維生素C對龍睛金魚親魚繁殖性能、免疫及后代仔魚質量的影響

李鐵梁，邢薇，徐冠玲，馬志宏，姜娜，郁歡歡，羅琳

(北京市農林科學院 水產科學研究所，北京 100068)

金魚是中國特有的名貴觀賞魚類，具有久遠的養殖歷史，并因其絢麗的色彩、優美的體態及典雅的游姿深受人們喜愛，享有中國“國魚”的美譽。金魚上市前要通過多輪的淘汰優選，出品率極低[1]，以龍睛金魚Carassiusauratus為例，生產中多數仔魚因身體或顏色上的畸形、殘缺而被淘汰，能作為成品魚上市的比例不足10%。因此，在人工育苗過程中提高親魚繁殖性能及仔魚質量成為金魚養殖產業中亟待解決的問題。魚類在繁殖階段需要大量營養，該階段營養失衡或缺乏會引起親魚性腺發育不良，配子質量低下，進而導致親魚繁殖性能及仔魚質量降低[2]。因此，滿足親魚營養需求是提升親魚繁殖性能與仔魚質量的重要保障。但有關金魚親魚的營養需求研究目前幾乎還是空白。

維生素C(vitamin C，VC)是維持動物生長和正常生理功能所必需的微量營養元素[3-4]。近年來，對食用魚的研究發現，VC可通過促進親魚性腺發育[8]，改善精卵質量，進而影響親魚的繁殖性能[9-10]和后代仔魚質量[9]。目前，有關VC對觀賞魚生長[5]、免疫、抗應激反應[6]和總色素穩定性[7]的研究已有一些報道，但有關金魚親魚對VC營養需求的研究鮮見報道。

本研究中，以龍睛金魚為研究對象，開展了VC對龍睛金魚親魚繁殖性能及仔魚質量的影響研究，探究VC在龍睛金魚親魚性腺成熟、產卵和仔魚階段的作用，以期為開發觀賞魚親魚營養強化飼料提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用魚為人工養殖的龍睛金魚親魚，由北京鑫淼觀賞魚養殖中心提供，并在該公司養殖車間進行試驗。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計及飼料制作 試驗用魚為當年繁殖的3月齡龍睛金魚，初始體質量為(6.60±0.12)g，選取體質健康、攝食活躍的龍睛金魚作為試驗用魚。試驗開始時，隨機分配供試魚至4個試驗組，每個試驗組設置3個平行，共用12個養殖池(1.5 m×1.5 m×0.6 m)進行養殖，投喂試驗飼料至7月齡(當年12月初)時，按雌、雄比為1∶2，每個池隨機留下10尾雌魚和20尾雄魚越冬培養，待第2年水溫達到20 ℃、出現雄魚追逐雌魚時(4月中旬)，開始繁殖試驗。

試驗飼料以魚粉、豆粕為主要蛋白源，以魚油、豆油為主要脂肪源，VC添加劑為35%(質量分數)的L-抗壞血酸-2-磷酸酯(購于河北天寅生物技術有限公司)，采用內添加的方式將L-抗壞血酸-2-磷酸酯添加在飼料原料中，與原料一起過 245 μm孔徑的篩，用攪拌機混勻后制成直徑為 2.0 mm的顆粒飼料(膨化飼料)，于-20 ℃下保存備用。試驗飼料由北京友誼恒遠科技有限公司加工，以該公司鯽飼料中L-抗壞血酸-2-磷酸酯的添加量0.05%(質量分數)作為參考，設計試驗飼料中L-抗壞血酸-2-磷酸酯的等比添加量分別為0.05%(對照)0.25%、0.50%和1.00%(均為質量分數)，對應各組飼料中VC含量的計算值分別為0.175、0.875、1.75、3.50 mg/g。試驗飼料的組成及營養成分見表1和表2。

表1 試驗飼料的組成成分Tab.1 Ingredient of the experimental diets w/%

表2 試驗飼料的一般營養成分

1.2.2 親魚管理 親魚池保持水深為30～50 cm，越冬時維持在80 cm，采用循環水、充氣養殖，每24 h換水量為池水體的1/10。溶解氧保持在6 mg/L以上，氨氮質量濃度<0.2 mg/L，亞硝酸鹽質量濃度<0.05 mg/L。養殖車間頂部采用透明陽光板，日照充足。高溫季節每天飽食投喂3次，每周停食1 d，越冬時停止投喂。養殖過程中，每半月抽樣檢測魚病及健康狀況。

1.2.3 受精卵和出膜4 d內仔魚培育 親魚培育期結束后，為了同步試驗條件，挑選具備催產條件的試驗魚(雌魚，手握感覺腹部后端柔軟，生殖孔發紅且有外翻跡象，腹棱(線)較平整；雄魚，手觸感覺鰓蓋追星明顯，生殖孔發紅且輕觸有少量濃稠精液流出)，注射復方鮭促性腺釋放激素類似物(購于寧波第二激素廠)，從胸鰭基部注射，雌魚注劑量為2 U/100 g，雄魚注射劑量為1 U/100 g；24 h后人工擠卵，并測定每尾產卵親魚的產卵量。采用半干法進行人工授精，受精卵采用靜水培育，將一定數量的受精卵黏附在白色瓷片上，置于凈水容器中，晝夜水溫保持在19～24 ℃，pH 7.5，溶解氧>6 mg/L，光照充足。4～5 d仔魚出膜后適當充氣，光照度控制在500 lx之內，每24 h換水1/3。

1.2.4 樣品采集與處理 人工授精前，從每個平行隨機取3尾雌、雄親魚稱重，并采集部分精、卵，從尾靜脈采集親魚血液，制備血清后于-20 ℃下保存，用于非特異免疫指標和激素指標的測定；采血后的親魚解剖取其性腺組織稱重，并取其腦組織，各組織樣品均用液氮速凍后于-80 ℃超低溫冰箱中保存備用。雄魚精液置于4 ℃下保存，用于測定雄魚精子活力和密度。

1.2.5 仔魚質量評價 將一定數量的受精卵黏附在白色瓷片上，靜水培養，用來統計受精率、發眼率、出膜率和仔魚4 d時的成活率。

1.2.6 指標的測定與計算

1)精子活力。取4 ℃下保存的各試驗組精子樣品，快速用養殖池水稀釋20倍后，滴加在精子分析儀上，利用精子分析系統MX 7.5檢測精子存活率和精子密度。

2)繁殖性能及仔魚質量(kg)。相關計算公式為

相對懷卵量=可擠出成熟卵數量/魚體質量，

受精率=受精卵數量/總卵數×100%，

發眼率=發眼卵數量/受精卵數量×100%，

出膜率=出膜仔魚數量/發眼卵數量×100%，

4 d仔魚成活率=96 h時仔魚數量/出膜魚

數量×100%。

3)血清中雌二醇(Estradiol，E2)和睪酮(Testosterone，T)水平，采用北京北方生物技術研究所有限公司生產的試劑盒檢測血清中E2和T水平,具體測定方法參照試劑盒說明書。

4)非特異免疫指標水平。采用南京建成生物工程研究所生產的試劑盒檢測超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、溶菌酶(LZM)活力及丙二醛(MDA)含量；采用浙江維益生物科技有限公司生產的試劑盒檢測補體C3水平。

1.2.7 雌二醇受體(Erα)、睪酮受體(AR)、PPAR抗氧化受體(PPARγ、PPAR α)和芳香化酶(CYP19a1a)基因表達水平的測定 采用Trizol法提取卵巢與精巢組織中的總RNA。使用反轉錄酶FastQuant RT Kit (with gDNAase，TIANGEN)進行cDNA反轉錄。以18S rRNA為內參，采用qRT-PCR檢測CYP19a1a、Erα、PPARγ、PPARα和AR基因的相對表達水平，qRT-PCR的特異性引物設計序列見表3，具體操作參照習丙文等[11]的方法。

1.3 數據處理

試驗結果以平均值±標準差(mean±S.D.)表示。采用SPSS 17.0軟件進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，采用Duncan法進行組間多重比較，顯著性水平設為0.05。

表3 RT-PCR引物序列Tab.3 Real-time PCR primer sequence

2 結果與分析

2.1 VC對親魚繁殖性能及后代仔魚質量的影響

從表4可見：各組龍睛金魚親魚的相對懷卵量有顯著性差異(P<0.05)，其中1.75 mg/g VC添加組的相對懷卵量最高，且顯著高于3.50、 0.175 mg/g VC添加組；各試驗組間精子存活率和受精率無顯著性差異(P>0.05)，均為1.75 mg/g VC添加組最高，精子存活率和受精率最高分別為94.65%和91.50%；飼料中VC水平對親魚的精子密度有顯著性影響(P<0.05)，0.875、1.75 mg/g VC添加組的雄魚精子密度顯著高于其他兩組(P<0.05)。

從表4還可見：飼料中VC水平對龍睛金魚的發眼率、出膜率和4 d仔魚成活率存在顯著性影響(P<0.05)；1.75 mg/g VC添加組這3項指標均為最高，且顯著高于其他各組(P<0.05)，各試驗組4 d仔魚成活率均在80%以上。

從表5可見：雌性親魚血清E2水平隨飼料中VC含量變化發生顯著性變化(P<0.05)，其中以1.75 mg/g VC添加組E2水平最高，且與 3.50 mg/g VC添加組存在顯著性差異(P<0.05)；各組間雄性親魚血清T水平無顯著性差異(P>0.05)。

從圖1可見：1.75 mg/g VC添加組雌性親魚的ERα表達量最高，且顯著高于0.175、3.50 mg/g VC添加組(P<0.05)；1.75 mg/g VC添加組雌魚卵巢中CYP19a1a基因表達量最高，且顯著高于 3.50 mg/g VC添加組(P<0.05)；0.875 mg/g VC添加組雄性親魚精巢中AR表達量最高，且顯著高于其他VC組(P<0.05)。

2.2 VC對親魚非特異性免疫能力的影響

從表6可見：飼料中添加VC能顯著增加雌性親魚的血清C3水平(P<0.05)，并降低LZM水平(P<0.05)；飼料中VC添加量對雄性親魚血清C3、LZM水平無顯著性影響(P>0.05)。

表4 飼料中VC添加量對親魚繁殖性能及仔魚質量的影響Tab.4 Reproductive performance and larval quality of tested fish fed diets containing different contents of VC

表5 飼料中VC添加量對親魚血清性激素水平的影響

標有不同字母者表示同一指標下不同VC水平組間有顯著性差異(P<0.05)，標有相同字母者表示組間無顯著性差異(P>0.05)，下同。The means with different letters within same index are significant differences in the different VC level groups at the 0.05 probability level, and the means with the same letter are not significant differences, et sequentia.圖1 飼料中VC添加量對親魚性腺性類固醇激素 ERα、 CYP19 a1 a和 AR基因表達水平的影響Fig.1 Sex steroid hormone gene expression levels in gonads of tested fish fed diets containing different contents of VC

2.3 VC對親魚抗氧化性能的影響

從圖2可見：隨著飼料中VC添加量升高，親魚血清SOD水平呈先上升后下降的趨勢，在1.75 mg/g VC添加組雌魚和雄魚血清SOD活力均達到最高，且顯著高于其他VC組(P<0.05)，但其他各組間親魚卵巢和精巢中SOD水平無顯著性差異(P>0.05)；飼料中VC添加量對雌魚卵巢MDA水平有顯著性影響(P<0.05)，0.875、1.75 mg/g VC添加組親魚卵巢MDA水平顯著高于0.175 mg/g VC添加組(P<0.05)；飼料中VC添加量對雌魚血清CAT水平有顯著性影響(P<0.05)，以1.75 mg/g VC添加組的CAT水平最高，且顯著高于其他VC組(P<0.05)。

圖2 飼料中VC添加量對親魚血清及性腺中SOD、MDA和CAT水平的影響Fig.2 Levels of SOD, MDA and CAT in serum and gonads of tested fish fed diets containing different contents of VC

表6 飼料中VC添加量對親魚血清中C3和LZM水平的影響Tab.6 Levels of serums C3 and LZM of tested fish fed diets containing different contents of VC

從表7可見：飼料中VC添加量對雌魚卵巢PPARγ水平有顯著性影響(P<0.05)，以1.75 mg/g VC添加組卵巢PPARγ表達水平最高，且顯著高于0.875、3.50 mg/g VC添加組(P<0.05)；飼料中VC水平對雄性親魚精巢PPARγ水平無顯著性影響(P>0.05)。

表7 飼料中VC添加量對親魚性腺 PPARγ表達水平的影響

3 討論

3.1 VC對親魚性激素合成的影響

VC被認為是卵泡細胞合成分泌雌激素的一種輔助因子，參與調節機體內雌激素的合成與分泌[12]，并影響性腺發育。雌激素E2可以誘導雌魚性腺發育，基因CYP19a1a和ERα通過調控激素水平參與雌魚卵巢分化。本研究中，經過4個月的VC營養強化后，發現飼料中VC添加量為1.75 mg/g時，雌性親魚血清E2水平、CYP19a1a表達水平、ERα基因表達水平及相對懷卵量均高于另外兩組VC含量較低的試驗組(0.175、0.875 mg/g)，即基因水平、激素水平和繁殖性能結果一致，這說明飼料中VC含量提高有利于雌魚卵巢發育，進而提高了雌魚的產卵性能。這與對大西洋鮭Salmosalar親魚的研究結果一致[13]。當飼料中VC添加量提高至3.50 mg/g時，E2水平、CYP19a1a表達水平和ERα表達水平及相對懷卵量均出現下降。這可能是由于VC含量過高或營養不均衡，通過“腦—腦垂體—性腺”內分泌系統抑制了E2合成，影響到親魚的生殖進程。

本研究中，雄魚AR表達水平隨VC添加量增加呈先升高后降低趨勢，與雌魚激素相關基因的變化趨勢一致。雄魚血清中睪酮T水平隨飼料中VC水平的變化趨勢與雌魚血清E2的變化趨勢并不一致。這可能是由于T是E2的底物，E2是在芳香化酶(CPY)的作用下由T轉化而來的[14]，因此，飼料中VC添加量對T和E2的刺激效果不同。

3.2 VC對親魚繁殖性能的影響

VC對魚類繁殖性能的重要影響已被廣泛研究證實。利用添加VC的飼料連續投喂遮目魚Chanoschanos3年后，遮目魚親魚的產卵量、孵化率和魚苗成活率均得以提高[15]。對大菱鲆Scophthalmusmaximus[8]、半滑舌鰨Cynoglossussemilaevis[9]等的研究均發現，飼料中添加VC能有效提高親魚的精子密度和卵子受精率。本研究中，飼料中VC添加量為0.175～1.75 mg/g時，供試親魚的相對懷卵量、精子存活率和精子密度均隨飼料中VC添加量升高而上升，與上述研究結果一致。當VC添加量提高至3.50 mg/g時，龍睛金魚相對懷卵量、精子存活率和精子密度反而下降。這與對大菱鲆[8]親魚的研究結果有所差別，在大菱鲆親魚飼料中VC添加量為0.80 mg/g時，其產卵量與對照組相比顯著增加，而當VC添加量增加到4.80 mg/g時，大菱鲆親魚的產卵量與0.80 mg/g VC組相比無顯著性差異，但有升高趨勢。這種差異可能與魚的種類有關，不同魚類對VC的需求、敏感度和耐受能力不同。對龍睛金魚而言，飼料中添加1.75 mg/g VC可能更有利于提高親魚產卵量。

3.3 VC對親魚健康及后代仔魚質量的影響

觀賞魚飼養過程中常面臨營養過?；騾T乏所引發的營養性應激反應。應激壓力易導致機體非特性免疫防御系統遭到破壞，外源病菌易感性增加[16]。觀賞魚親魚免疫力低不僅影響自身健康與觀賞性能，同時可能影響后代仔魚質量。本研究表明，飼料中VC添加量對雌魚血清C3、LZM、血清SOD、CAT及卵巢PPARγ水平均有顯著影響，適宜的VC含量(0.875～1.75 mg/g)能顯著提高龍睛金魚雌魚的非特異免疫能力和抗氧化性能；同時，仔魚發眼率、出膜率和仔魚出膜后4 d的成活率對VC添加量的響應變化趨勢與雌魚非特異免疫力一致。經典免疫學認為，母源免疫在免疫防御中發揮重要作用，雌性親魚免疫力和抵抗力的提高，可由卵子直接傳遞到初生子代，從而提高子代質量[17]。因此，推測飼料中VC可能通過增強雌性親代免疫力提升后代質量。

3.4 龍睛金魚親魚飼料的適宜VC水平

培育健康、優質的后代仔魚是觀賞魚親魚培育的主要目標。親魚在性腺發育過程中，尤其是卵子需要積累大量營養物質以滿足胚胎和仔魚早期的正常發育[2-3]。因此，親魚營養狀況直接影響親魚繁殖性能及后代仔魚產量[3]。本研究中，VC添加量為0.875 mg/g時，雖然從相對懷卵量、精子密度和4 d仔魚成活率方面對親魚的繁殖性能和后代質量有一定促進作用，但飼料中VC的含量顯然不能滿足親魚在繁殖期對VC的需求；而VC添加量為1.75 mg/g時，對親魚的繁殖性能有顯著改善。值得注意的是，在飼料中VC添加量增加至3.50 mg/g時，親魚繁殖性能相比1.75 mg/g VC添加組反而出現下降。綜合考慮，飼料中添加1.75 mg/kg VC更有利于改善龍睛金魚親魚的繁殖性能。

普通金魚飼料VC含量一般在0.140～0.17 mg/g，基本能夠滿足日常營養需求，但本研究中發現，VC添加劑量為0.875～1.75 mg/g時才能滿足親魚對VC的需求。對虹鱒Oncorhynchusmykiss的研究也發現類似現象，虹鱒生長發育所需VC添加量為0.05 mg/g，但親魚繁殖期所需VC添加量為0.40 mg/g[18-19]。這可能是因為魚類在親魚階段對VC需求量更高的原因。

4 結論

1)飼料中添加VC后，龍睛金魚親魚雌魚血清C3、LZM、SOD、CAT及卵巢PPARγ水平均顯著改善，說明飼料中添加適量的VC能提升龍睛金魚親魚的非特異性免疫能力和抗氧化能力。

2)飼料中添加VC后，龍睛金魚雌性親魚相對懷卵量、雄性親魚精子存活率和精子密度均顯著提高，說明飼料中添加適量的VC能改善龍睛金魚親魚的繁殖性能。

3)飼料中添加VC后，龍睛金魚仔魚發眼率、出膜率和仔魚出膜后4 d成活率顯著提升，說明飼料中添加適量的VC能提高龍睛金魚仔魚質量。