俞濤濤,張家國,3,黃小霞,華茂圳,蔣樂霞,黃寶生,張長峰

( 1.上海海洋大學(xué),農(nóng)業(yè)農(nóng)村部魚類營養(yǎng)與環(huán)境生態(tài)研究中心,上海 201306; 2.山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山東 濟(jì)南 250103; 3.山東省農(nóng)產(chǎn)品貯運保鮮技術(shù)重點實驗室,山東 濟(jì)南 250103; 4.廣東海洋大學(xué),廣東 湛江 524000 )

魚粉作為優(yōu)質(zhì)蛋白源是水產(chǎn)動物養(yǎng)殖過程中不可缺少的飼料原料[1],而其資源的匱乏與價格的持續(xù)增長給水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)帶來了嚴(yán)重的負(fù)面影響,尋求新的蛋白源以替代魚粉成為當(dāng)前的研究熱點[2]。近年來,由于中國大豆產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足國內(nèi)市場需求,因此主要依賴進(jìn)口轉(zhuǎn)基因大豆,且進(jìn)口量逐年增加,其中2020年全年進(jìn)口量超過1.0×108t,較2019年增長13.3%,是中國本土產(chǎn)量的4倍以上[3]。目前,中國從美國、巴西等國進(jìn)口的大豆主要是抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆,該品種是通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)導(dǎo)入到普通大豆品種中,使其高效表達(dá)EPSPS基因,由此可表現(xiàn)出對除草劑——草甘膦的高度耐受性[4]。由于其擁有耐除草劑、高產(chǎn)量、高收益等優(yōu)點,所以被廣泛種植。轉(zhuǎn)基因大豆與普通大豆一樣具有相對平衡的必需氨基酸組成、相近的蛋白質(zhì)含量、價格更低廉,因此成為魚粉的較佳替代品[5]。

然而,自從轉(zhuǎn)基因作物問世以來,對其安全性的質(zhì)疑從未停止。建鯉(Cyprinuscarpiovar.jian)是中國北方主要的淡水養(yǎng)殖魚類之一,迄今尚未見國內(nèi)外有關(guān)抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對其影響的研究報道。因此,為評價抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉的生長、抗氧化能力、血液生化和免疫指標(biāo)的影響,筆者以抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆為日糧原料,并以非轉(zhuǎn)基因大豆作對照,進(jìn)行為期180 d的養(yǎng)殖試驗,以探究抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉生長性能、血清免疫相關(guān)指標(biāo)及肝胰臟抗氧化能力的影響,旨在為后續(xù)研究提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗用大豆

試驗用抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆與非轉(zhuǎn)基因大豆均購自山東省濟(jì)南市飼料工業(yè)有限公司,其中:抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆產(chǎn)地為美國(CP4 EPSPS質(zhì)量濃度為29.04 mg/g);非轉(zhuǎn)基因大豆產(chǎn)地為中國吉林(CP4 EPSPS未檢出)(以上結(jié)果由深圳微測檢測有限公司檢測)。兩者的常規(guī)成分與氨基酸組成分別見表1和表2。

表1 非轉(zhuǎn)基因大豆與抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆的常規(guī)營養(yǎng)組分(n=3) %Tab.1 Approximate nutrient composition of non-genetically modified soybean (NGMS) and glyphosate-resistant genetically modified soybean (GMS)

表2 非轉(zhuǎn)基因大豆與抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆的氨基酸組成(n=3) %Tab.2 Amino acid composition of NGMS and glyphosate-resistant GMS

1.2 試驗飼料配方及營養(yǎng)組成

2個試驗組飼料分別添加15%和30%的抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆,編號分別為GM15(試驗組1)和GM30(試驗組2);2個對照組飼料添加同等比例的非轉(zhuǎn)基因大豆,編號分別為NGM15(對照組1)和NGM30(對照組2)。并以魚粉、花生餅和棉籽粕為其余蛋白源,以玉米油為主要脂肪源(除大豆外,其他飼料原料均由山東省濟(jì)南市金三沅飼料有限公司提供),配制成4種等氮等脂飼料。將抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆與非轉(zhuǎn)基因大豆進(jìn)行高溫處理,通過熱失活法消除和破壞其中對高溫不穩(wěn)定的抗?fàn)I養(yǎng)因子[6],即在120 ℃烘箱中加熱10 min;各飼料原料分別粉碎過60目篩網(wǎng),所有原料按配比混合后加入玉米油使其充分混勻并在85 ℃下用制粒機(jī)SZLH400(江蘇省溧陽市中牧飼料科技有限公司)制成粒徑3 mm的顆粒飼料并于4～8 ℃冷藏備用。飼料配方及基本營養(yǎng)組分見表3。

表3 飼料配方及營養(yǎng)水平 %Tab.3 Ingredient composition and nutrient levels of diets

1.3 試驗用魚與飼養(yǎng)管理

試驗建鯉購自山東省濟(jì)南市槐蔭區(qū)長旗屯養(yǎng)殖場,為當(dāng)年繁育的建鯉品種。挑選平均體質(zhì)量(60±10) g、健康活潑的建鯉480尾隨機(jī)分成4組,每組設(shè)3個平行,放養(yǎng)在12個直徑1 m、容積為785 L的圓柱形玻璃缸水槽中,每4個水槽串聯(lián)組成1個循環(huán)水過濾系統(tǒng),每個水槽放40尾試驗魚。分組后使用對照組飼料暫養(yǎng)15 d,待建鯉生理狀況趨于穩(wěn)定后開始飼養(yǎng)試驗。投飼率約2%,并根據(jù)攝食情況酌情調(diào)整,每日8:30、19:00投喂,每次的投喂量占總投喂量的50%。用溫控儀控制水溫在24～27 ℃,24 h持續(xù)充氣,使水體溶解氧水平≥5.0 mg/L。養(yǎng)殖周期為180 d,養(yǎng)殖期間每3 d進(jìn)行1次排污換水,每次換水量為總水量的50%。

1.4 樣品采集

試驗結(jié)束停食24 h取樣,統(tǒng)計每個水槽中存活的建鯉數(shù)量,測量水槽中所有魚的終末體長與終末體質(zhì)量;在每個水槽中隨機(jī)抽取3尾魚,用200 mg/L的間氨基苯甲酸乙酯甲磺酸鹽進(jìn)行麻醉,留作后續(xù)取樣。

血漿樣品的制備:用5 mL一次性醫(yī)用注射器尾部靜脈取血,隨后快速射入5 mL肝素鈉抗凝管中,搖晃后靜置10～20 min,4 ℃、3000 r/min(離心半徑15 cm)離心20 min,制取血漿,測定時將同一水槽中3尾魚的血漿樣本混合作為1個樣品,共12個樣品,用于生化指標(biāo)和免疫指標(biāo)的測定。

組織樣品的制備:將取完血液的建鯉用醫(yī)用手術(shù)剪刀剖開,小心取出內(nèi)臟團(tuán),置于裝有生理鹽水的玻璃培養(yǎng)皿中洗凈,擦干表面水分后稱量質(zhì)量;隨后置于玻璃培養(yǎng)皿中分離出肝胰臟、脾臟、腸道,分別稱量質(zhì)量;將肝胰臟保存于-80 ℃冰箱中,測定時將同一水槽中3尾魚的肝胰臟樣本混合作為1個樣品,共12個樣品,用于后續(xù)抗氧化指標(biāo)的測定;取每尾魚背部中間部分肌肉,保存在-80 ℃冰箱中,測定時將同一水槽中3尾魚的肌肉樣本混合作為1個樣品,共12個樣品,用于肌肉營養(yǎng)組分的測定。

1.5 樣品的測定與分析

1.5.1 生長指標(biāo)

生長性能指標(biāo)質(zhì)量增加率(wWGR,%)、飼料系數(shù)(RFC)、特定生長率(RSG,%/d)、蛋白質(zhì)效率(RPE,%)、存活率(RS,%)按下式計算:

wWGR=(mf-mi)/mi×100%

(1)

RFC=mI/m

(2)

RSGR=(lnmf-lnmi)/t×100%

(3)

RSGR=m/(mI×P)×100%

(4)

RS=ns/n×100%

(5)

式中,mi與mf為建鯉初始平均體質(zhì)量(g)和終末平均體質(zhì)量(g),m為總增加質(zhì)量,t為試驗天數(shù)(d),mI為總攝食量(g),P為飼料粗蛋白質(zhì)含量(%),ns為魚存活的總數(shù)量(尾),n為放養(yǎng)魚的總數(shù)量(尾)。

1.5.2 臟器指數(shù)

臟器指數(shù):臟體指數(shù)(wVSI,%)、肝體指數(shù)(wHSI,%)、脾體指數(shù)(wSPI,%)、腸體指數(shù)(wISI,%),按下式計算:

wVSI=mv/me×100%

(6)

wHSI=ml/me×100%

(7)

wSPI=ms/me×100%

(8)

wISI=mb/me×100%

(9)

式中,mv為每尾建鯉內(nèi)臟總質(zhì)量(g),ml、ms和mb分別為肝胰臟質(zhì)量(g)、脾臟質(zhì)量(g)和腸道質(zhì)量,me為每尾魚的體質(zhì)量(g)。

1.5.3 大豆、飼料和肌肉常規(guī)組分的測定

粗灰分參照GB/T 6438—2007在550 ℃高溫爐中測定;粗蛋白質(zhì)參照GB/T 6432—2018用全自動凱氏定氮儀CYKDN-DS(浙江省杭州市川一實驗儀器有限公司)測定;粗脂肪參照GB/T 6433—2006用氯仿甲醇法測定;水分參照GB/T 6435—2014在105 ℃烘箱中烘干至恒等質(zhì)量測定;大豆和飼料中氨基酸組成及含量參照GB/T 28246—2000,先進(jìn)行樣品前處理,再通過高效液相色譜法使用高效液相色譜儀iChrom 5100(大連市依利特分析儀器有限公司)測定;鈣離子使用EDTA絡(luò)合滴定法,利用絡(luò)合劑乙二胺四乙酸鹽與鈣離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),測定EDTA的消耗量來計算其含量;總磷通過比色法,利用游離的磷在酸性環(huán)境中與釩鉬酸銨生成黃色,使用分光光度計T9S(北京市譜析通用儀器有限責(zé)任公司)測定。

1.5.4 血清免疫指標(biāo)和肝胰臟抗氧化指標(biāo)的測定

所有肝胰臟抗氧化指標(biāo)和部分血液免疫指標(biāo)均采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的試劑盒測定。WST-1法測定超氧化物歧化酶活性,鉬酸銨法(可見光法)測定過氧化氫酶活性,ABTS法測定總抗氧化能力,通過測定分解過氧化氫(H2O2)的速率測定谷胱甘肽過氧化物酶活性,硫代巴比妥酸法測定丙二醛含量,比濁法測定溶菌酶活性,干粉法測定腫瘤壞死因子-α含量,干粉法測定干擾素-γ含量,干粉法測定白細(xì)胞介素-β含量。用全自動生化分析儀BK-280(山東博科生物產(chǎn)業(yè)有限公司)測定總蛋白、白蛋白含量和堿性磷酸酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶活性。

1.6 數(shù)據(jù)分析

所有試驗數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用Excel 2019和SPSS 26軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理,采用單因素和雙因素方差分析進(jìn)行顯著性檢驗,并采用鄧肯法進(jìn)行多重比較,顯著水平為0.05。

2 結(jié) 果

2.1 飼料中添加抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉生長性能的影響

各組魚的初始體質(zhì)量、終末體質(zhì)量、體質(zhì)量增加率、飼料系數(shù)、蛋白效率、特定生長率和存活率見表4。由表4可見,大豆來源、添加水平及二者交互作用對建鯉的體質(zhì)量增加率、飼料系數(shù)、蛋白效率、特定生長率和存活率均未見顯著性影響(P>0.05)。

2.2 飼料中添加抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉臟器指數(shù)的影響

各組魚的臟體指數(shù)、肝體指數(shù)、腸體指數(shù)和脾體指數(shù)見表5。由表5可見,大豆來源、添加水平及二者交互作用對建鯉的臟體指數(shù)、肝體指數(shù)、腸體指數(shù)和脾體指數(shù)均未見顯著性影響(P>0.05)。

2.3 飼料中添加抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉肌肉營養(yǎng)組分的影響

各組魚肌肉的粗蛋白、粗脂肪、水分和灰分含量見表6。由表6可見,大豆來源、添加水平及二者交互作用對建鯉肌肉中的粗蛋白、粗脂肪、水分和灰分含量均無顯著影響(P>0.05)。

表6 飼料中添加抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉肌肉營養(yǎng)組分的影響(濕基,n=3) %Tab.6 The effect of adding glyphosate-resistant GMS to the diet on nutrient composition in muscle of Jian carp C. carpio var. jian (wet basis)

2.4 飼料中添加抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉肝胰臟抗氧化能力的影響

各組建鯉肝胰臟抗氧化能力指標(biāo)的測定結(jié)果見表7。由表7可見,大豆來源、添加水平及二者交互作用對建鯉肝胰臟的超氧化物歧化酶活性和總抗氧化能力均無顯著影響(P>0.05)。大豆來源、添加水平與雙因素交互作用會顯著影響建鯉肝胰臟中過氧化氫酶活性,GM30組顯著低于NGM30組(P<0.05)。大豆來源與添加水平會顯著影響建鯉肝胰臟中谷胱甘肽過氧化物酶活性,表現(xiàn)為試驗組的谷胱甘肽過氧化物酶活性隨著添加水平的升高而增加(P<0.05),當(dāng)添加水平相同時試驗組均顯著高于對照組(P<0.05);雙因素交互作用對建鯉肝胰臟中谷胱甘肽過氧化物酶活性無顯著影響(P>0.05)。大豆來源、添加水平及二者交互作用均對建鯉肝胰臟的丙二醛水平存在顯著影響,表現(xiàn)為試驗組與對照組的丙二醛水平隨添加水平的升高而顯著增加(P<0.05),且GM30組顯著高于NGM30組(P<0.05)。

表7 飼料中添加抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉肝胰臟抗氧化能力的影響(n=3)Tab.7 The effect of adding glyphosate-resistant GMS to the diet on antioxidant capacity in hepatopancreas of Jian carp C. carpio var. jian

2.5 飼料中添加抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉血液生化指標(biāo)的影響

各組建鯉血液生化指標(biāo)的測定結(jié)果見表8。由表8可見,大豆來源、添加水平及二者交互作用對建鯉血液中總蛋白、白蛋白質(zhì)量濃度均不存在顯著性影響(P>0.05)。試驗組與對照組建鯉血液中谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性隨著大豆添加水平的升高而增強(qiáng)(P<0.05),大豆來源及雙因素交互作用對建鯉血液中白蛋白質(zhì)量濃度、谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性和谷草轉(zhuǎn)氨酶活性均未見顯著性影響(P>0.05)。

表8 飼料中添加抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉血液生化指標(biāo)的影響(n=3)Tab.8 The effect of adding glyphosate-resistant GMS to the diet on blood biochemical indices of Jian carp C. carpio var. jian

2.6 飼料中添加抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉血液免疫指標(biāo)的影響

各組建鯉血液生化指標(biāo)的測定結(jié)果見表9。由表9可見,大豆來源、添加水平及二者交互作用對建鯉血液中堿性磷酸酶活性均存在顯著影響(P<0.05),表現(xiàn)為試驗組和對照組堿性磷酸酶活性均隨大豆添加水平的升高顯著降低,且GM30組顯著低于NGM30組。添加水平會對建鯉血液中溶菌酶活性產(chǎn)生顯著影響(P<0.05),表現(xiàn)為試驗組和對照組溶菌酶活性隨大豆添加水平的升高而顯著降低(P<0.05),大豆來源及雙因素交互作用對建鯉血液中溶菌酶活性無顯著影響(P>0.05)。大豆來源、添加水平及二者交互作用對建鯉血液中干擾素-γ、白細(xì)胞介素-β和腫瘤壞死因子-α質(zhì)量濃度均無顯著影響(P>0.05)。

3 討 論

3.1 抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉生長性能、臟器指數(shù)和肌肉營養(yǎng)組分的影響

國外有關(guān)轉(zhuǎn)基因大豆對魚類的影響研究最早開始于1996年,Hammond等[7]用添加5%和10%轉(zhuǎn)基因大豆的飼料對斑點叉尾(Ictaluruspunctatus)進(jìn)行70 d的投喂試驗,發(fā)現(xiàn)其對該魚的特定生長率、存活率和肌肉組分無顯著性影響。隨后在對大西洋鮭(Salmosalar)[8-11]、尼羅羅非魚(Oreochromisniloticus)[12]和虹鱒(Oncorhynchusmykiss)[13]的研究中也發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果。國內(nèi)有關(guān)轉(zhuǎn)基因大豆對魚類的影響研究報道始于2008年,對羅非魚[14-15]、青魚(Mylopharyngodonpiceus)、草魚(Ctenopharyngodonidella)、異育銀鯽(Carassiusauratusgibelio)[16]的研究表明,飼喂轉(zhuǎn)基因大豆對試驗魚的各項生長指標(biāo)、肌肉營養(yǎng)組分無顯著性影響。本試驗結(jié)果亦表明,抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉的各項生長指標(biāo)、臟器指數(shù)、肌肉常規(guī)組分均無顯著性影響,該結(jié)果與上述研究結(jié)論一致。

3.2 抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉肝胰臟抗氧化能力的影響

肝胰臟是鯉科魚類物質(zhì)代謝和氧化還原反應(yīng)的中心,其抗氧化能力的變化與機(jī)體的健康程度息息相關(guān)。機(jī)體內(nèi)過量的自由基在超氧化物歧化酶的催化下,由超氧陰離子自由基轉(zhuǎn)化為過氧化氫和氧氣,接著過氧化氫酶將轉(zhuǎn)化的過氧化氫分解為水和氧氣,經(jīng)過這一整個過程,體內(nèi)過量的自由基被清除[17]。當(dāng)體內(nèi)的過氧化氫酶水平不足以處理體內(nèi)過多的過氧化氫時,谷胱甘肽過氧化物酶會被激活,谷胱甘肽過氧化物酶作為抗氧化酶系統(tǒng)的一部分,其功能與過氧化氫酶相似,特異性催化還原性谷胱甘肽與機(jī)體內(nèi)的過氧化氫反應(yīng),協(xié)助過氧化氫酶將其轉(zhuǎn)化為水[18],因此,過氧化氫酶與谷胱甘肽過氧化物酶均屬于超氧化物歧化酶的下游酶類。目前,有關(guān)抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對魚類肝胰臟抗氧化能力影響的報道較少,徐志遠(yuǎn)[19]在研究轉(zhuǎn)基因糙米對鯉肝胰臟抗氧化能力的影響時發(fā)現(xiàn),飼料中添加轉(zhuǎn)基因糙米對鯉肝胰臟超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶活性以及丙二醛水平均無顯著性影響;Hemre等[11]研究發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)基因大豆對大西洋鮭血液與肝臟的谷胱甘肽過氧化物酶活性無顯著性影響。本試驗結(jié)果與以上結(jié)果有所不同:雖然飼料中添加15%和30%的抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉肝胰臟超氧化物歧化酶活性無顯著性影響,但可顯著升高建鯉肝胰臟中谷胱甘肽過氧化物酶活性;30%的大豆添加水平使得試驗組魚的過氧化氫酶活性顯著低于對照組,而丙二醛水平則顯著高于對照組。由此可見,飼料中添加高水平的抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆,容易造成建鯉肝胰臟過氧化氫酶活性不足,從而刺激谷胱甘肽過氧化物酶的大量分泌,以分解過量的過氧化氫。

另外,由于丙二醛是體現(xiàn)組織細(xì)胞受損的間接指標(biāo),可以通過測定其含量來判斷組織的健康情況[20]。本試驗中添加30%抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆會顯著升高丙二醛水平,這說明添加高水平的抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆會使建鯉肝胰臟的損傷程度加劇。推測其可能與抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆與非轉(zhuǎn)基因大豆之間部分抗?fàn)I養(yǎng)因子的差異有關(guān)。經(jīng)北京譜尼測試集團(tuán)股份有限公司檢測,本試驗所采用的抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆中,具有熱穩(wěn)定性的大豆球蛋白含量為79.92 g/kg,高于非轉(zhuǎn)基因大豆的68.91 g/kg。

3.3 抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉血液生化指標(biāo)的影響

魚類機(jī)體的健康與疾病等狀況與血清蛋白有關(guān),魚類處于饑餓或患病狀態(tài)時,其血清蛋白含量通常會因為此時機(jī)體的低代謝水平而降低,該指標(biāo)可反映出機(jī)體的病理狀態(tài)與免疫功能[21]。因此,肝臟的蛋白合成及代謝情況可以由總蛋白、白蛋白和球蛋白等血清蛋白的含量來反映[22]。劉梅等[15]對吉富羅非魚研究發(fā)現(xiàn),進(jìn)口轉(zhuǎn)基因和國產(chǎn)非轉(zhuǎn)基因豆粕對其血清總蛋白、甘油三酯、肌酐等血液學(xué)指標(biāo)無顯著性影響。筆者通過飼養(yǎng)建鯉180 d發(fā)現(xiàn),同等添加比例的轉(zhuǎn)基因大豆組與非轉(zhuǎn)基因大豆組相比,建鯉血清中總蛋白、白蛋白含量均無顯著性差異,該結(jié)果與上述研究結(jié)果類似,這在一定程度上表明短期內(nèi)飼喂轉(zhuǎn)基因大豆未對建鯉的機(jī)體代謝造成負(fù)面影響。

谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶是動物體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝過程中的兩種關(guān)鍵的代謝酶,主要存在于肝臟中。當(dāng)肝細(xì)胞受損時,細(xì)胞膜通透性增加,肝臟中谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶水平升高并被釋放到血液中,因此血液中谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶的活性是肝組織細(xì)胞健康的一個重要標(biāo)志[23]。Sanden等[10]用添加了12.5%轉(zhuǎn)基因大豆的飼料飼養(yǎng)大西洋鮭,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因大豆組與非轉(zhuǎn)基因大豆組魚體血漿中谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性水平在正常范圍內(nèi)且不存在顯著性差異,表明該添加水平下轉(zhuǎn)基因大豆不會對大西洋鮭的肝臟與腎臟產(chǎn)生顯著影響。本試驗中,當(dāng)添加15%的大豆時,試驗組與對照組的谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶含量差異不顯著,該結(jié)果與上述研究結(jié)果基本一致。彭翔等[24]在黑鯛(Acanthopagrusschlegelii)的研究中發(fā)現(xiàn),高水平的大豆添加量會引起肝功能損傷,使得血液中谷丙轉(zhuǎn)氨酶與谷草轉(zhuǎn)氨酶活性增強(qiáng);李秀玲等[25]在對卵形鯧鲹(Trachinotusovatus)的研究中得出了相似結(jié)論。在本試驗中,隨著大豆添加量的增加,各組建鯉谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶含量也有所上升,推測是由于大豆添加量的上升使得機(jī)體蛋白代謝壓力提高,同時造成肝功能受損,谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶由肝臟釋放進(jìn)入血液中,引起機(jī)體血液中轉(zhuǎn)氨酶的活性增強(qiáng)所致。

3.4 飼料中添加抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉血液免疫能力的影響

堿性磷酸酶作為一種非特異性磷酸水解酶,在魚體的代謝活動和機(jī)體免疫中起重要作用,它能直接參與機(jī)體中磷酸基團(tuán)的轉(zhuǎn)移和代謝,對動物的生存具有重要意義[26]。Eissa等[27]對大鼠研究發(fā)現(xiàn),其堿性磷酸酶活性隨飼料中抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆添加水平的升高而增強(qiáng)且顯著高于非轉(zhuǎn)基因?qū)φ战M;劉莎莎等[28]對AA肉仔雞研究發(fā)現(xiàn),抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆組的堿性磷酸酶水平與非轉(zhuǎn)基因大豆組無顯著性差異。目前有關(guān)轉(zhuǎn)基因大豆對魚類堿性磷酸酶活性影響的研究尚未見報道。本試驗結(jié)果顯示,當(dāng)飼料中大豆添加水平達(dá)30%時,試驗組與相應(yīng)的對照組建鯉的堿性磷酸酶活性均顯著降低,這說明高替代水平的大豆會使得肝臟代謝壓力增大,降低魚體的免疫功能;同時還發(fā)現(xiàn),試驗組建鯉的堿性磷酸酶又顯著低于相應(yīng)的對照組,這說明高添加量的抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆可以顯著影響建鯉的堿性磷酸酶活性?？梢?飼料中添加低水平(15%)的抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆不會影響建鯉的肝胰臟代謝,若添加水平過高(30%)將在一定程度上降低建鯉的免疫能力。

溶菌酶是一種專一性地作用于微生物細(xì)胞壁的天然無毒性堿性球蛋白,具有抑菌、抗炎、抗氧化、增強(qiáng)機(jī)體免疫力等作用,同時還能分解、消化和吸收微生物,將其作為自身的營養(yǎng)成分[29]。Bakke-Mckellep等[30]以普通大豆為對照,用含17%的抗草甘膦大豆飼喂大西洋鮭稚魚3個月,發(fā)現(xiàn)其幽門盲囊、中腸、遠(yuǎn)端腸、肝臟、腎臟、頭腎和脾臟中的溶菌酶在各組間均無顯著性差異;王崇等[31]在研究非轉(zhuǎn)基因大豆對異育銀鯽免疫性能的影響時發(fā)現(xiàn),血清中溶菌酶活性隨大豆添加量的增加而呈下降趨勢;劉勇等[32]在研究非轉(zhuǎn)基因大豆對奧尼羅非魚(Oreochromisaureus×O.niloticus)免疫功能時發(fā)現(xiàn),大豆替代水平增高會使血清中溶菌酶活性顯著降低。本試驗結(jié)果顯示,轉(zhuǎn)基因大豆和非轉(zhuǎn)基因大豆添加量均為15%時,魚體血液中的溶菌酶含量差異不顯著,當(dāng)大豆添加量為30%時,各組建鯉血液中溶菌酶水平均顯著降低,說明在飼料中添加適量的大豆不影響建鯉的溶菌酶活性,而添加過量的大豆將會對其免疫功能造成一定程度的損傷,但該結(jié)果與是否為轉(zhuǎn)基因大豆無關(guān)?？梢?該結(jié)論與以上研究結(jié)果相似。

干擾素-γ誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞、樹突細(xì)胞等主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類分子的表達(dá),提高動物的細(xì)胞免疫能力,同時還有抗腫瘤的作用[33]。白細(xì)胞介素-β是一種重要的炎癥和免疫原性細(xì)胞因子,與機(jī)體的炎癥及免疫調(diào)節(jié)代謝等息息相關(guān)[34]。腫瘤壞死因子-α同樣也是重要的炎癥因子,在抵抗外源微生物感染以及清除受感染的細(xì)胞等方面發(fā)揮著重要的作用[35]。徐志遠(yuǎn)[19]發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)基因糙米對鯉的干擾素-γ、白細(xì)胞介素-β和腫瘤壞死因子-α含量均無顯著影響;譚建莊[36]研究發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)基因大豆對肉仔雞的干擾素-γ含量無顯著性影響;Finamore等[37]研究發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)基因玉米對幼鼠與成年大鼠的干擾素-γ、白細(xì)胞介素-β和腫瘤壞死因子-α含量都不存在顯著影響。本試驗中,當(dāng)大豆添加量為30%時,兩組的白細(xì)胞介素-β和腫瘤壞死因子-α含量均有升高趨勢但差異不顯著,推測可能是大豆添加量的升高使得具有熱穩(wěn)定性的抗?fàn)I養(yǎng)因子例如大豆抗原蛋白含量的上升,從而提高促炎性因子白細(xì)胞介素-β和腫瘤壞死因子-α的表達(dá),但影響不顯著,該結(jié)果與上述研究結(jié)果基本一致,這說明抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉的以上血液免疫因子無顯著影響。

4 結(jié) 論

(1)飼料中添加15%和30%抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆飼喂建鯉180 d,對其生長指標(biāo)、臟器指數(shù)和肌肉常規(guī)營養(yǎng)組分均未產(chǎn)生顯著性影響(P>0.05)。

(2)飼料中添加15%和30%抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆飼喂建鯉180 d后,試驗組的建鯉肝胰臟谷胱甘肽過氧化物酶活性相比對照組顯著升高(P<0.05);30%抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆添加組的建鯉與30%非轉(zhuǎn)基因大豆添加組相比,其肝胰臟過氧化氫酶活性顯著降低,而丙二醛水平顯著升高(P<0.05)。這說明飼料中抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆可能會對建鯉肝胰臟的抗氧化能力產(chǎn)生影響,然而由于大豆中所含的抗?fàn)I養(yǎng)因子也可能影響其抗氧化指標(biāo),因此造成該差異的根本原因尚待進(jìn)一步探究。

(3)飼料中添加抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對溶菌酶活性及干擾素-γ、白細(xì)胞介素-β和腫瘤壞死因子-α含量均無影響,而30%抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆添加組的建鯉血液中堿性磷酸酶活性與30%非轉(zhuǎn)基因大豆添加組相比顯著降低。由于堿性磷酸酶活性的差異僅在較高添加水平(30%)中體現(xiàn),可見飼料中添加高水平(30%)的抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆對建鯉血液中堿性磷酸酶活性具有一定程度的影響。