【doc】 黄鳍鲷主要消化酶活性在消化道不同部位的比较研究

【doc】 黄鳍鲷主要消化酶活性在消化道不同部位的比较研究 黄鳍鲷主要消化酶活性在消化道不同部位 的比较研究 第26卷第5期 2005年10月 海洋水产研究 MARINEFISHERIESRESEARCH Vo1.26,No.5 Oct.,2005 黄鳍鲷主要消化酶活性在消化道不同部位的比较研究 李希国李加儿H区又君 (中国水产科学研究院南海水产研究所,广州510300) (上海水产大学,200090) 摘要研究了黄鳍鲷(SparuslatusHouttuyn)主要消化酶(蛋白酶,淀粉酶,脂肪酶)在消化道不同 部位(肝胰脏,胃,前肠,中肠,后肠)的分布情况.结果明,蛋白酶,淀粉酶,脂肪酶比活最高的部位 分别是胃,肝胰脏和前肠,酶活性明显高于其他部分(P<O.01).从肠道消化酶的比活大小来看,蛋 白酶比活是前肠,中肠,后肠依次降低,淀粉酶比活是中肠>前肠>后肠,脂肪酶比活是前肠>后肠> 中肠. 关键词黄鳍鲷消化酶 中图分类号$965.3;Q556 分布 文献识别码A文章编号lOOO一7075(2005)05—0034—05 Comparativestudiesonthedigestiveenzymesactivity indifferentpartsofthealimentarycanalin YellowfinblackporgySparuslatusHouttuyn erOUYou—jun LIXi—guoLIJia— (SouthChinaSeaFisheriesResearchInstitute,ChineseAcademyofFisherySciences,Guangzhou510300) (ShanghaiFisheryUniversity,200090) ABSTRACTThedigestiveenzymes(Protease,amylase,andlipase)activitiesof5alimentary organs(Hepatopancreas,stomach,foregut,midgutandhingut)inYellowfinblackporgySparus latusHouttuynwhichweighs300---,400gweremeasured.Theorderofproteaseactivitywasas follows:stomach>foregut>midgut>hepatopancreas>hingut.Theproteaseactivityinstomach ismuchhigherthanthoseinotheralimentaryorgans(P%O.01),thedifferenceofproteaseactiv— itybetweenhepatopancreasandhingutwasnotsignificant(P>O.05).Theorderofamylaseac- tivitywasasfollows:hepatopancreas>stomach>midgut>foregut>hingut.Theamylaseactivi— tiesinthefivealimentaryorganswererelativelyhigh.Theorderoflipaseactivitywasasfol- lows:foregu>hingut>stomach~hepatopancreas>midgut.Thelipaseactivityinhingutwas verylowcomparatively.Theresultsshowedthatthestomach,hepatopancreas,andforegutwere themainalimentaryorganswhichdigestprotein,amylum,fatrespectively. KEYWORDSYellowfinblackporgySparuslatusHouttuynDigestiveenzymeDistribution 广东省重大科技兴海项目(A200051A03)资助 *通讯作者.E—mial:lie001@163.net. 收稿日期:2004—12-21;接受日期;2005—03—31 作者简介;李希国(1977一),在读硕士研究生,主要从事水产增养殖生 物学研究.E—mail:Ix0012@sohu.corn,Tel:(0755)25203224 第5期李希国等:黄鳍鲷主要消化酶活性在消化道不同部位的比较 研究 鱼类消化酶是整个鱼类消化生理学极其重要的研究内容之一.消化 酶与鱼类的生长以及营养物质的消 化,吸收都有着直接或间接的关系.国外对消化酶的研究工作开展的比较早,国内相对要晚一些,国内对消化 酶的研究主要开始于2O世纪8O年代中后期.随着资源的不断减少和人们对水产品需求的不断增加,促使养 殖业和饲料行业的快速发展,新的养殖品种不断增加,养殖规模在不断扩大.不断发展的生产实践需要新的理 论来指导,导致鱼类消化生理学的研究变的越来越重要.目前,国内外学者在鱼类消化酶研究方面做了不少工 作,主要集中在:(1)鱼类食性和消化酶的关系的研究;(2)季节变化与消化酶的关系;(3)鱼类消化酶酶促反应 与酶动力学等方面的研究;(4)天然饵料中的消化酶及外源消化酶在鱼类消化过程中的作用;(5)胚胎发育阶段 消化酶的发生和演变;(6)消化酶在体内的分布状况的研究.研究的主要种类中,淡水鱼类主要集中在鲤鱼,草 鱼,鲫鱼,鲢鱼,鳜鱼,鳙鱼,罗非鱼等.海水鱼类主要集中在真鲷,大黄鱼,美国红鱼,许氏平妯等. 黄鳍鲷(SparuslatusHouttuyn)属鲷科,俗称黄墙,黄脚鱼立,赤翅等,该鱼分布范围广泛,红海,阿拉伯海, 印度洋,西太平洋沿岸均有分布.我国沿海见于浙江以南海域,华南沿海分布甚为普遍.生活于近岸海域及河 口湾,属杂食性鱼类,主要摄食贝类,小型甲壳类,沙蚕,短尾类,藻类和 有机碎屑等.适盐范围广,有时进入河 口淡水区生活,是增养殖的优良种类,为我国南方沿海池塘和网箱养殖的重要对象.本文为黄鳍鲷消化酶活性 研究系列之一,初步研究了黄鳍鲷主要消化酶在肝胰脏,胃,前肠,中肠,后肠的分布情况,旨在为黄鳍鲷的人工 养殖提供参考. 1材料与 1.1实验材料 实验在广东省深圳市盐田中国水产科学研究院南海水产研究所深圳试验基地进行.实验用的黄鳍鲷购自 盐田农贸市场,为渔民在大鹏湾海区当天捕捞的野生新鲜活体,体重300~400g,体长为180~200miD_. 1.2方法 1.2.1酶液的制备 将黄鳍鲷活鱼运回实验室,在进行生物学测定之后,置于冰盘上解剖,取出全部肝脏和消化道,剔除脂肪和 消化道的内含物,内含物主要是小型贝类,沙蚕,大部分样本的胃里食物适量,但不充满,少数胃里食物充满,但 不膨胀.将消化道分成肝胰脏,胃(包括幽门垂),前肠,中肠,后肠5个部分,先置于4?冰冻重蒸水中在研钵 内研磨,再以玻璃匀浆器匀浆,匀浆液经离心(4500r/min)10min,沉淀,取上清液置于4.C冰箱中待用.分别 测定蛋白酶,淀粉酶和脂肪酶的活性,每批样品均在24h内测试完毕.每个样品设两个平行,文中数据为两次 测定的平均值. 1.2.2酶活性测定 1.2.2.1蛋白酶活性测定方法 采用福林酚试剂法.在室温下,取1ml酶液用pH值为7.6的磷酸缓冲液稀释5倍,加稀释后待测酶液 样品和2的酪蛋白各1ml,在37”C-V~应10rain后用TCA终止反应,37?保温10rain,过滤后,取滤液1 ml加5ml0.4mo1/L的碳酸钠溶液,再加0.5ml福林酚试剂显色.用722分光光度计,在波长650nIn测定 光密度.用酪氨酸做曲线. 1.2.2.2脂肪酶活性测定方法 取5mlpH值为8.0的0.025mol/ml的磷酸缓冲液和4ml聚乙烯醇橄榄油乳化液于三角烧瓶中,置37 ?下预热10rain,加入1ml酶液,准确反应60rain后以95%乙醇终止反应,加数滴1酚酞指示剂,用0?05 mol/ml的氢氧化钠标准溶液滴定.对照组为缓冲液和底物混合液,加95乙醇,再加酶液. 1.2.2.3淀粉酶活性测定 采用淀粉一碘显色法.取2淀粉液2ml,pH值为6.8的0.2mol/L磷酸缓冲液在37?水浴中平衡,加 酶液0.5ml,保温30min,于水中煮沸10rain,然后用次亚碘法测定葡萄糖,取1ml反应液于碘量瓶中,加0?1 海洋水产研究第26卷 N的碘液1ml,滴加0.15N的氢氧化钠1ml,摇匀,于室温下暗处静置20rain.再加0?4ml3NHzS0酸 化.以0.025N的硫代硫酸钠滴定,指示剂为2淀粉液,终点无色. 1.2.2.4酶液蛋白质浓度测定方法 采用福林酚试剂法,用酪蛋白做标准曲线. 1.2.2.5脂肪酶活性的定义 在pH值8.0和37.C条件下水浴1h,脂肪酶水解产生1~g/min分子脂肪酸的酶量,为1个脂肪酶的活 力单位.比活力定义为:活力单位/mg蛋白. 1.2.2.6蛋白酶活性的定义 在pH值7.6和37?条件下水浴10rain,蛋白质水解产生1~g/min分子酪氨酸的酶量,为1个蛋白酶的 活力单位.比活力定义为:活力单位/mg蛋白. 1.2.2.7淀粉酶活性的定义 在pH值6.8和37?条件下水浴3Orain,淀粉水解产生1~g/min分子葡萄糖的酶量,为1个淀粉酶的活 力单位.比活定义为:活力单位/mg蛋白. 1.2.3数据统计 应用spssl0.0对实验结果进行显着性统计分析. 2结果 2.1蛋白酶在消化道的分布情况 黄鳍鲷消化道不同部位的各种消化 酶的分布情况见图1.由图1可见,胃 中蛋白酶的活性明显高于肝胰脏和肠 (P<0.01),后者不足前者的1/4.肝胰 脏,胃,肠道,其大小顺序为胃>肠道> 肝胰脏.但肠道与肝胰脏蛋白酶活性差 异性不明显(P>0.05).前肠,中肠,后 肠蛋白酶活性大小顺序依次降低.结果 表明,胃可能是黄鳍鲷消化蛋白质的主 要场所. 2.2淀粉酶在消化道的分布情况 黄鳍鲷消化道不同部位的淀粉酶分 布情况见图2.由图2可见肝胰脏的淀 粉酶活性最高,其大小顺序是肝胰脏> 胃>中肠>前肠>后肠.胃和中肠的差 异性很小(P>0.05),明显高于前肠和 后肠(P<0.01).从肝胰脏,胃和整个 肠道(取中肠,前肠和后肠的平均值)来 看,大小顺序是肝胰脏>胃>肠道,差异 明显(P<0.01).最小值(后肠)为最大 值(肝胰脏)的1/4左右.从黄鳍鲷淀粉 酶活性在整个消化道的分布来看,其整 . _._._l 肝胰脏胃前肠中肠后肠 HapatopancreasStomachForegutMidgutHingut 图1黄鳍鲷消化道不同部位的蛋白酶比活 Fig.1Specificactivitiesofproteinaseindifferentparts ofalimentaryorgansinS.1atus 5O O 肝胰脏胃前肠中肠后肠 HapatopancreasStomachForegutMidgutHingut 图2黄鳍鲷消化道不同部位淀粉酶比活 Fig.2Specificactivitiesofamylaseindifferentparts ofalimentaryorga中肠,只有 前肠的1/2.将整个肠道看成整体(酶 活性取中肠,前肠和后肠的平均值)则脂 肪酶活性大小顺序是肠道>胃>肝胰 脏,相互之间差异明显(P<0.01).从 中肠,前肠和后肠来看,则脂肪酶活性以 前肠最高,后肠次之,中肠最低,相互之 间差异也很明显(P<O.O1). 3讨论 25a 200 150 100 50 0 肝胰脏胃前肠中肠后肠 HapatopancreasStomachForegutMidgutHingut 图3黄鳍鲷消化道不同部位脂肪酶比活 Fig.3Specificactivitiesoflipaseindifferentparts ofalimentaryorgansinS.1atus 3.1蛋白酶在消化道的分布 鱼类的消化机能是与其结构相适应的.鲢,鳙的肝胰脏蛋白酶活性显着高于其他组织器官中的(黄峰 等1996),鲈鱼,罗非鱼(Fish1960),鲭,油鲱(Chesley1934),胡子鲇(Uyseta1.1987)的胰脏组织和真 鲷(Fish1960),草鱼(黄耀桐等1988)肝胰脏的蛋白酶或淀粉酶比其他组织的要高.鲢,鳙肝胰脏的蛋白酶 和淀粉酶活性明显大于其他组织器官的(P<O.05).吴婷婷等(1994) 研究认为鳜鱼,鲢蛋白酶活性由前肠向 后肠逐渐下降,尤其鳜鱼胃内蛋白酶活性比肠部的高得多,鲢前肠蛋白酶活性比后肠的高,但差异不明显.这 一 点与本研究对黄鳍鲷的研究结果相似,但黄鳍鲷前肠和后肠蛋白酶活性差异明显.另外,他们还研究发现青 鱼,鲤,鲫,草鱼肠道蛋白酶活性前肠向后肠逐渐升高,其中青鱼的前后肠之间蛋白酶活性差异显着.草鱼和鲫 鱼的前后肠之间蛋白酶活性差异不明显.Bitterlich(1985)在鲢,鳙,Hofer(1982)在莫桑比克罗非鱼,Uys (1987)在非洲鲇,倪寿文等(1993)指出草鱼,鲤,鲢,鳙,尼罗罗非鱼的肠蛋白酶活性由前肠向后肠逐渐下降,这 与吴婷婷等(1994)对鳜鱼和鲢研究的结果一致,也与作者对黄鳍鲷的研究一致.而对青鱼,鲤,鲫,草鱼研究的 结果不一致.黄耀桐等(1994)认为草鱼肠道蛋白酶活性以后肠最高,前,中肠次之,彼此间差异不明显,与吴婷 婷(1994)对草鱼的研究结果相一致.有胃鱼和无胃鱼的肠道前部是消化食物的主要场所(尾崎久雄1983). 鲢(Chesley1934),鲤(Fraisse1981),鲈鱼(Fish1960),罗非鱼和虹鳟(Salmogairdneri)等鱼的肠道胰蛋 白酶,蛋白酶和淀粉酶等消化酶活性由前端向后呈递减趋势(Moleese1982).因此可以认为,鱼类肠道不同 部位蛋白酶活性不一定呈现规律性变化,而是因鱼而异,与鱼类的食性及消化酶的分泌有密切的关系.这些问 题还有待进一步研究. 3.2淀粉酶在消化道的分布 大西登史良等(1969)了大麻哈鱼(Oncorhynchusketa),虹鳟,美洲红点鲑(Salvelinusketa),红点鲑 (S.pluvius),湖红点鲑(S.salvelinus)等的胃,肝脏,肠淀粉酶活性远不如幽门垂的淀粉酶活性,说明消化系统 不同部位淀粉酶的活性也不尽相同.吴婷婷等(1994)研究也发现不同组织间淀粉酶活性存在差异.鳜鱼的肝 脏,肠和胃均有较高淀粉酶活性;草鱼,鲤和鲢肝脏淀粉酶活性高于肠道,但差异不显着(P>0.05),作者对黄 鳍鲷研究的结果与此相似.而且肝脏与肠内的淀粉酶活性差异显着.青鱼和鲤肝脏中淀粉酶活性明显低于肠 道(P<O.01).草鱼,鳜鱼整个消化道中也存在淀粉酶,而且活性也较高,青鱼,草鱼,鲤,鲫鱼和鲢等5种无胃 鱼类肠道中淀粉酶活性均无明显差异.除鳜鱼外,青鱼,草鱼,鲤,鲫和鲢鱼5种无胃鱼类的肠道各部位脂肪酶 活性和淀粉酶活性变化有互补现象,即淀粉酶活性高的部位脂肪酶活性低;相反,脂肪酶活性高的,淀粉酶活性 低(吴婷婷等1994).这一点也与作者对黄鳍鲷研究性因鱼而异.鳜 鱼,青鱼,鲤,鲢肝脏中脂肪酶活性显着低于肠道中的(P<O.01);而草 鱼和鲫鱼肝脏中脂肪酶活性与肠道中的 差异不明显(P>O.05).就肠道的消化酶分布而言,鳜鱼,青鱼后肠的脂肪酶活性明显高于前肠和中肠(P< 0.01和P<O.05).鲢的脂肪酶活性显示了前肠高于后肠(P<O.05); 草鱼后肠的脂肪酶活性高于中肠(P< 0.05),而与前肠无显着差异;鲤,鲫鱼的脂肪酶活性在肠道各部位差异不明显.相对而言,鲤中肠的脂肪酶活 性略高,而鲫鱼前肠脂肪酶活性略低.倪寿文等(1993)研究表明,鲤和尼罗罗非鱼的前肠脂肪酶活性最高,与 作者对黄鳍鲷的研究相似.另外,倪寿文等(1993)还发现草鱼,鲢鱼,鳙鱼肠道脂肪酶活性以中肠最高,与作者 对黄鳍鲷的研究恰好相反.A1一Hussaini报道(1949)某些鲤科鱼类肠脂肪酶的浓度由前向后逐渐降低.Ghost 等(1987)等发现梭鱼前肠脂肪酶活性较强.作者对黄鳍鲷消化酶分布的研究表明,将肠道看成整体(取中肠, 前肠和后肠的平均值)则脂肪酶的大dqi~,序是肠道>胃>肝脏,即:脂肪酶活性从消化道由后向前依次升高. 就肠道而言,脂肪酶活性以前肠道最高,后肠次之,而中肠最低.这一结果与鳜鱼,青鱼,鲤,鲢,草鱼和鲫鱼等 淡水鱼类的脂肪酶分布既有相似之处也有不同之处,再次表明鱼类消化酶的分布情况有差异,其具体原因有待 进一步系统研究. 参考文献 李瑾,何瑞国,王学东.2001.中华鲟消化酶活性分布的研究.水产科技情报,28(3):99,102 吴婷婷,朱小明.1994.鳜鱼,草鱼,鲤,鲫,鲢消化酶活性研究.中国水产科学,1(2):10,17 邹师哲,王义强,张家国.1998.饲料中蛋白质,脂肪一碳水化合物对鲤消化酶的影响.上海水产大学,7(1):69,74 倪寿文,桂远明,刘焕亮.1993.草鱼鲤,鲢,鳙和尼罗罗非鱼肝胰脏和肠道蛋白酶活性的初步探讨.动物,39(2);16O,166 倪寿文,桂远明,刘焕亮.1990.草鱼,鲤,鲢,鳙和尼罗罗非鱼脂肪酶活性的比较研究.大连水产学院,12(5):19,23 黄峰,严安生,汪小东.1996.鲢,鳙胰蛋白酶的研究.水产,20(1):68,71 黄峰,严安生,牟松,汪小东.1999.鲢,鳙胰蛋白酶,淀粉酶的研究.中国水产科学,6(2):14,17 黄耀桐,刘永坚.1988.草鱼肠道肝胰脏蛋白酶活性初步研究.水生生物,12(4):328,332 大西登史良,村山繁雄.1969.养殖7灭类酵素活性(,’/口于7’一,了’,Y于一,了’,L,等于一努,/灭了’于一)汇关寸6研究.日水 会年会讲演要旨,7O 尾崎久雄.1983.鱼类消化生理学(上,),吴尚忠译.上海:上海科学技术出版社,296,328 AL—Hussaini.A.H.1949.Onthefunctionmorphologyoftheal{mentarytra ctofsomefishesinrelationtodifferenceintheirfeedinghabit.Cytology andPhysiology.Quant.J.Micro.Sci.9(4):323,354 Bitterlich,G.1985.Digestiveenzymepatternsoftwostomachlessfilterfeederssilvercarp,HypophthalmichthysmolitrixVa1.,andbigheadcarp. Aristichthysnobilis(Rich).J.FishBio1.27:103,112 Chesley,L.C.1934.Theconcentrationofprotease,amylase.andlipaseincertainmarinefisher.BiolBul1.66:133,144 Fish,G.R.1960.ThecomparativeactiveofsomedigestiveenzymesinthealimentarycanalofTilapiaandPerch.Hydrobiologia,XV(1/2):161,177 Fraisse,M.,Woo,N.Y.S.,Noaillao—Depeyre,J.eta1.1981.Distributionpat —ternofdigestiveenzymeactivitiesintheintestineofthecatfish (AmeiurusnebulosusL.)andofthecarp(Cprn”scarpioL.)BiochemPhysio1.70A:443——446 Ghosh,K,M.Das.,andGhash,A.1987.Studiesonthecomparativeactivityofsomedigestiveenmyzesinferandadultofamullet.Lizaparva (Ham.)J.AquacultureintheTropics,2:9,15 Hofer,R.1982.Proteindigestionandproteolyticactivityinthedigestivetractofanomnivorouscyprinid,Comp.Biochem.Physio1.72a:55,63 Moleese,J.M.,andStevens,E.D.1982.Theeffectofacclimationtemperature,assaytemperature,andrationonthespecificactivityoftrypsinand chymotrypsinfromrainbowtrout(Salmogairdneri).Comp.Biochem.Phesio1.738(3):831,834 Uys,W.,andHecht,T.1987.Assaysonthedigestiveenzymesofsharptoothcat fish,Clariasgariepinus(Pisces:Claxiidae).Aquaculture,83:301, 318