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杂色鲍黄壳色突变体的形态学参数及营养成分分析

2015-07-26柯才焕李卫东游伟伟

关键词:氨基酸个体群体

王 波,柯才焕,李卫东,游伟伟*

(1.厦门大学海洋与地球学院,福建 厦门361102;2.海南省海洋与渔业科学院,海南 海口570203)

杂色鲍(Haliotisdiversicolor),又称九孔、九孔鲍,是主要分布于东亚及东南亚地区的一种小型鲍鱼,也是我国南方主要的鲍鱼养殖种类[1].鲍的贝壳颜色通常因食物的不同而改变,如早在1962年日本学者就已发现皱纹盘鲍(Haliotisdiscushunnai)的食物由褐藻、绿藻改为红藻时贝壳颜色由蓝绿色转变为褐色[2],但鲍贝壳颜色出现变异、分化的现象也已有部分报道.Kobayashi等[3]在一个皱纹盘鲍全同胞家系中发现了有别于野生型(绿色)贝壳颜色的蓝壳色突变型个体,通过与野生型个体的杂交实验表明,皱纹盘鲍蓝壳色表型受遗传控制,是单位点、2个等位基因的遗传决定机制.Liu等[4]也对皱纹盘鲍橘红壳色突变型(O表型)与绿壳野生型(G表型)的遗传特性进行了研究,结果显示,橘红色相对于绿色为隐性性状,基因型为oo的个体其表现型为橘红色(O表型),而基因型为GG或Go的个体其表现型为野生型(G表型),并在此基础上选育出“中国红”皱纹盘鲍新品系.壳色作为重要的表型和遗传标记,为贝类的遗传及品种选育工作提供了新的素材与研究方向.

我国南方养殖的杂色鲍通常以褐藻或海带为主要食物,鲍的正常壳色因此而显褐红色或绿色,并因所投喂食物的不同而改变.但突变个体在稚贝阶段(3月龄左右)即可观察到明显的黄壳色,且随后贝壳颜色不因所摄食的食物而改变,稳定表现出与正常壳色截然不同的黄壳色.范飞龙等[5]首次在杂色鲍中发现了黄壳色突变个体,并通过构建不同壳色家系,对其早期的生长发育性状进行了比较,并初步探讨了其遗传规律,但至今仍未明确壳色异常是否会引起二者在表型、生理生化等指标上的差异.

海洋贝类普遍具有壳色多态性,目前也已有不少颜色性状与其他经济性状相关性的研究[6-10].本研究以杂色鲍正常壳色个体与黄壳色突变个体为研究对象,旨在寻找二者在形态学参数及营养成分上的异同点,以期进一步丰富杂色鲍的基础数据库,并为今后优良品种的培育提供参考依据.

1 材料与方法

1.1 实验材料

在“东优1号”杂色鲍的养殖群体中,发现了少量的黄壳色突变个体.分别挑选正常壳色和黄壳色个体作为亲本,建立壳色家系,用于壳色遗传规律的研究.经过1年的养殖,在各家系后代中挑选出100粒处于繁殖前期的杂色鲍正常壳色与黄壳色成贝用于本研究.

1.2 形态学参数测定

将鲍壳表面的杂质洗刷干净后,用游标卡尺(精确度为0.02mm)测量壳长(L)、壳宽(W)、壳高(H),采用机械方法将鲍壳、足肌和内脏团分离后,用电子天平(精确度0.01g)测量全湿质量(Y1),足肌质量(Y2)及壳质量(Y3),并计算含肉率.参照 Kobayashi等[11]的方法,计算2个群体杂色鲍的壳型与密度相关参数.其中,壳型参数定义为壳长、壳宽以及壳高分别占三者总和的比例,记为L/(L+W+H)、H/(L+W+H)、W/(L+W+H);密度相关系数定义为全湿质量、足肌质量以及壳质量分别与壳型体积的比例,记为Y1/(L×W×H)、Y2/(L×W×H)、Y3/(L×W×H).

1.3 样品处理

每个群体分别取20粒个体,设置3个平行组.剥壳,分离足肌、内脏团并于60℃烘干,随后研细混匀,过80目筛,置于干燥器中,随机取样供营养成分分析.反复用双蒸水清洗鲍壳,沥干后在室内晾干1周,待水分含量稳定,将每组鲍壳敲碎混匀后供成分测定分析.

1.4 一般营养成分测定

参照许贻斌等[12]的方法,粗蛋白质含量依照凯式定氮法测定;粗脂肪含量采用索式(无水乙醚)抽提法测定;水分含量的测定采用烘箱(105℃)干燥法;灰分含量的测定采用马福炉(550℃)灰化法;还原糖和蔗糖含量的测定采用酸水解后用标准的酒石酸钾溶液直接滴定的方法.

1.5 矿物质元素含量测定

60℃条件下,将烘干的足肌、内脏团和鲍壳样品采用质量分数为65%的HNO3消化3h,再用双蒸水定容,最后用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对各矿物质元素含量进行定量测定[13].

1.6 氨基酸和脂肪酸种类及含量测定

采用盐酸水解法,使用氨基酸自动分析仪,测定已烘干肌肉样品中氨基酸的种类及含量.采用苯-石油醚萃取足肌样品的脂质,萃取所得的脂质经甲酯化后,再用气相色谱仪测定其中的脂肪酸种类与含量[12].

1.7 营养价值的评价指标

根据氨基酸特征,将不同的氨基酸种类进行求和,依据苏天凤等[14]的研究方法,分别统计鲜味氨基酸、支链氨基酸和芳香族氨基酸的总量,并计算支芳值.

必需氨基酸营养价值的评定根据 WHO/FAO(1973)建议的每克氮氨基酸评分标准模式和中国预防医学科学院、营养与食品卫生研究所提出的鸡蛋蛋白模式进行比较[15],并分别计算氨基酸评分(amino acid score,AAS)、化学评分(chemical score,CS)和必需氨基酸指数(essential amino acid index,EAAI).

1.8 数据统计

实验结果采用软件SPSS 17.0进行分析,在oneway ANOVA基础上,采用Duncan氏法进行多重比较.

2 结 果

2.1 2种壳色杂色鲍群体的形态学参数比较

表1为2种壳色杂色鲍群体的形态学参数比较.经方差分析,实验选取的2个群体在主要的形态学参数上均无显著性差异(p>0.05),而在与营养价值相关的含肉率指标上二者均接近50%.

表1 2种壳色杂色鲍群体的形态学参数Tab.1 Morphological traits of two H.diversicolor groups with different shell colors

如表2所示,与壳型以及密度相关的参数指标比较结果显示,Y2/(L×W×H)值的变异系数最大,L/(L+W+H)值的变异系数最小.经统计学分析,二者在相关参数上也无显著性差异(p>0.05).

2.2 2种壳色杂色鲍群体足肌的一般营养成分比较

2种壳色杂色鲍群体的足肌干粉一般营养成分的测定结果如表3所示.二者的粗蛋白含量均达70%以上.黄壳色群体的粗蛋白、还原糖、蔗糖含量略高于正常壳色群体,而灰分、粗脂肪的含量略低于正常壳色群体.

表2 2种壳色杂色鲍群体的壳型和密度相关参数Tab.2 Parameters related to shell shape and density for two H.diversicolor groups

表3 2种壳色杂色鲍群体足肌的一般营养成分含量Tab.3 Basic nutritional compositions in muscle of two H.diversicolor groups %

2.3 2种壳色杂色鲍群体矿物质元素含量比较

在2个群体的足肌、内脏团及鲍壳中均检测出10种常见的矿物质元素(表4).在足肌中,黄壳色群体Ca、Al的含量显著高于正常壳色群体(p<0.05),而Cu的含量却显著低于正常壳色群体(p<0.05).在内脏团中,黄壳色群体Zn的含量显著高于正常壳色群体(p<0.05),而Si、Mn的含量却显著低于正常壳色群体(p<0.05).在鲍壳中,黄壳色群体 K、Cu、Mn的含量显著高于正常壳色群体(p<0.05),而Al的含量却显著低于正常壳色群体(p<0.05).并未发现在3个部位上同时表现出显著差异的矿物质元素.

在足肌和内脏团中均检测出10种微量元素,而在鲍壳中未检出Ti和Cd(表5).在足肌中,黄壳色群体Ti的含量显著高于正常壳色群体(p<0.05),而在足肌和内脏团中,黄壳色群体Sn的含量显著低于正常壳色群体(p<0.05).在鲍壳中,黄壳色群体Pb的含量显著低于正常壳色群体(p<0.05).

2.4 2种壳色杂色鲍群体的足肌氨基酸种类及含量比较

2种壳色杂色群体的足肌中共检测出17种常见氨基酸(表6),色氨酸被水解未检出.结果显示,2种壳色群体的氨基酸总量均较高,黄壳色群体的氨基酸总量、必需氨基酸总量均高于正常壳色群体.在测出的必需氨基酸种类中,黄壳色群体单种氨基酸的含量均不低于正常壳色群体同种氨基酸的含量.

表4 2种壳色杂色鲍群体的常见元素含量Tab.4 Common element contents of two H.diversicolor groups μg/g

表5 2种壳色杂色鲍群体的微量元素含量Tab.5 Microelement contents of two H.diversicolor groups μg/g

表6 2种壳色杂色鲍群体的足肌氨基酸组成及含量Tab.6 Amino acid compositions and contents in muscle of two H.diversicolor groups %

表7为2种壳色杂色鲍群体足肌的特征氨基酸组成及含量比较.结果显示,2种壳色群体鲜味氨基酸的含量均较高,黄壳色群体的鲜味氨基酸和支链氨基酸总量高于正常壳色群体,黄壳色群体足肌中氨基酸的支芳值高于正常壳色群体.

表7 2种壳色杂色鲍群体足肌的特征氨基酸组成及含量Tab.7 Specific amino acid compositions and contents in muscle of two H.diversicolor groups%

2.5 2种壳色杂色鲍群体的足肌脂肪酸种类和相对含量分析

2种壳色杂色鲍群体足肌脂肪酸的相对含量见表8.2个群体均检测到3种饱和脂肪酸(SFA)、2种单不饱和脂肪酸(MUFA)和3种多不饱和脂肪酸(PUFA).其中,黄壳色群体的SFA和PUFA的总量均高于正常壳色群体,而MUFA的含量则略低.2个群体SFA的含量以C16∶0为最高,MUFA的含量以C18∶1n9c为最高,PUFA的含量以C20∶4n6为最高.

2.6 2种壳色杂色鲍群体的肌肉品质比较

如表9所示,2种壳色杂色鲍群体的必需氨基酸总量均低于鸡蛋蛋白标准和 WHO/FAO标准,必需氨基酸占氨基酸总量的比例与 WHO/FAO标准相当,符合WHO/FAO的理想模式.2种壳色杂色鲍群体的EAAI较高,黄壳色群体和正常壳色群体的EAAI值分别为45.26和44.23.

表8 2种壳色杂色鲍群体足肌的脂肪酸组成及相对含量Tab.8 Fatty acid compositions and relative contents in muscle of two H.diversicolor groups%

表9 2种壳色杂色鲍群体足肌的氨基酸含量与鸡蛋蛋白及WHO/FAO标准的比较Tab.9 Comparison of essential amino acid contents in muscle of two H.diversicolor groups with those in egg and from WHO/FAO standard mg/g

2种壳色杂色鲍群体的AAS和CS结果显示,AAS值和CS值在2个群体中均是Lys的评分最高,而AAS值的最低评分为Val,CS值的最低评分为Met+Cys(表10).

表10 2种壳色杂色鲍群体足肌的AAS值和CS值Tab.10 Values of AAS and CS in muscle of two H.diversicolor groups

3 讨 论

3.1 形态学参数比较

颜色多态性是指在自然环境中,一个物种的不同群体或同一个群体中不同个体呈现2种或2种以上可遗传的且不连续的颜色表型[16].海洋贝类的贝壳颜色变化范围在不同种之间存在十分明显的差异,有些种类的贝壳颜色非常稳定,有些种类贝壳的颜色则丰富、多变.贝类的壳颜色与环境紧密相关,但同时也与贝类本身生态行为、生长存活、生理特性有关.野生鲍在生态位上的竞争力弱,在自然界中颜色过于鲜艳极易受捕食者攻击,因此,鲍的颜色多因食物的改变而变化.本研究在杂色鲍养殖群体中发现了少数黄壳色突变个体,对黄壳色与正常壳色群体的形态学指标比较结果显示,在壳型、质量等基础形态参数和含肉率指标上并无显著差别,在养殖过程中也未发现二者在摄食行为和摄食量上存在差异.可食部分足肌的质量是最为重要的经济性状参数,但在活体情况下无法测量足肌质量.Kobayashi等[11]采用鲍的壳型参数与密度参数作为指标对皱纹盘鲍养殖及野生群体的外型进行了比较,并发现足肌质量与鲍壳形态密切相关.吴富村[6]也建议以参数H/(L+W+H)为指标对皱纹盘鲍鲍壳形态进行人工选择,从而间接对足肌质量性状进行选择.本研究结果表明,2种壳色杂色鲍在壳型和密度相关的形态指标上也不存在显著差异,说明鲍的形态参数并不因壳色的变异而改变.

范飞龙等[5]通过双列杂交的策略分别建立了杂色鲍正常壳色与黄壳色的自交与杂交家系,发现4组家系在早期生长发育上也并未存在显著差异,这说明颜色的突变并未造成二者形态学上的差异.吴富村[6]以皱纹盘鲍的壳长为指标,比较了来自相同家系不同壳色个体间的生长速度,结果表明,在幼鲍发育至412 d的不同统计时段内,均未检测到2种壳色个体间存在生长速度的显著差异.但双壳贝类的生长、存活等表型性状却与壳色有着密切关系.菲律宾蛤仔(Ruditapesphilippinarum)2种不同颜色品系个体在稚贝期以及养成期的生长与存活都表现出明显差异[7].不同壳色自交家系的海湾扇贝(Argopectenirradians),相同养殖日龄的白色家系个体显著大于橙色和紫色家系,且白色家系的高温存活率最高[9].Newkirk[17]将此归结为,壳色深浅影响对光和热的吸收,从而影响贝类的生长,这是生理与生态协同作用的结果.

3.2 营养成分比较

足肌是鲍的主要可食部分,其营养品质参数是鲍养殖与育种的重要经济性状之一.本研究表明2种壳色群体足肌组织中水分、灰分、粗蛋白和粗脂肪的含量基本一致,这一结论与陈炜等[18]关于皱纹盘鲍红壳和绿壳个体的一般营养成分比较结果相一致.此外,顾向飞等[15]的研究表明,3种壳色文蛤的常规营养成分含量间也不存在显著差异.本研究中2种壳色杂色鲍群体足肌、内脏团与鲍壳的矿物质元素含量比较结果显示,同一种元素在不同部位的含量差别很大,2个群体大部分矿物质含量均较接近,且大小关系上并无特殊规律,但值得注意的是黄壳色个体鲍壳中Cu元素的含量是正常壳色的4倍,这或是引起壳色变化的一个主要因素.皱纹盘鲍红壳个体足肌中Fe元素的含量是正常壳色个体的3倍,作者认为这或是造成两者足肌灰分颜色差异的主要原因[18].而在本研究中2种壳色群体在足肌颜色上并无明显区别,所以也并未在足肌的Fe元素含量上发现显著差异.

在测出的必需氨基酸种类中,黄壳色群体单种氨基酸的含量均不低于正常壳色群体同种氨基酸的含量,但二者的差异并不显著.同时,脂肪酸的组成与含量上也并未现显著差异,这与皱纹盘鲍不同壳色的脂肪酸含量比较结果相吻合[18].而在文蛤(Meretrix meretrixL.)的相关研究中,红壳文蛤的二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)含量均有优于其他壳色的趋势[15].生物体内的脂肪酸与氨基酸的含量受养殖环境、饲料等的影响很大,鉴于2个群体在养殖过程中的环境条件均较一致,因此,杂色鲍壳色的不同并未造成二者氨基酸与脂肪酸含量上的差别.

2种壳色杂色鲍群体的必需氨基酸占氨基酸总量的比例与 WHO/FAO标准(35.38%)相当,可见2个群体的氨基酸平衡效果较好,符合FAO/WHO的理想模式.EAAI是评价蛋白质营养价值的一个常用指标,从结果可以看出黄壳色群体的EAAI略高于正常壳色群体,但二者都处于较高水平,说明均具有较好的营养价值.根据AAS,2种壳色群体的第一限制性氨基酸都是缬氨酸,第二限制性氨基酸为蛋氨酸.根据CS,2种壳色群体的第一限制性氨基酸都是蛋氨酸,第二限制性氨基酸为缬氨酸.若在日常的养成过程中注意往饲料中添加蛋氨酸和缬氨酸,理论上可以提高2种壳色杂色鲍群体足肌的营养品质.

研究结果显示,杂色鲍壳色上的差异并未导致二者在形态学参数以及营养成分上的不同.壳色作为一个可稳定遗传的标记,如何与生长、抗逆、营养品质等重要经济性状相结合,值得在今后鲍新品种的培育工作中进一步深入探讨.

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