Effects of density stress on swimming behavior and muscle energy metabolism of Micropterus salmoides
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摘要:
过高的养殖密度会导致鱼类生长受到抑制,为探明大口黑鲈 (Micropterus salmoides) 应对密度胁迫的行为生理响应,设置了低 (90 尾·m−3)、中 (110 尾·m−3)、高 (130 尾·m−3) 3个密度梯度,研究了大口黑鲈在胁迫1周后的游泳行为及红、白肌肉能量代谢相关酶的基因表达和活性变化。结果表明:大口黑鲈游泳频率、摆尾频率和游泳速度均随密度呈显著升高趋势 (P<0.05)。密度对大口黑鲈红肌己糖激酶 (HK)、磷酸果糖激酶 (PFK) 和乳酸脱氢酶 (LDH) 等无氧代谢酶的基因表达和活性无显著性影响 (P>0.05)。密度由低水平升至中水平时,大口黑鲈红肌丙酮酸脱氢酶 (PDH)、柠檬酸合酶 (CS) 和苹果酸脱氢酶 (MDH) 等有氧代谢酶的基因相对表达量显著上调且酶活性显著上升 (P<0.05),密度由低水平升至高水平时,大口黑鲈红肌PDH、CS和MDH等有氧代谢酶以及白肌HK、PFK和LDH等无氧代谢酶的基因相对表达量显著上调且酶活性显著上升(P<0.05)。研究表明,密度通过改变大口黑鲈游泳行为来影响肌肉能量代谢,中密度主要依靠红肌有氧代谢供能,高密度则主要依靠红肌有氧代谢和白肌无氧代谢来参与能量供应。
Abstract:Excessive aquaculture density may inhibit fish growth. To investigate the behavioral and physiological responses of largemouth bass (Micropterus salmoides) to density stress, we conducted an experiment with three densities [Low (90 individuals·m−3), medium (110 individuals·m−3) and high (130 individuals·m−3)]. Then we determined the swimming behavior, enzyme activity and gene relative expression of energy metabolism in red and white muscles of M. salmoides after one week of density stress. The results show that the swimming frequency, tail-beat frequency and swimming speeds increased with density (P<0.05). Density did not significantly affect the gene expression and activities of anaerobic metabolic enzymes such as hexokinase (HK), phosphofructokinase (PFK) and lactate dehydrogenase (LDH) in red muscles (P>0.05). When the density increased from low to medium level, the gene relative expression of aerobic metabolism enzymes such as pyruvate dehydrogenase (PDH), citrate synthase (CS) and malate dehydrogenase (MDH) in red muscles increased significantly (P<0.05), so did the activities of these enzymes (P<0.05). When the density increased from low to high level, the gene relative expression levels of aerobic metabolism enzymes such as PDH, CS and MDH in red muscles, as well as anaerobic metabolism enzymes such as HK, PFK and LDH in white muscles increased significantly (P<0.05), so did the activities of these enzymes (P<0.05). It is indicated that density affects the energy metabolism of muscles by altering the swimming behavior of M. salmoides. Medium density mainly relies on aerobic metabolism of the red muscle for energy supply, while high density mainly relies on aerobic metabolism of the red muscle and anaerobic metabolism of the white muscle to participate in energy supply.
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美拉德反应 (Maillard reaction, MR),又称“非酶棕色化反应”,主要是指羰基化合物与氨基化合物之间的复杂反应[1]。该反应不仅给食品带来特殊的色泽与风味,还产生大量抗氧化活性物质,能有效延长食品的货架期[2-3]。目前已有关于氨基酸或多肽与不同种类还原糖的美拉德反应产物的抗氧化活性和特定香料的生产研究,但美拉德反应机制尚未明确[4]。方菲等[5]研究了鲷鱼鳞多肽-木糖的美拉德反应产物的结构与抗氧化活性,表明肽链结构发生变化,形成了新的化合物,反应产物抗氧化活性显著增加,且具有多酚氧化酶抑制活性。
裂壶藻 (Schizochytrium limacinum),又称裂殖壶菌,属单细胞海洋真菌微藻[6]。裂壶藻富含油脂,占干质量的40%以上,目前已实现工业化生产DHA藻油[7],且异养发酵培养时绿色环保无污染。然而,裂壶藻经提取不饱和脂肪酸后会产生蛋白质含量高达干质量40%以上的藻渣,目前该藻渣大多被当作动物饲料或肥料使用,造成该蛋白资源高值化利用程度低。本实验以提取油脂后的裂壶藻渣为原料,采用复合蛋白酶对其进行水解,得到裂壶藻酶解物 (S. limacinum hydrolysate, SLH),加入还原糖对SLH进行美拉德反应修饰,通过单因素实验探究美拉德反应条件对SLH抗氧化活性的影响,再借助超滤、葡聚糖凝胶层析色谱等技术对SLH进行逐级分离纯化,测定不同分子量的美拉德反应产物 (Maillard reaction products, MRPs) 的抗氧化能力,并分析其氨基酸组成,为进一步实现裂壶藻藻渣的高值化和资源再利用提供理论依据和思路。
1. 材料与方法
1.1 材料与试剂
裂壶藻渣购自广东润科生物工程有限公司。1,1-二苯基-2-三硝基苯肼 (DPPH, 美国Sigma公司)。复合蛋白酶、核糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、果糖、盐酸、无水乙醇、铁氰化钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、三氯乙酸、三氯化铁 (广州齐云生物技术有限公司)。
1.2 仪器与设备
BS224S型电子精密天平 (德国Sartorius公司);N & DN系列 (LCD) 超声波细胞粉碎机 (宁波新芝生物科技股份有限公司);THZ-82水浴恒温振荡器 (精达仪器制造有限公司);UV2550型紫外可见分光光度计 (日本岛津);SynergyH1型酶标仪 (美国伯腾仪器有限公司);超纯水系统 (德国Milipore公司);凝胶层析柱Sephadex G-25 (Φ=1.6 cm×78 cm, 瑞典Pharmacia);Alpha1-4 型冷冻干燥机 (德国Christ);Labscale TFF system小型切向流超滤系统 (德国Milipore公司);AvantiJ26XP型高速离心机 (美国Beckman Coulter);3K30型高速冷冻离心机 (德国Sigma公司);AKTA purifier UPC100型蛋白质纯化系统 (美国GE Healthcare)。
1.3 方法
1.3.1 酶解产物的制备
按照高颖等[8]的方法制备SLH。称取一定质量的藻渣于烧杯中,按料水质量比1∶12加入蒸馏水,混匀,超声处理25 min (功率调至70%) 后,将pH调至7.5,按酶总量质量分数0.5%加入复合蛋白酶,于50 ℃水浴锅恒温酶解3 h。酶解完成后,将酶解液置于沸水浴中灭酶10 min,冷却后以10 000 r·min−1离心15 min,冷冻干燥上清液后所得粉末即为SLH。
1.3.2 单因素实验
采用单因素实验分别研究糖种类、糖肽质量比、反应pH、反应温度和反应时间对反应产物的影响,以MRPs褐变程度和抗氧化活性为指标,确定美拉德反应条件;选取核糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖和果糖作为参与美拉德反应的糖类,反应条件为糖肽质量比1∶1、pH 7.0、反应温度80 ℃、反应时间1 h,探讨单糖的种类对美拉德反应程度及其产物抗氧化活性的影响;以核糖作为美拉德反应修饰物,反应条件为pH 7.0、反应温度80 ℃、反应时间1 h,研究糖肽质量比 (1∶1、2∶1、1∶2) 对美拉德反应程度及其产物抗氧化活性的影响;以核糖作为美拉德反应修饰物,反应条件为糖肽质量比1∶1、反应温度80 ℃、反应时间1 h,研究不同反应pH (4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0) 对美拉德反应程度及其产物抗氧化活性的影响;以核糖作为美拉德反应修饰物,糖肽质量比为1∶1、pH为9.0、反应时间1 h来考察反应温度 (30、40、50、60、70、80、90、100 ℃) 对美拉德反应程度及其产物抗氧化活性的影响;以核糖作为美拉德反应修饰物,糖肽质量比1∶1、pH 9.0、反应温度100 ℃,考察反应时间 (1、2、4、6、8 h) 对美拉德反应程度和抗氧化能力的影响。
1.3.3 MRPs褐变程度的测定
美拉德反应的中间产物随反应的进行不断增加,使溶液颜色逐渐变深。将样品稀释至25~250倍,测定产物在294和420 nm处的吸光值来表示美拉德反应的程度[4]。
1.3.4 DPPH自由基清除能力
参照Zhang等[9]的测定方法加以修改。预实验以确定样品需要稀释的倍数。取0.5 mL样液于10 mL离心管中,再加入0.5 mL 2×10−4 mol·L−1的DPPH乙醇溶液,混匀后室温避光20 min,以10 000 r·min−1离心10 min,用酶标仪测定517 nm处的吸光度。DPPH自由基清除能力的计算公式为:
$$ {\rm{DPPH}}{\text{清除率}}=\left( {1-\frac{{A}_{i}-{A}_{j}}{{A}_{0}}} \right)\times 100{\text{%}} $$ (1) 式中Ai为样液与DPPH溶液混合后的吸光值;Aj为样液与乙醇混合后的吸光值;A0为不含样液的DPPH溶液的吸光值。
1.3.5 还原力
参照李瑞杰等[10]的测定方法并略作修改。取1 mL待测样液于10 mL离心管中,分别加入1 mL 0.2 mol·L−1的磷酸盐缓冲液 (pH 6.6),1 mL质量分数1%的铁氰化钾溶液,振荡混匀后于50 ℃水浴保温20 min。取出,加入1 mL质量分数10%三氯乙酸,振荡混匀后以10 000 r·mim−1离心10 min。取1 mL上清液,加入1 mL去离子水和0.2 mL质量分数0.1%的氯化铁溶液,振荡混匀后于50 ℃保温10 min,溶液体系变为蓝色,用酶标仪于700 nm处测定吸光度。以去离子水代替样品作空白对照。
1.3.6 超滤分离
将SLH依次通过截留分子量为50、10、5 kD的超滤膜,收集过完膜的组分,得到分子量为50 kD以下、10 kD以下及5 kD以下的多肽,经冷冻干燥后于−20 ℃备用。分别比较<5 kD (SLH-1)、<10 kD (SLH-2)、<50 kD (SLH-3) 组在美拉德反应前后的DPPH自由基清除能力及还原力。其中测量DPPH清除能力所用样品质量浓度为5 mg·mL−1,还原力所用样品质量浓度为2 mg·mL−1。
1.3.7 Sephadex G-25纯化
选取SLH-1组通过Sephadex G-25凝胶柱 (Φ=1.6 cm×78 cm) 纯化,将收集到的各峰冷冻干燥,得到不同分子量的多肽,将各个峰组分进行美拉德反应,对其产物DPPH自由基清除率和还原力大小进行测定。其中测量DPPH清除能力所用样品质量浓度为5 mg·mL−1,还原力所用样品质量浓度为2 mg·mL−1。
1.3.8 氨基酸组成分析
参考国标GB 5009.124—2016进行。
2. 结果与分析
2.1 单因素实验
2.1.1 糖种类
在美拉德反应初期,氨羰缩合会产生酮、醛等无色小分子物质,这些小分子在294 nm处会有吸收,吸光值越大,中间产物越多;而美拉德反应最终产物——类黑精在420 nm检测有吸收值,吸光值越大,褐变程度越高[11]。褐变程度用来评价美拉德反应的程度。SLH与核糖的美拉德反应中间产物和终产物的含量最多,与葡萄糖、果糖反应得到的产物含量较少 (图1-a)。SLH与核糖的美拉德反应产物的抗氧化活性高于其他糖类,其还原力 (5 mg·mL−1) 和DPPH自由基清除率 (12.5 mg·mL−1) 分别为1.39和86.73% (图2-a)。还原糖的开链程度对美拉德反应进程和速率起着重要作用[12]。上述结果表明,核糖可能更易于裂解参与美拉德反应,生成更多的类黑精,增加褐变程度,从而产物抗氧化能力较高。这与其他研究结果[13-15]一致。因此,选用核糖作为与SLH进行美拉德反应的糖类。
2.1.2 糖肽质量比
随着糖肽质量比的增加,SLH发生美拉德反应的程度和抗氧化活性均先增加后下降。糖肽质量比为1∶1时,在294和420 nm处吸光值达到最高值 (图1-b),表明美拉德反应最强烈,此时产物的还原力为1.35,DPPH自由基清除率为86.59% (图2-b)。反应底物的用量不同会影响美拉德反应进程,适当的糖肽用量比例可以减少副反应的发生。核糖分子与SLH之间的有效碰撞随核糖浓度的升高而增加,促进美拉德反应进行。然而,随着比例继续升高,核糖分子与多肽分子会受到空间阻碍,影响了美拉德反应进程,导致各项指标降低[16]。周冬香等[17]控制L-赖氨酸与还原糖质量比分别为1∶1、2∶1和1∶2,测得质量比为1∶1的美拉德反应产物的DPPH自由基清除效果相对最好。因此,美拉德反应时,核糖与SLH的质量比为1∶1较为适宜。
2.1.3 反应pH
美拉德产物的吸光值随着pH递增而逐渐上升,当pH>9时变化趋于平缓 (图1-c)。美拉德产物的抗氧化活性随着pH的增加而增强,反应pH为10.0时还原力和DPPH自由基清除率较高 (图2-c),说明pH为10.0时有利于美拉德反应的发生。这可能是由于氨基在酸性条件下以-NH3 +的存在阻碍了羰氨缩合,影响美拉德反应;而在碱性条件下,氨基态氮被游离出来参与反应,pH越高,越有利于美拉德反应[18]。这与康乐和宋焕禄[19]及胡礼等[20]的研究结果一致。由于pH 9.0同pH 10.0的各项指标无显著差异 (P<0.05),因此选择反应 pH为9.0较为适宜。
2.1.4 反应温度
反应温度对美拉德反应产物的抗氧化性影响较大,随着温度的升高,美拉德反应产物的吸光值增大,反应越来越强烈,100 ℃时产物在294和420 nm的吸光值分别为0.866、0.995 (图1-d)。随着温度的升高,美拉德反应产物的抗氧化活性增强,温度到达100 ℃时,还原力达1.17,DPPH清除率为88.02% (图2-d),表明高温有利于SLH进行美拉德反应且促进其抗氧化活性。这可能是温度的升高带来了焦糖化和美拉德反应速率的增加,使得褐变程度加深,同时也导致了肽的降解和交联发生[21]。杨璐等[22]在羊骨胶原肽与还原糖的美拉德反应体系中也发现在一定温度范围内,提升温度可使反应产物的抗氧化能力提高。因此在常压条件下,选取反应温度100 ℃较为合适。
2.1.5 反应时间
随着反应时间的延长,美拉德反应产物在294和420 nm的吸光值逐渐增加,当反应时间达6 h后吸光值变化缓慢 (图1-e)。产物的抗氧化活性随反应时间的增加而逐渐增强,反应6 h时其还原力和DPPH清除率分别为1.24 (5 mg·mL−1) 和88.62% (12.5 mg·mL−1),继续延长反应时间其抗氧化活性变化不显著 (图2-e)。这可能是由于SLH与核糖反应产生了大量具有还原性的酮类物质,因此随着时间的延长,其反应程度、还原力及清除DPPH自由基的能力迅速提升。当达到一定时间之后反应完全,继续增加反应时间,其反应程度、还原力及清除DPPH自由基的能力不再有太大的变化[23-24]。故选择反应时间为6 h较为合适。
综上,美拉德反应的最佳条件确定为:SLH与核糖质量比为1∶1,反应pH为9.0,反应温度为100 ℃,反应时间为6 h,在此条件下的美拉德反应产物具有较好的抗氧化活性。
2.2 超滤分离
分别比较其超滤组SLH-1 (<5 kD)、SLH-2 (<10 kD)、SLH-3 (<50 kD) 在美拉德反应前后的抗氧化活性。不同分子量的各组分及其MRPs之间的抗氧化活性存在显著性差异 (P<0.05,图3-a),其中SLH-1组及其MRPs的抗氧化活性均高于其他组。SLH-1组的美拉德反应前的还原力为0.561,DPPH自由基清除率为71.01%,其经过美拉德反应后的还原力为0.591,DPPH自由基清除率为74.81%。分析可知,裂壶藻不同分子量多肽均具有一定的抗氧化能力,小分子量的肽能更易在生物体内运转,可更有效地通过细胞膜,清除自由基,抗氧化能力更高[25],此结论与王传幸和李国英[26]及徐浩等[27]的结果一致;美拉德反应能够提高多肽抗氧化活性,尤指低分子量多肽易于和还原糖结合[28],与韩佳润等[29]对虾夷扇贝 (Patinopecten yessoensis) 生殖腺酶解物与核糖反应生成的MRPs的抗氧化实验的结论相似。为了获得更好的分离效果,本实验对SLH-1组继续分离纯化。
2.3 Sephadex G-25分离
SLH-1组经葡聚糖凝胶分离出4个分离峰,分别记为SLH-1-I、SLH-1-II、SLH-1-III、SLH-1-IV (图4)。根据凝胶层析法原理可知组分SLH-1-I的分子量较大,SLH-1-IV的较小[30]。SLH-1-I组的抗氧化活性远高于其他3组,其对DPPH自由基的清除率为78.95%,还原力为0.715 (图3-b)。SLH-1-IV的抗氧化活性较差,其对 DPPH自由基的清除率为3.84%,还原力为0.198。经美拉德反应后,4个分离组的美拉德反应产物的抗氧化活性在一定程度上得到提升,其中SLH-1-I组的MRPs抗氧化活性最好,其对DPPH自由基的清除率达79.41%,还原力为0.741。肽的抗氧化活性与其分子量分布和氨基酸组成有关[31-32],一般认为小分子肽的抗氧化活性要高于大分子多肽或蛋白质,但Yu等[31]发现分子量较大的大豆多肽 (1~3 kD) 抗氧化活性较高,与本结果一致。同时美拉德反应的修饰提高了抗氧化性,可能是在加热过程中生成呋喃、还原酮、吡嗪等中间产物参与反应增强了其活性。
2.4 氨基酸组成分析
裂壶藻蛋白肽经美拉德反应修饰时主要是氨基酸参与反应,这可能会导致氨基酸组成发生较大变化,通过比较美拉德反应前后的氨基酸组成可以反映出各种氨基酸参与美拉德反应的程度[33-34]。美拉德反应会导致裂壶藻蛋白肽中的酪氨酸 (Tyr)、赖氨酸 (Lys)、组氨酸 (His)、精氨酸 (Arg)、色氨酸 (Trp) 等氨基酸含量显著降低 (P<0.05,表1),其中Arg和Lys含量降幅最大,分别减少了71.88%和70.56%,表明Arg和Lys是参与美拉德反应的主要氨基酸,这极有可能是因为在反应过程中,与核糖或其降解产物之间的相互作用 (交联) 大量消耗了体系中的氨基酸[21]。从美拉德反应前后的必需氨基酸含量来看,其含量由反应前的34.97%变为反应后的33.09%,变化不显著 (P>0.05),表明美拉德反应并未明显降低裂壶藻蛋白肽的营养价值。
表 1 美拉德反应前后的氨基酸含量比较Table 1. Comparison of amino acid content before and after Maillard reaction氨基酸种类
Amino acid type含量 Content/% 美拉德反应前
Before Maillard reaction美拉德反应后
After Maillard reaction天冬氨酸 Asp 10.46±0.61 11.74±0.54 苏氨酸* Thr 5.12±0.30 5.77±0.38 丝氨酸 Ser 4.70±0.21 4.78±0.33 谷氨酸 Glu 20.18±2.13 24.07±2.69 脯氨酸 Pro 4.32±0.20 6.17±0.39 甘氨酸 Gly 6.22 ±0.31 6.76±0.27 丙氨酸 Ala 8.64±0.42 8.75±0.33 缬氨酸* Val 5.82±0.36 6.76±0.41 蛋氨酸* Met 2.33±0.24 2.19±0.17 异亮氨酸* Ile 4.24±0.23 4.78±0.37 亮氨酸* Leu 7.08±0.44 6.96±0.30 酪氨酸 Try 3.30±0.28 1.83±0.10 苯丙氨酸* Phe 4.21±0.32 4.78±0.29 赖氨酸* Lys 4.45±0.25 1.31±0.08 组氨酸 His 1.82±0.09 1.29±0.06 精氨酸 Arg 5.37±0.36 1.51±0.11 色氨酸* Trp 1.72±0.16 0.54±0.04 必需氨基酸
Essential amino acids34.97±2.31 33.09±2.05 注:*. 必需氨基酸Note: *. Essential amino acids 3. 结论
本研究采用单因素实验分别考察了还原糖种类、糖肽质量比、pH、反应温度和反应时间对SLH发生美拉德反应的影响。研究表明当参与反应的糖为核糖、糖肽质量比为1∶1、pH为9、反应温度为100 ℃、反应时间为6 h时,MRPs生成量较多,其还原力和DPPH清除率分别为1.24 (5 mg·mL−1) 和88.62% (12.5 mg·mL−1)。此外,采用超滤与葡聚糖凝胶柱对SLH-1超滤组进行分离纯化后发现SLH-1-I组的抗氧化活性最好,且该组的MRPs抗氧化活性也最高,其还原力 (2 mg·mL−1) 为0.741、DPPH自由基清除率 (5 mg·mL−1) 为79.41%。由于在美拉德反应过程中会产生呋喃、噻唑和噻吩等杂环类挥发性物质,SLH-1-I组的电子转移能力 (DPPH自由基清除活性) 和还原铁氰化钾的能力 (还原力) 均得到了提升。对比美拉德反应前后的氨基酸含量发现,美拉德反应导致了裂壶藻蛋白肽中的Tyr、Lys、His、Arg、Trp等氨基酸的含量降低,但对其必需氨基酸总含量的影响不大,未明显降低其营养价值。本研究结果可为裂壶藻渣蛋白资源的高值化利用以及抗氧化产品的开发提供一定参考。
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表 1 实时荧光定量PCR引物
Table 1 Real-time quantitative PCR primers
基因
Gene正向 (5'—3')
Forward (5'−3')反向 (5'—3')
Reverse (5'−3')参考文献
ReferenceHK CATCACCTTCCTCGTCTCGG ACCTCCTGTCGCTATCACTCC [33] PFK ACAACACACCAACTGACACCT GCAGCATCGAGCAGAACATGA [33] LDH AGTGTGACAGCCAACTCC TCAGCTTCCAGGCCACGT [34] PDH CCAAGAGGCCTTATCACCAA CCTGGTTTCCCTGGTACAGA [35] CS AGGGTGTCCACAAGTCCAAG TGTGTGGTAAAGACCGTTGC [35] MDH-M ATGCCATGAATGGAAAGGAG TCCTCGCCCTTCTTGATAGA [35] β-actin TGCTGAGCGTGAGATTGTG GAAGGTCGGAAGGAAGGGA [33] 表 2 不同密度下大口黑鲈的游泳行为
Table 2 Swimming behavior of M. salmoides at different densities
指标
Index低密度
Low density中密度
Medium density高密度
High densityF P 游泳频率
Swimming frequency/%27.06±2.52c 36.72±2.57b 49.64±2.63a 19.370 <0.001 摆尾频率
Tail-beat frequency/(次·s−1)0.545±0.050c 0.846±0.054b 1.552±0.071a 77.281 <0.001 游泳速度
Swimming speed/(cm·s−1)6.46±0.30c 11.17±0.79b 14.04±0.64a 39.077 <0.001 注:同行不同字母表示有差异性显著 (P<0.05),下同。 Note: Different letters within the same line represent significant differences (P<0.05). The same case in the following tables. 表 3 不同密度下大口黑鲈红肌能量代谢酶活性
Table 3 Enzyme activities of energy metabolism in red muscles of M. salmoides at different densities
μmol·(min·g)−1 酶
Enzyme低密度
Low density中密度
Medium density高密度
High densityF P 己糖激酶 HK 4.85±0.27 4.65±0.41 4.92±0.32 0.294 0.748 磷酸果糖激酶 PFK 458.89±37.25 472.67±31.69 494.89±37.58 0.260 0.773 乳酸脱氢酶 LDH 5 613.70±325.08 6 083.28±378.83 6 198.31±428.95 0.664 0.524 丙酮酸脱氢酶 PDH 4.91±0.40b 7.04±0.33a 7.86±0.44a 14.850 <0.001 柠檬酸合酶 CS 1.44±0.11b 2.52±0.21a 2.76±0.22a 14.826 <0.001 苹果酸脱氢酶 MDH 10.87±0.93b 15.28±0.80a 16.29±0.83a 11.355 <0.001 表 4 不同密度下大口黑鲈白肌能量代谢酶活性
Table 4 Enzyme activities of energy metabolism in white muscles of M. salmoides at different densities
酶
Enzyme低密度
Low density中密度
Medium density高密度
High densityF P 己糖激酶 HK 4.33±0.25b 4.50±0.38b 6.54±0.38a 13.123 <0.001 磷酸果糖激酶 PFK 493.99±32.04b 518.84±24.07b 811.81±37.00a 2582 <0.001 乳酸脱氢酶 LDH 5 221.48±289.81b 5 675.34±344.72b 7 769.85±382.44a 14.752 <0.001 丙酮酸脱氢酶 PDH 5.14±0.38 5.45±0.42 5.69±0.46 0.418 0.663 柠檬酸合酶 CS 1.34±0.15 1.43±0.12 1.54±0.09 0.663 0.524 苹果酸脱氢酶 MDH 10.11±0.88 10.44±0.78 11.15±0.73 0.435 0.652 -
[1] 曲蕊, 刘晃, 刘俊文, 等. 大口黑鲈摄食过程的声信号特征及养殖密度的影响[J]. 渔业现代化, 2021, 48(6): 55-63. [2] OUFIERO C E, GARLAND JR T. Repeatability and correlation of swimming performances and size over varying time-scales in the guppy (Poecilia reticulata)[J]. Funct Ecol, 2009, 23(5): 969-978. doi: 10.1111/j.1365-2435.2009.01571.x
[3] PALSTRA A P, PLANAS J V. Fish under exercise[J]. Fish Physiol Biochem, 2011, 37: 259-272. doi: 10.1007/s10695-011-9505-0
[4] LI J T, LI W T, ZHANG X M. Effects of dissolved oxygen, starvation, temperature, and salinity on the locomotive ability of juvenile Chinese shrimp Fenneropenaeus chinensis[J]. Ethol Ecol Evol, 2019, 31(2): 155-172. doi: 10.1080/03949370.2018.1526215
[5] PETERSON R H, HARMON P. Swimming ability of pre-feeding striped bass larvae[J]. Aquac Int, 2001, 9(5): 361-366. doi: 10.1023/A:1020533316106
[6] YANASE K, EAYRS S, ARIMOTO T. Influence of water temperature and fish length on the maximum swimming speed of sand flathead, Platycephalus bassensis: implications for trawl selectivity[J]. Fish Res, 2007, 84(2): 180-188. doi: 10.1016/j.fishres.2006.10.015
[7] 李江涛, 林小涛, 周晨辉, 等. 饥饿对食蚊鱼和唐鱼幼鱼能量物质消耗及游泳能力的影响[J]. 应用生态学报, 2016, 27(1): 282-290. [8] LI J T, LI W T, ZHANG X M, et al. Physiological and behavioral responses of different modes of locomotion in the whiteleg shrimp Litopenaeus vannamei (Boone, 1931) (Caridea: Penaeidae)[J]. J Crustacean Biol, 2018, 38(1): 79-90. doi: 10.1093/jcbiol/rux107
[9] TORRES J J, GRIGSBY M D, CLARKE M E. Aerobic and anaerobic metabolism in oxygen minimum layer fishes: the role of alcohol dehydrogenase[J]. J Exp Biol, 2012, 215(11): 1905-1914. doi: 10.1242/jeb.060236
[10] 倪金金, 王裕玉, 徐钢春, 等. 养殖密度对池塘循环水养殖大口黑鲈生长、生理指标和 GH、IGF-I 基因表达的影响[J]. 大连海洋大学学报, 2020, 35(6): 805-813. [11] JØRGENSEN E H, CHRISTIANSEN J S, JOBLING M. Effects of stocking density on food intake, growth performance and oxygen consumption in Arctic charr (Salvelinus alpinus)[J]. Aquaculture, 1993, 110(2): 191-204. doi: 10.1016/0044-8486(93)90272-Z
[12] OYARZÚN R, PAREDES R, SARAVIA J, et al. Stocking density affects the growth performance, intermediary metabolism, osmoregulation, and response to stress in Patagonian blennie Eleginops maclovinus[J]. Aquaculture, 2020, 515: 734565. doi: 10.1016/j.aquaculture.2019.734565
[13] de BARROS I B A, VILLACORTA-CORREA M A, CARVALHO T B. Stocking density and water temperature as modulators of aggressiveness, survival and zootechnical performance in matrinxã larvae, Brycon amazonicus[J]. Aquaculture, 2019, 502: 378-383. doi: 10.1016/j.aquaculture.2018.12.070
[14] GAO Y, HE Z L, VECTOR H, et al. Effect of stocking density on growth, oxidative stress and HSP 70 of Pacific white shrimp Litopenaeus vannamei[J]. Turk J Fish Aquat Sci, 2017, 17(5): 877-884.
[15] SHOURBELA R M, KHATAB S A, HASSAN M M, et al. The effect of stocking density and carbon sources on the oxidative status, and nonspecific immunity of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) reared under biofloc conditions[J]. Animals, 2021, 11(1): 184. doi: 10.3390/ani11010184
[16] ARIFIN O Z, PRAKOSO V A, SUBAGJA J, et al. Effects of stocking density on survival, food intake and growth of giant gourami (Osphronemus goramy) larvae reared in a recirculating aquaculture system[J]. Aquaculture, 2019, 509: 159-166. doi: 10.1016/j.aquaculture.2019.05.010
[17] KRISTIANSEN T S, FERNÖ A, HOLM J C, et al. Swimming behaviour as an indicator of low growth rate and impaired welfare in Atlantic halibut (Hippoglossus hippoglossus L.) reared at three stocking densities[J]. Aquaculture, 2004, 230(1/2/3/4): 137-151.
[18] BROWM G E, BROWN J A, SRIVASTAVA R K. The effect of stocking density on the behaviour of Arctic charr (Salvelinus alpinus L. )[J]. J Fish Biol, 1992, 41(6): 955-963. doi: 10.1111/j.1095-8649.1992.tb02722.x
[19] WARD D, FØRE M, HOWELL W H, et al. The influence of stocking density on the swimming behavior of adult Atlantic cod, Gadus morhua, in a near shore net pen[J]. J World Aquacult Soc, 2012, 43(5): 621-634. doi: 10.1111/j.1749-7345.2012.00593.x
[20] MIZORY F A, HUSSEIN N J, HUSSEIN N S A A S R. Effect of different stocking densities on behavior of common carp (Cyprinus carpio) in Duhok province, Kurdistan region, Iraq[J]. Int J Sci Res Biol Sci, 2020, 7(4): 1-6.
[21] CARBONARA P, ALFONSO S, ZUPA W, et al. Behavioral and physiological responses to stocking density in sea bream (Sparus aurata): do coping styles matter?[J]. Physiol Behav, 2019, 212: 112698. doi: 10.1016/j.physbeh.2019.112698
[22] 白俊杰, 李胜杰. 我国大口黑鲈产业现状分析与发展对策[J]. 中国渔业经济, 2013, 31(5): 104-108. [23] HARIMANA Y, TANG X, XU P, et al. Effect of long-term moderate exercise on muscle cellularity and texture, antioxidant activities, tissue composition, freshness indicators and flavor characteristics in largemouth bass (Micropterus salmoides)[J]. Aquaculture, 2019, 510(5): 100-108.
[24] 王裕玉, 徐跑, 聂志娟, 等. 池塘工程化循环水养殖模式下养殖密度对大口黑鲈生长性能和生理指标的影响[J]. 淡水渔业, 2019, 49(3): 90-95. [25] WANG Y Y, NI J J, NIE Z J, et al. Effects of stocking density on growth, serum parameters, antioxidant status, liver and intestine histology and gene expression of largemouth bass (Micropterus salmoides) farmed in the in-pond raceway system[J]. Aquac Res, 2020, 51(12): 5228-5240. doi: 10.1111/are.14862
[26] TIDWELL J H, WEBSTER C D, COYLE S D, et al. Effect of stocking density on growth and water quality for largemouth bass Micropterus salmoides growout in ponds[J]. J World Aquacul Soc, 1998, 29(1): 79-83. doi: 10.1111/j.1749-7345.1998.tb00302.x
[27] WANG Y Y, NI J J, NIE Z J, et al. Effect of stocking density on growth, serum biochemical parameters, digestive enzymes activity and antioxidant status of largemouth bass, Micropterus salmoides[J]. Pak J Zool, 2019, 51: 1509-1517.
[28] NI M, LIU M, LOU J F, et al. Stocking density alters growth performance, serum biochemistry, digestive enzymes, immune response, and muscle quality of largemouth bass (Micropterus salmoides) in in-pond raceway system[J]. Fish Physiol Biochem, 2021, 47: 1243-1255. doi: 10.1007/s10695-021-00948-3
[29] JIA R, WANG L, HOU Y R, et al. Effects of stocking density on the growth performance, physiological parameters, redox status and lipid metabolism of Micropterus salmoides in integrated rice-fish farming systems[J]. Antioxidants, 2022, 11(7): 1215. doi: 10.3390/antiox11071215
[30] CARVALHO T B, SOUZA E C M, PINHEIRO-DA-SILVA J, et al. Effect of body size heterogeneity on the aggressive behavior of larvae of matrinxã, Brycon amazonicus (Characiformes, Bryconidae)[J]. Acta Amazon, 2018, 48: 304-310. doi: 10.1590/1809-4392201800541
[31] AHVENHARJU T, RUOHONEN K. Agonistic behaviour of signal crayfish (Pacifastacus leniusculus Dana) in different social environments: effect of size heterogeneity on growth and food intake[J]. Aquaculture, 2007, 271(1/2/3/4): 307-318.
[32] LIVAK K J, SCHMITTGEN T D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2−ΔΔCt method[J]. Methods, 2001, 25(4): 402-408. doi: 10.1006/meth.2001.1262
[33] ZHANG W, LIU K, TAN B P, et al. Transcriptome, enzyme activity and histopathology analysis reveal the effects of dietary carbohydrate on glycometabolism in juvenile largemouth bass, Micropterus salmoides[J]. Aquaculture, 2019, 504: 39-51. doi: 10.1016/j.aquaculture.2019.01.030
[34] YANG S, WU H, HE K, et al. Response of AMP-activated protein kinase and lactate metabolism of largemouth bass (Micropterus salmoides) under acute hypoxic stress[J]. Sci Total Environ, 2019, 666: 1071-1079. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.02.236
[35] YANG W W, WU J J, SONG R, et al. Effects of dietary soybean lecithin on growth performances, body composition, serum biochemical parameters, digestive and metabolic abilities in largemouth bass Micropterus salmoides[J]. Aquac Rep, 2023, 29: 101528. doi: 10.1016/j.aqrep.2023.101528
[36] 张廷军, 杨振才, 孙儒泳. 鱼类对高密度环境的适应[J]. 水产科技情报, 1998, 25(3): 110-113. [37] 刘宝良, 雷霁霖, 贾睿, 等. 养殖密度对鱼类福利影响研究进展[J]. 中国工程科学, 2014, 16(9): 100-105. [38] 胡应高. 鱼类的应激反应[J]. 淡水渔业, 2004, 34(4): 61-64. [39] MCFARLANE W J, CUBITT K F, WILLIAMS H, et al. Can feeding status and stress level be assessed by analyzing patterns of muscle activity in free swimming rainbow trout (Oncorhynchus mykiss Walbaum)?[J]. Aquaculture, 2004, 239(1/2/3/4): 467-484.
[40] ANRAS M L B, LAGARDÉRE J P. Measuring cultured fish swimming behaviour: first results on rainbow trout using acoustic telemetry in tanks[J]. Aquaculture, 2004, 240(1/2/3/4): 175-186.
[41] 张建明, 郭柏福, 高勇. 中华鲟幼鱼对慢性拥挤胁迫的生长、摄食及行为反应[J]. 中国水产科学, 2013, 20(3): 592-598. [42] COOKE S J, CHANDROO K P, BEDDOW T A, et al. Swimming activity and energetic expenditure of captive rainbow trout Oncorhynchus mykiss (Walbaum) estimated by electromyogram telemetry[J]. Aquac Res, 2000, 31(6): 495-505. doi: 10.1046/j.1365-2109.2000.00470.x
[43] 于赫男. 环境胁迫对罗氏沼虾和凡纳滨对虾行为、生长及生理活动的影响[D]. 广州: 暨南大学, 2007: 49-66. [44] 衣萌萌, 于赫男, 林小涛, 等. 密度胁迫下凡纳滨对虾的行为与生理变化[J]. 暨南大学学报 (自然科学与医学版), 2012, 33(1): 81-86, 110. [45] VIJAYAN M M, BALLANTYNE J S, LEATHERLAND J F. High stocking density alters the energy metabolism of brook charr, Salvelinus fontinalis[J]. Aquaculture, 1990, 88(3/4): 371-381.
[46] ZHU Z M, SONG B L, LIN X T, et al. Effect of sustained training on glycolysis and fatty acids oxidation in swimming muscles and liver in juvenile tinfoil barb Barbonymus schwanenfeldii (Bleeker, 1854)[J]. Fish Physiol Biochem, 2016, 42: 1807-1817. doi: 10.1007/s10695-016-0259-6
[47] DAVISON W. The effects of exercise training on teleost fish, a review of recent literature[J]. Comp Biochem Phys A, 1997, 117(1): 67-75. doi: 10.1016/S0300-9629(96)00284-8
[48] TSENG Y C, HWANG P P. Some insights into energy metabolism for osmoregulation in fish[J]. Comp Biochem Phys C, 2008, 148(4): 419-429.
[49] 程佳佳, 李吉方, 温海深, 等. 养殖密度对杂交鲟幼鱼生长、肌肉组分和血液生理生化指标的影响[J]. 中国水产科学, 2015, 22(3): 433-441. [50] LIU Y, LIU H B, WU W H, et al. Effects of stocking density on growth performance and metabolism of juvenile Lenok (Brachymystax lenok)[J]. Aquaculture, 2019, 504: 107-113. doi: 10.1016/j.aquaculture.2019.01.058
[51] GAO X L, LI X, SHI C, et al. Effects of stocking density on growth, metabolism, and energy budget of Haliotis discus hannai Ino[J]. Aquaculture, 2018, 483: 84-95. doi: 10.1016/j.aquaculture.2017.09.045
[52] SCOTT-THOMAS D A F, BALLANTYNE J S, LEATHERLAND J F. Interactive effects of high stocking density and triiodothyronine-administration on aspects of the in vivo intermediary metabolism and in vitro hepatic response to catecholamine and pancreatic hormone stimulation in brook charr, Salvelinus fontinalis[J]. J Exp Zool, 1992, 263(1): 68-82. doi: 10.1002/jez.1402630108
[53] 何平国, WARDLE C S. 鱼类游泳运动的研究I. 三种海洋鱼类游泳的运动学特征[J]. 青岛海洋大学学报, 1989, 19(2): 111-118. [54] 李江涛, 邱小龙, 黄菲菲, 等. 运动强度对罗氏沼虾运动行为和能量代谢的影响[J]. 水产学报, 2023, 47(4): 100-112. [55] 李江涛, 邱小龙, 邱晓桐, 等. 盐度对罗氏沼虾能量代谢和运动能力的影响[J]. 中国水产科学, 2021, 28(10): 1291-1302. [56] LAGE L P A, PLAGNES-JUAN E, PUTRINO S M, et al. Ontogenesis of metabolic gene expression in whiteleg shrimp (Litopenaeus vannamei): new molecular tools for programming in the future[J]. Aquaculture, 2017, 479: 142-149. doi: 10.1016/j.aquaculture.2017.05.030
-
期刊类型引用(5)
1. 李瑶瑶,金圣涵,翟瑞意,李英美,李婷婷,韩玲钰. 不同海参糖肽的制备及其对鲅鱼鱼糜凝胶品质的影响. 食品科技. 2024(05): 115-124 . 百度学术
2. 魏登枭,车丹丹,陈必链,何勇锦,周志华. 三相分离法提取裂殖壶藻中油脂、蛋白质和多糖的工艺优化. 中国油脂. 2023(03): 123-129 . 百度学术
3. 牛秋云. 小麦胚芽蛋白糖基化产物抗氧化特性研究. 食品与机械. 2023(05): 32-37 . 百度学术
4. 郭浩彬,李敏杰,张陆燕,章银良. 美拉德反应优化藜麦多肽抗氧化活性的研究. 中国调味品. 2023(12): 59-68 . 百度学术
5. 董烨,张益奇,张晓頔,胡学佳,戴志远. 鳙鱼皮水解物美拉德反应产物抗氧化活性研究. 核农学报. 2022(11): 2199-2209 . 百度学术
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