抗氧化活性最强的物质之一,主要成分为黄
酮醇类——槲皮素和芦丁[1],具有多种生物活性,如抗
基金项目:福建省教育厅科技项目“壳聚糖吸附罗非鱼饲料中重金属镉的研究”(JA10190);集美大学优秀青年骨干教师基金(2008C002)。
第一作者简介:刘淑兰,女,1985年出生,山东临沂人,在读硕士,研究方向:鱼类营养与饲料。通信地址:361021福建省厦门市集美区印斗路43号集
美大学水产学院,E-mail:liujj2007101@126.com。
通讯作者:翟少伟,男,1973年出生,河北晋州人,副教授,博士,研究方向:动物营养与饲料。通信地址:361021福建省厦门市集美区印斗路43号集
美大学水产学院,E-mail:shaoweizhai@163.com。
收稿日期:2011-06-28,修回日期:2011-07-11。
饥饿胁迫对饲喂槐属植物黄酮的罗非鱼肝胰脏
抗氧化能力的影响
刘淑兰,翟少伟,贾景涛
(福建省集美大学水产学院,福建厦门 361021)
摘 要:为了研究饥饿胁迫对饲喂槐属植物黄酮的罗非鱼肝胰脏抗氧化能力的影响,将400尾罗非鱼(平
均体重为(11.52±2.85) g/尾)随机分为5个处理,每个处理4个重复。试验饲料SF添加量分别为0、200、
400、800、1600 mg/kg,试验鱼正常饲喂7周后饥饿胁迫15天,测定饥饿胁迫第1天、第8天和第15天罗
非鱼肝胰脏的丙二醛(MDA)含量、总抗氧化能力(T-AOC)以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶
(CAT)活性。结果表明:饲料中添加200~1600 mg/kg的SF可显著降低饥饿胁迫试验期末罗非鱼肝胰脏
MDA含量和CAT活性(P<0.01),显著提高应激时T-AOC水平(P<0.01)和SOD活性(P<0.05);随SF
添加水平的升高,罗非鱼肝胰脏抗氧化能力升高,1600 mg/kg SF添加组最佳。表明,SF可提高饥饿胁
迫状态下罗非鱼肝胰脏的抗氧化能力。
关键词:槐属植物黄酮;饥饿胁迫;抗氧化能力;罗非鱼
中图分类号:S963.73+9 文献标志码:A 论文编号:2011-0497
Effects of Starvation Stress on Antioxidant Parameters of Tilapia (Oreochromis spp.)
Fed with Sophora Flavonoids
Liu Shulan, Zhai Shaowei, Jia Jingtao
(Fisheries College of Jimei University, Xiamen 361021, Fujian, China)
Abstract: In order to study the effects of starvation stress on the antioxidant ability of tilapia fed with Sophora
flavonoids (SF), four hundred fishes were divided into 5 groups with 4 replicates in each group. Tilapia with an
average liveweight of (11.52±2.85) g, were exposed to dietary SF at concentrations of 0, 200, 400, 800 and
1600 mg/kg for 7 weeks, then were starved for 1, 8 and 15 d to determine the content of malonaldehyde (MDA),
the total antioxidant capacity (T-AOC), and the activities of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT)
of the tilapia’s hepatopancreas. The determination results showed that the dietary SF ranging from 200 to
1600 mg/kg significantly decreased the content of MDA and the activity of CAT (P<0.01), and significantly
increased the level of T-AOC (P<0.01) and the activity of SOD (P<0.05). The antioxidant ability of tilapia
increased with the level of dietary SF, and the highest antioxidant ability was recorded at 1600 mg SF/kg.
These results indicated that the ability of oxidation resistance of tilapia under starvation stress could be
enhanced by adding the SF to the tilapia feed..
Key words: Sophora Flavonoids; Starvation Stress; Antioxidant Parameter; Tilapia
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www.caaj.org刘淑兰等:饥饿胁迫对饲喂槐属植物黄酮的罗非鱼肝胰脏抗氧化能力的影响
氧化、抗菌消炎、抗癌防癌、抗病毒、调节脂肪代谢、
防止骨质疏松、保护心血管等[2]。抗氧化活性是其发
挥其他生理作用的基础,也是黄酮类化合物最重要
的生理功能 [3-4]。研究表明,槲皮素能够缓解链脲霉
素诱导的糖尿病大鼠和D-半乳糖诱导的高血糖大
鼠的氧化应激,提高其抗氧化能力[5-7]。Park等[8]对鱼
类的研究也表明,槲皮素缓解了水环境镉致褐牙鲆
的应激反应。目前,槐属植物黄酮类提取物作为天
然无毒的抗氧化物质,主要在医药及食品生产中广
泛应用,其在动物养殖中的研究还鲜见报道。因此,
笔者以罗非鱼为试验动物,研究饲喂槐属植物黄酮
后,饥饿胁迫对罗非鱼肝胰脏抗氧化能力的影响,以
期为槐属植物黄酮在水产养殖中的应用提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 试验动物 试验用罗非鱼为全雄吉富罗非鱼,
购于厦门市杏林诚毅水产公司,平均体重为
(11.52±2.85)g/尾,平均体长为(7.04±0.35)cm/尾。
1.1.2 试验饲料 槐属植物黄酮(SF)购于南京泽朗医
药科技有限公司,主要成分为槲皮素及其甙类,淡黄
绿色粉末。根据罗非鱼的营养需要 [9]设计基础饲料
配方如下:国产鱼粉 5%,豆粕 15%,菜籽粕 20%,棉
籽粕 20%,高筋面粉 15%,米糠 20%,豆油 1%,磷酸
二氢钙 1%,矿物质预混料 0.6%,维生素预混料
0.2%,胆碱 0.2%。基础饲料营养量:粗蛋白 33.4%,
粗脂肪 5.7%,粗灰分 12.0%,钙 0.73%(计算值),磷
1.20%(计算值),消化能(计算值)11.8 MJ/kg。以基
础饲料作为对照组,在基础饲料中分别添加 200、
400、800、1600 mg/kg的SF作为试验组饲料。饲料原
料粉碎过 40目筛,原料混合均匀,挤压成直径 3 mm
的颗粒,置-20℃冰箱保存备用。
1.2 饲养管理
试验在室内循环流水过滤水族箱(68 cm×
48 cm×42 cm,水容量约 100 L)中进行,试验鱼暂养 4
周,期间投喂对照组饲料,水源为曝气自来水。试验
期间水温为 22~28℃,溶解氧为 5~8 mg/L,pH6.8~
7.5,铵氮含量为 0.54~0.61 mg/L。每日投喂 3 次
(8:00、13:00和 18:00),日投喂量为鱼体重的 3%~
6%。每天定时吸污、换水,换水量为 80%。
1.3 试验设计
试验分为 5个处理(基础饲料为对照、在基础饲
料中分别添加 200、400、800、1600 mg/kg的 SF作为
试验组饲料),每个处理 4个重复,每个重复 20尾。
试验鱼正常饲喂 7周后停止投喂,饥饿胁迫 15天。
1.3.1 样品采集和测定指标 养殖试验结束后,分别
在饥饿胁迫的第 1、8、15天进行采样。每缸随即选
取 3尾规格一致的试验鱼,丁香酚麻醉后解剖取肝
胰脏,液氮速冻,-80℃冻存。将保存于-80℃的组织
样品在冰上解冻,取组织块约 1 g在冰冷的生理盐水
中漂洗,除去血液,滤纸拭干,称重,放入匀浆玻璃管
中,按比例(1 g样品/10 mL生理盐水)加入 0.68%冰
冻生理盐水,用玻璃匀浆机匀浆(1.1×104 r/min,每次
30 s,2次)。将制备好的10%组织匀浆在4℃下3000 r/min
离心 10 min,取上清液,-80℃保存,用于抗氧化指标
的测定。
分别采用 FRAP法、TBA法、羟胺法和钼酸铵法
测定罗非鱼肝胰脏丙二醛(MAD)含量、总抗氧化能
力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶
(CAT),所有指标采用南京建成生物公司提供的检
测试剂盒,相应操作参照说明书进行。
1.3.2 统计分析 所有数据采用Excel软件进行整理,
SPSS13.0软件进行单因素方差分析,用 Duncans法
作多重比较,结果用平均值±标准差(Mean±SD)表
示,P<0.05表示均数间差异显著,P<0.01表示均数
间差异极显著。
2 结果与分析
2.1 饥饿胁迫对饲喂槐属植物黄酮的罗非鱼肝胰脏
MDA含量的影响
饥饿胁迫对饲喂 SF的罗非鱼肝胰脏MDA含量
的影响,见表 1。由表 1可知,SF添加组MDA含量
在饥饿胁迫第 1天均显著或极显著低于对照组,SF
添加组间无显著性差异(P>0.05)。饥饿胁迫第 8天
各处理间无显著性差异(P>0.05)。饥饿胁迫第 15
天,随着 SF添加量的升高,MDA含量逐渐降低,试
验组MDA含量极显著低于对照组(P<0.01)。从罗
非鱼MDA含量在饥饿胁迫各个时间点的变化来看,
与对照组相比,SF添加组第 1天与第 8天的MDA含
SF添加量/(mg/kg)
0(对照)
200
400
800
1600
MDA含量/[nmol/(mg·prot)]
第1 d
0.68±0.05Aa
0.48±0.08Bb
0.39±0.01Bb
0.48±0.07Ab
0.50±0.03Ab
第8 d
0.45±0.13
0.43±0.04
0.38±0.02
0.40±0.03
0.49±0.01
第15 d
0.90±0.03Aa
0.75±0.02Bbc
0.75±0.01Bbc
0.78±0.04Bb
0.68±0.02Bc
表1 饥饿胁迫对饲喂SF的罗非鱼肝胰脏MDA含量的影响
注:同列小写字母不同者表示差异显著(P<0.05),大写字母不同者
表示差异极显著(P<0.01)。下同。
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农学学报
JOURNAL OF AGRICULTURE
量的变化较小,在第 15天各组MDA含量均明显升
高。
2.2 饥饿胁迫对饲喂槐属植物黄酮的罗非鱼肝胰脏
T-AOC水平的影响
饥饿胁迫对饲喂SF的罗非鱼肝胰脏T-AOC水平
变化的影响,见表2。由表2可知,饥饿胁迫第1天时,
SF添加组T-AOC水平均极显著低于对照组,SF添加
组间差异不显著(P>0.05)。饥饿胁迫第8天时,随SF
添加量的升高,T-AOC水平逐渐升高,与对照组的差
异显著(P<0.05)。饥饿胁迫 15天时,随SF添加量的
升高,罗非鱼T-AOC水平逐渐降低,试验组与对照组
间差异不显著(P<0.05)。各组罗非鱼T-AOC水平在
饥饿胁迫各个时间点的变化与MDA相似,但是200 mg/kg
SF添加组T-AOC水平在第8天明显降低。
2.3 饥饿胁迫对饲喂槐属植物黄酮的罗非鱼肝胰脏
SOD活性的影响
饥饿胁迫对饲喂SF的罗非鱼肝胰脏SOD活性的
影响,见表 3。由表 3可知,饥饿胁迫第 1天时,200、
400、800 mg/kg SF添加组与对照组间无显著差异(P>
0.05),1600 mg/kg SF添加组SOD活性极显著低于其他
各组(P<0.01)。饥饿胁迫第8天时,各组间SOD活性
的显著性变化与第1天相似。饥饿胁迫第15天时,200
mg/kg SF添加组SOD活性最高,显著高于对照组(P<
0.05),400、800、1600 mg/kg SF添加组与对照组间差异
不显著(P>0.05)。从罗非鱼SOD活性在饥饿胁迫各
个时间点的变化来看,各组SOD活性在第1天和第8天
变化不明显,而第15天的SOD活性明显升高。
2.4 饥饿胁迫对饲喂槐属植物黄酮的罗非鱼肝胰脏
CAT活性的影响
饥饿胁迫对饲喂SF的罗非鱼肝胰脏CAT活性的
影响,见表4。由表4可知,饥饿胁迫第1天,200、400、
800 mg/kg SF添加组CAT活性显著(P<0.05)或极显
著(P<0.01)高于对照组。饥饿胁迫第 8天时,200、
800、1600 mg/kg SF 添加组显著高于对照组(P<
0.05)。饥饿胁迫第 15天时,SF添加组均极显著低于
对照组(P<0.01),SF 添加组间差异不显著(P>
0.05)。从罗非鱼CAT活性在饥饿胁迫各个时间点的
变化来看,SF添加组 CAT活性比较稳定,而对照组
CAT活性在第 1天和第 8天变化较小,在第 15天明显
升高。
3 结论
(1)饲料中添加 200~1600 mg/kg的 SF,可以显著
降低饥饿胁迫时罗非鱼肝胰脏中的MDA含量,显著
提高应激时的T-AOC水平。
(2)在饥饿胁迫第1天和第8天,200、400、800 mg/kg
SF添加组罗非鱼肝胰脏SOD活性与对照组无显著差
异,1600 mg/kg SF添加组显著低于对照组,而CAT活
性高于对照组;在饥饿胁迫第15天,SF添加组SOD活
性高于对照组,而CAT活性显著低于对照组。表明SF
对不同抗氧化酶的诱导效果存在一定的差异。
(3)在相同饥饿胁迫程度下,不同SF添加水平对
罗非鱼肝胰脏抗氧化能力的作用效果存在差异,
1600 mg/kg SF添加组最佳。
4 讨论
4.1 饥饿胁迫对饲喂槐属植物黄酮的罗非鱼肝胰脏
MDA含量和T-AOC的影响
在饥饿胁迫第 1天时,200 mg/kg SF添加组即可
显著降低正常鱼体MDA含量,而在饥饿胁迫第 15天
时,200~1600 mg/kg的添加量均极显著降低了MDA
SF添加量/(mg/kg)
0(对照)
200
400
800
1600
T-AOC/[U/(mg·prot)]
第1 d
0.92±0.10A
0.42±0.03B
0.41±0.04B
0.51±0.06B
0.54±0.02B
第8 d
0.20±0.01Dd
0.28±0.01Cc
0.44±0.03Bb
0.48±0.00ABb
0.58±0.04Aa
第15 d
1.03±0.12ab
1.26±0.07a
1.16±0.02ab
1.03±0.09ab
0.94±0.07b
表2 饥饿胁迫对饲喂SF的罗非鱼肝胰脏T-AOC的影响
SF添加量/(mg/kg)
0(对照)
200
400
800
1600
SOD活性/[U/(mg·prot)]
第1 d
3.00±0.01A
3.10±0.05A
3.14±0.18A
3.23±0.13A
2.42±0.11B
第8 d
3.04±0.12A
2.83±0.08A
3.06±0.16A
2.92±0.03A
2.45±0.04B
第15 d
4.35±0.04b
4.99±0.27a
4.50±0.03ab
4.56±0.11ab
4.58±0.15ab
表3 饥饿胁迫对饲喂SF的罗非鱼肝胰脏SOD活性的影响
表4 饥饿胁迫对饲喂SF的罗非鱼肝胰脏CAT活性的影响
SF添加量/(mg/kg)
0(对照)
200
400
800
1600
CAT活性/[U/(mg·prot)]
第1 d
18.59±0.80Bb
22.47±1.12ABa
22.72±0.88ABa
23.40±1.10Aa
20.71±0.20ABab
第8 d
16.45±0.52c
24.08±1.12a
19.35±0.62bc
20.29±0.59b
20.66±1.71ab
第15 d
37.65±2.15A
22.95±1.62B
22.53±3.10B
21.31±2.21B
22.19±1.22B
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www.caaj.org刘淑兰等:饥饿胁迫对饲喂槐属植物黄酮的罗非鱼肝胰脏抗氧化能力的影响
含量,且 1600 mg/kg SF添加组效果最佳。说明SF在
机体不同应激状态下的最佳添加量和对机体抗氧化
能力的作用存在差异。Park等[8]研究发现,饲料中添
加 0.25%和 0.5%的槲皮素,可以显著降低水环境镉
致褐牙鲆氧化应激产生的脂质过氧化产物。Gupta
等 [10]和Mahesh等 [11]研究表明,槲皮素可以抑制二乙
基亚硝胺和链脲霉素诱导的大鼠肝脏MDA含量的
升高。
饥饿胁迫第 8天时,罗非鱼肝胰脏 T-AOC随 SF
添加量的升高显著升高,而第 15天时 4个试验组
T-AOC随 SF添加量的升高而降低,200 mg/kg添加
组显著高于 1600 mg/kg添加组。表明 SF对应激时
鱼体抗氧化能力的影响可能具有时间-剂量效应,SF
添加量越高,对机体抗氧化能力的调节作用的越快。
对照组MDA含量和 T-AOC水平在饥饿胁迫第
1天、8天、15天表现为先降低、后升高的变化趋势。
章承军等 [12]对饥饿再投喂应激状况下缢蛏抗氧化能
力变化的研究也有类似的报道。而刘波等 [13]研究表
明,随着饥饿胁迫时间的延长,罗非鱼血清MDA含
量逐渐升高。产生这种差异的原因可能是饥饿早期
阶段,生成MDA的底物——游离脂肪酸的浓度降
低,由于黄酮类物质具有降低游离脂肪酸的作用 [14],
因而SF添加组MDA在饥饿前期变化不大。
4.2 饥饿胁迫对饲喂槐属植物黄酮的罗非鱼肝胰脏
SOD活性的影响
在饥饿胁迫第 1天、第 8天,1600组 SOD活性显
著低于对照组,其他试验组与对照组无显著差异。
Röhrdanz等 [15]用槲皮素(30 mg/L)处理体外培养的
大鼠肝癌细胞发现,SOD mRNA的表达水平无显著
变化甚至降低。而其他学者的研究表明,黄酮类物
质对 SOD具有一定的诱导表达作用 [16-18]。这种差异
可能与试验动物所处的应激状态以及黄酮类物质
的添加量有关。这可能说明黄酮类物质能够诱导
应激状态下机体 SOD活性升高,而在正常状态下其
直接清除自由基活性可能具有替代 SOD的作用,使
SOD活性适应性降低。低剂量组(200 mg/kg添加
组)SOD的活性在第 15天饥饿应激状态下显著升
高也与上述结论一致。
4.3 饥饿胁迫对饲喂槐属植物黄酮的罗非鱼肝胰脏
CAT活性的影响
在饥饿胁迫第 1天、第 8天 SF添加组罗非鱼肝
胰脏 CAT活性显著高于对照组,表明 SF具有诱导
CAT活性升高的作用。这与Röhrdanz等 [15]对槲皮素
显著提高了大鼠肝癌细胞CAT的表达结论类似。在
饥饿胁迫第 1天、第 8天和第 15天,各个试验组CAT
活性变化不大,而对照组CAT活性在饥饿第 15天明
显升高,说明 SF添加组鱼体中的过氧化氢(H2O2)水
平比较稳定,不需要诱导CAT的表达,而对照组在较
强应激时产生大量 H2O2,需要诱导 CAT代偿性升
高。机体中的CAT和GPx均具有清除H2O2的作用,
但是在H2O2水平较高的情况下,CAT发挥主要作用
清除H2O2[19]。
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