刘伟 ，陈清华 ,2，唐富江 ，李培伦 ，王继隆

（1.中国水产科学研究院黑龙江水产研究所，黑龙江 哈尔滨 150070；2.上海海洋大学生命科学与技术学院，上海 201306）

兴凯湖四种野生鲌消化酶活性比较研究

刘伟1，陈清华1,2，唐富江1，李培伦1，王继隆1

（1.中国水产科学研究院黑龙江水产研究所，黑龙江 哈尔滨 150070；2.上海海洋大学生命科学与技术学院，上海 201306）

本文分析兴凯湖定点同日随机采集的翘嘴鲌Culter alburnus、蒙古鲌C.mongolicus、兴凯鲌C.dabryi和红鳍原鲌Cultrichthys erythropterus肝胰脏和肠道消化酶的活性，比较2龄鱼和≥3龄鱼两实验组样本的特点和差异。结果表明：四种鲌肠道蛋白酶和淀粉酶活性显著高于肝胰脏；蒙古鲌肝胰脏脂肪酶活性高于肠道，其他三种鲌类肠道脂肪酶活性高于肝胰脏（P＜0.05）。2龄和≥3龄鱼蒙古鲌肝胰脏蛋白酶活性最高，翘嘴鲌和兴凯鲌分别次之（P＜0.05）；2龄鱼兴凯鲌、蒙古鲌、翘嘴鲌肠道蛋白酶活性较高，≥3龄鱼蒙古鲌和红鳍原鲌显著高于兴凯鲌、翘嘴鲌（P＜0.05）。2龄组和≥3龄鱼翘嘴鲌肠道脂肪酶活性和肝胰脏、肠道淀粉酶活性均较高，≥3龄蒙古鲌和兴凯鲌肝胰脏脂肪酶活性显著高于翘嘴鲌和红鳍原鲌（P＜0.05）。本研究结果对科学保护与利用相关鱼类有参考价值。

翘嘴鲌；蒙古鲌；兴凯鲌；红鳍原鲌；消化酶

自然水域中，鱼类的生长、种群数量与其食性、食物组成关系密切，鱼类的营养消化机能又与水域饵料基础、生态环境相适应。迄今，对鲌亚科Cultrinae原鲌属Cultrichthys和鲌属Culter鱼类（下称鲌类或鲌）的消化生理和营养生态已经有一些报道[1-4]，主要集中于翘嘴鲌Culter alburnus，对栖息于同一自然水域食性相近的鲌类同时进行营养生态生理研究较少。

鲌亚科广泛分布于东亚地区河流及其附属水体。我国黑龙江水系鲌类较集中分布于兴凯湖、镜泊湖、五大连池等湖泊水域中。兴凯湖鱼类资源丰富，鲌亚科鱼类为主要优势种和标志性物种，其中鲌类主要包括翘嘴鲌、蒙古鲌Culter mongolicus、兴凯鲌 Culter dabryi和红鳍原鲌 Cultrichthys ery－thropterus四种，兴凯鲌为兴凯湖特有种。四种鲌均为肉食性，食物组成相近，幼、成鱼以食鱼类和虾为主[5]。兴凯湖地理位置独特，是我国东北地区最大淡水湖泊，鱼类饵料基础充足，鲌类生长较相近纬度水域快，且肉嫩鲜美，营养丰富，是兴凯湖的主要经济鱼类，而兴凯湖翘嘴鲌（俗称兴凯湖大白鱼）被誉为“淡水四大名鱼”之一[6]，兴凯湖鲌类具有较高的科学和经济价值。人类活动影响，如过度捕捞、环境污染等，以及鱼类种间食物竞争和外来种入侵，严重破坏兴凯湖鱼类群落组成和特产种质资源。近年兴凯湖经济鱼类资源量明显下降，鲌类产量持续走低，渔获物中多为低龄、小型和低值鱼类，其中Hemiculter leucisculus和兴凯 H.lucidus lucidus两种小型鱼类产量达到50%以上，而外来物种大银鱼Protosalanx hyalocranius种群数量发展迅速，翘嘴鲌份额不足总产量的10%，且主要经济鱼类低龄化和小型化现象非常明显[7,8]。

本文通过比较研究采自兴凯湖不同规格翘嘴鲌、蒙古鲌、兴凯鲌和红鳍原鲌等四种野生鲌类肝胰脏和肠道蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的活性与消化生理特点，旨在为自然水域分布的鲌类基础生物学研究积累科学资料，为分析兴凯湖土著鱼类种群衰退原因、寻找原地恢复与保护特产鱼类措施、发展鲌类湖泊生态渔业和增养殖业提供参考。

1 材料和方法

1.1 实验鱼来源

实验用翘嘴鲌、蒙古鲌、兴凯鲌和红鳍原鲌样本采自兴凯湖当壁镇水域（图1），在同一年度夏季集中时间用挂网采捕，日捕捞2次，2日共捕捞4次。四种鲌类样本年龄、规格与数量统计分析见表1。由于资源量限制和采样点局限问题难以采集到足够数量的高年龄组鱼类样本，故将3龄及部分3龄以上样本归并为≥3龄组分析。

图1 兴凯湖地理位置与采样位点图Fig.1 Location and sampling stations in Xingkai Lake

1.2 样品处理

将两组实验鱼在冰盘上活体解剖，取出肝胰脏和肠道，剔除其周围的脂肪和肠系膜等附着物，用去离子水冲洗肠道内容物，用滤纸吸干。≥3龄组实验鱼肠道前肠（第1个回折点以前）、中肠（两个回折点之间）、后肠（最后1个回折点以后）分开取样。样品称重，加9倍体积的0.86%生理盐水匀浆，4 000r/min离心15min，取上清液作为粗酶液，置于-40℃冰箱中保存待测。在24h内测定完毕。

1.3 测定方法

蛋白酶活性采用福林-酚试剂法[9-11]。蛋白酶活力单位定义为：在pH7.5、37℃条件下，每min水解干酪素产生1μg酪氨酸作为1个酶活力单位U（μg/min）。比活力定义为：每mg组织蛋白每min水解干酪素产生的酪氨酸的量（U/mgprotein）。

表1 四种鲌样品规格与数量Tab.1 The size and quantity among four culter species

脂肪酶和淀粉酶活性均采用南京建成生物公司试剂盒测定。脂肪酶比活力定义为：在37℃条件下，每g组织蛋白在反应体系中与底物反应1min，每消耗1μmol底物为1个酶活力单位。淀粉酶比活力定义为：组织中每mg蛋白在37℃与底物作用30min，水解10mg淀粉定义为1个淀粉酶活力单位。

表2 四种鲌类2龄鱼消化酶活性Tab.2 Activities of the digestive enzymes among four culters in 2 year-old class

1.4 数据统计分析

实验数据采用SPSS11.5统计软件进行单因素方差分析（one-way ANOVA），用 Duncan’S 多重比较分析组间差异显著性。描述性统计值用平均值±标准差（Mean±SD）表示，P＜0.05为具有显著性差异。

2 结果与分析

2.1 四种鲌类2龄鱼消化酶活性

由表2可知，四种2龄鲌类鱼肠道中蛋白酶活性均显著高于肝胰脏（P＜0.05），约是肝胰脏的6.8～27倍。肝胰脏蛋白酶活性差异显著（P＜0.05），其活性大小顺序为：蒙古鲌＞翘嘴鲌＞兴凯鲌＞红鳍原鲌，其中蒙古鲌蛋白酶的活性是红鳍鲌的4.76倍；肠道中蛋白酶活性大小顺序为：兴凯鲌＞蒙古鲌＞翘嘴鲌＞红鳍原鲌，兴凯鲌肠道蛋白酶的活性显著高于红鳍鲌（P＜0.05）。

蒙古鲌和红鳍原鲌的肝胰脏和肠道脂肪酶活性有显著差异（P＜0.05）。蒙古鲌肝胰脏脂肪酶活性最高，红鳍原鲌肝胰脏中脂肪酶活性最低，其次为兴凯鲌，两者都显著低于翘嘴鲌和蒙古鲌肝胰脏脂肪酶活性（P＜0.05）。翘嘴鲌肠道中脂肪酶活性最高，显著高于其他三种鲌类（P＜0.05）。

翘嘴鲌的肝胰脏和肠道的淀粉酶活性差异不显著（P＞0.05），其他三种鲌类肠道淀粉酶活性大于肝胰脏（P＜0.05）。肝胰脏淀粉酶活性以翘嘴鲌的活性最高，红鳍原鲌的活性最低，大小顺序为：翘嘴鲌＞蒙古鲌＞兴凯鲌＞红鳍原鲌，差异显著（P＜0.05）。不同鲌类肠道淀粉酶的活性差异不显著（P＞0.05）。

2.2 四种鲌类≥3龄鱼消化酶活性

四种鲌类不同消化器官和不同部位消化酶活性见表3。四种鲌类肝胰脏蛋白酶活性大小顺序为：蒙古鲌＞兴凯鲌＞翘嘴鲌＞红鳍原鲌，翘嘴鲌与红鳍原鲌的活性相接近（P＞0.05），其他种类间差异显著（P＜0.05）。

翘嘴鲌各肠段蛋白酶活性低而差异不大，其他三种鱼类前、中肠的蛋白酶活性显著高于后肠。蒙古鲌和红鳍原鲌前肠、中肠、后肠的蛋白酶活性较高（P＜0.05），约为翘嘴鲌的 2～3 倍；兴凯鲌居中，差异显著（P＜0.05）。

四种鲌类肝胰脏脂肪酶活性差异明显（P＜0.05），其中蒙古鲌和兴凯鲌的活性显著高于翘嘴鲌和红鳍原鲌（P＜0.05）。前肠的脂肪酶活性差异显著（P＜0.05），其大小顺序为：翘嘴鲌＞红鳍原鲌＞兴凯鲌＞蒙古鲌；中肠脂肪酶活性以蒙古鲌最高（P＜0.05），其余三种鲌类之间差异不显著（P＞0.05）；红鳍原鲌后肠脂肪酶活性最高，为蒙古鲌活性的4.6倍。

翘嘴鲌、兴凯鲌、红鳍原鲌肠道脂肪酶活性大小顺序为：前肠＞后肠＞中肠＞肝胰脏。而蒙古鲌肝胰脏脂肪酶活性显著高于前肠、中肠和后肠。

肝胰脏淀粉酶活性以翘嘴鲌和蒙古鲌较高，两者显著高于兴凯鲌和红鳍原鲌（P＜0.05）。翘嘴鲌前肠淀粉酶活性最高，是兴凯鲌的2.8倍；中肠淀粉酶活性的大小顺序为：红鳍原鲌＞蒙古鲌＞兴凯鲌＞翘嘴鲌，兴凯鲌和翘嘴鲌的中肠淀粉酶活性没有显著差异（P＞0.05）；翘嘴鲌后肠淀粉酶的活性最高，其次为红鳍原鲌、蒙古鲌。兴凯鲌后肠的淀粉酶活性很小，几乎未检出。

四种鲌类不同器官淀粉酶活性总体上变化为：前肠＞中肠＞后肠＞肝胰脏（P＜0.05）。但翘嘴鲌中肠淀粉酶活性显著低于后肠（P＜0.05），兴凯鲌的后肠淀粉酶活性显著低于肝胰脏（P＜0.05）。

表3 四种鲌类≥3龄鱼消化酶活性Tab.3 Activities of the digestive enzymes among four culters in≥3 year-old class

3 讨论

鱼类消化酶活性与其食性有一定的关系，而食性相同的鱼类其消化酶活性也不尽相同[9]。鱼类在不同生长发育阶段，消化、内分泌等器官机能的变化及生活史中摄食质量的不同，消化酶活性也产生相应的变化[10-12]。比较生活自然环境下鱼类消化生理状况比较复杂而困难[2,9,13-15]。

本实验研究兴凯湖夏季不同生长阶段的翘嘴鲌、蒙古鲌、兴凯鲌和红鳍原鲌肝胰脏和肠道，以及肠道不同部位的消化酶活性，发现不同生长阶段的四种鲌消化酶活性不同，蒙古鲌、翘嘴鲌、兴凯鲌消化酶活性和消化能力较高，同龄鱼中个体较大，生长较快，表明具有一定生态位竞争优势。

本实验中，四种鲌类肠道蛋白酶和淀粉酶活性均显著高于肝胰脏。这与张伟等[2]和王桂芹等[3]对翘嘴鲌、白晓慧等[4]对黑尾近红鲌Ancherythroculter nigrocauda 以及 Hidalgo 等[13]、邹师哲等[14]对鲤Cyprinus carpio、王红权等[16]对异育银鲫Carassius auratus gibelio和倪寿文等[17]对鲢Hypophthalmichthys molitrix的研究结果一致。但与倪寿文等[17]和Dask等[13]和黄耀桐等[18]对草鱼Ctenopharyngodon idellus的蛋白酶研究结果不同。有研究表明，在肝胰脏中合成的蛋白酶大多以酶原的形式存在，活性很低，在肠道内经肠激酶激活而具有活性。无胃鱼类肠道是消化食物的主要场所。因此，肠道中的蛋白酶活性要明显高于肝胰脏。四种鲌类淀粉酶的活性分布与白晓慧等[3]对黑尾近红鲌和伍莉等[19]对黄鳝Monopterus albus的淀粉酶研究结果不同，可能是不同鱼类淀粉酶的分泌器官不同。对几种鲤科鱼类的研究发现，草鱼和鲤的肝胰脏脂肪酶活性明显比肠道高，而鲢和鳙的肝胰脏脂肪酶活性则低于肠道。本实验中，蒙古鲌肝胰脏脂肪酶活性明显高于肠道，其他三种鲌类肠道脂肪酶活性均高于肝胰脏，有待继续研究验证。

2龄蒙古鲌、翘嘴鲌肝胰脏蛋白酶活性较高，兴凯鲌、蒙古鲌肠道蛋白酶活性较高；肝胰脏、肠道脂肪酶活性分别以蒙古鲌、翘嘴鲌较高；肝胰脏淀粉酶活性以翘嘴鲌的活性最高。显示2龄鱼翘嘴鲌、兴凯鲌、蒙古鲌有较高的消化酶活性。

≥3龄蒙古鲌、兴凯鲌肝胰脏蛋白酶活性显著高于翘嘴鲌、红鳍原鲌；蒙古鲌和红鳍原鲌前、中、后肠的蛋白酶活性较高；蒙古鲌和兴凯鲌肝胰脏脂肪酶活性较高，翘嘴鲌前肠、蒙古鲌中肠脂肪酶活性最高；肝胰脏淀粉酶活性以翘嘴鲌和蒙古鲌较高，显示≥3龄蒙古鲌、翘嘴鲌、兴凯鲌有较高的消化酶活性。

本实验发现，2龄和≥3龄翘嘴鲌、兴凯鲌肝胰脏和肠道蛋白酶活性存在差异，即随着年龄增加，翘嘴鲌肝胰脏、肠道蛋白酶活性均下降，而兴凯鲌肝胰脏、肠道升高，其他两种鲌表现不明显。2龄鱼和≥3龄鱼红鳍原鲌的肠道脂肪酶均显著高于肝胰脏，其他三种鲌类没有显著差异；两个年龄组的翘嘴鲌和蒙古鲌间肝胰脏脂肪酶活性差异显著（P＜0.05），其余的脂肪酶活性差异不显著。随着鲌类的生长，四种鲌类肝胰脏和肠道的淀粉酶活性下降，但翘嘴鲌和红鳍原鲌肠道淀粉酶活性没有显著的下降。出现上述差异的直接原因可能与生长发育阶段有关，或与所摄取食物的性质和数量有关。

本实验中，四种鲌类≥3龄鱼消化酶活性均为前肠较高。兴凯鲌和蒙古鲌的肠道蛋白酶活性由前肠向后肠递减，与倪寿文等[11]报道草鱼、鲤、鲢、鳙、尼罗罗非鱼的研究结果基本一致。但红鳍原鲌蛋白酶活性以中肠最高，这与周兴华等[20]对黄颡鱼Pelteobagrus fulvidraco的研究结果和白晓慧等[3]对黑尾近红鲌的研究结果一致，而翘嘴鲌以中肠最低，与陆明龙等[21]对鳊Parabramis pekinensis的肠道蛋白酶的研究相同。四种鲌类脂肪酶活性、淀粉酶活性亦是多为从前肠向后肠逐渐递减，表明脂肪、碳水化合物消化吸收主要是在肠道前部。倪寿文[17]研究草鱼、鲤、鲢、鳙、尼罗非鲫淀粉酶活性分布情况后指出，淀粉酶活性在肠道分布有2种类型，草鱼、鲤后肠活性最强，而前肠最弱，其他3种鱼中肠较高。这与本实验对四种鲌类肠道淀粉酶活性的研究结果不同。这说明鱼类淀粉酶在肠道不同部位的活性受鱼类的生活习性、食性及年龄、摄食能力等诸多因素影响。

四种鲌类中，2龄蒙古鲌、翘嘴鲌和≥3龄以上的蒙古鲌、兴凯鲌显示出较强的蛋白质、脂肪和碳水化合物的消化能力，生长速度较快，可作为重要土著经济鱼类有针对性地增殖保护，并适当控制低龄鱼捕捞，培育合理的种群结构和生物群落，可能对小型杂鱼 等或外来大银鱼的种群密度起到一定抑制作用，产生良性的生态效应。

对生活在同一水体、饵料基础相同、同一季节采集的不同规格四种鲌消化酶活性的比较研究，发现它们在食性和营养生理生态上存在一定种间竞争，但作为土著种四种鲌似乎具有各自相对稳定平衡的生态位，种群数量可以相互补充相互制约。研究野生鲌营养和饵料基础可以更科学有效地保护和利用湖泊水域鲌类资源。

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Comparison of Activities of Digestive Enzymes Among Four Culter Species in Xingkai Lake

LIU Wei1,CHEN Qing-hua1,2,TANG Fu-jiang1,LI Pei-lun1,WANG Ji-long1
（1.Heilongjiang River Fisheries Research Institute,Chinese Academy of Fishery Sciences,Harbin 150070,China;2.College of Aqua-life Science and Technology,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China）

The enzyme activities in hepatopancreas and intestine were compared in four culter species including 2+and≥3+year-old Culter alburnus,C.mongolicus,C.dabryi and Cultrichthys erythropterus.The results showed that there were significantly higher protease and amylase activities in intestine than those in hepatopancreas in the four culter species（P＜ 0.05）.The lipase activity was found to be higher in intestine than in hepatopancreas in three species Culter alburnus,C.mongolicus,C.dabryi,expect for Cultrichthys mongolicus in which there were higher protease and amylase activities in hepatopancreas than those in intestine.The 2+and≥ 3+year-old C.mongolicus had significantly higher protease activity in hepatopancreas,followed by C.alburnus and C.dabryi（P ＜0.05）.There were higher lipase activity in intestine and amylase activity in hepatopancreas in C.alburnus than in other species in both age classes,while there was higher lipase activity in hepatopancreas in≥3+year-old C.mongolicus and C.alburnus than in the two other species（P ＜ 0.05）.The findings provide reference for the related fish conservation and sustainable utilization.

Culter alburnus;Culter mongolicus;Culter dabryi;Cultrichthys erythropterus;digestive enzyme

S917.4

A

1005-3832（2017）05-0023-05

2017-05-14

公益性行业（农业）科研专项（201303056-5）.

刘伟，研究员.E-mail:liuwei-1020@aliyun.com