研究与评论:动物科学杂雷竞技苹果下载志
菜单e-ISSN: 2321-6190 p-ISSN: 2347-2294
e-ISSN: 2321-6190 p-ISSN: 2347-2294
小松久和坂田隆＊
石卷森州大学理工科学院，日本石卷986- 8580
收到日期:03/06/2016;接受日期:24/06/2016;发表日期:28/06/2016
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本研究的目的是测定野生和养殖的ayu (Plecoglossus altivelis)和野生捕获的seema (Oncorhynchus masou)胃和肠道内容物中有机酸，特别是乳酸的浓度，以及野生ayu的胃和解剖定义的三个肠段。本研究中总短链脂肪酸的浓度约为哺乳动物后肠的十分之一。不同鱼类的有机酸浓度差异不大。检测到乳酸、乙酸、甲酸、琥珀酸和丙酸，但未检测到正丁酸、异丁酸或异戊酸。乳酸的浓度远高于其他有机酸的浓度。各肠段有机酸浓度均高于野生阿鱼胃。上述结果表明，花食性(野生阿玉)、杂食性(养殖阿玉)和动物性(野生阿玉)硬骨鱼肠道内碳水化合物微生物分解的主要产物是乳酸，肠道是微生物将碳水化合物分解为有机酸的主要部位，至少在野生阿玉中是如此。
阿玉，西马，野生和培养，肠段，乳酸，短链脂肪酸
短链的存在脂肪酸(SCFA)，如乙酸、丙酸、正丁酸和正戊酸，表明碳水化合物在肠道内容物中的微生物分解[1］．
先前的论文报道了硬骨鱼类肠道内容物中不同浓度的SCFAs [2]，表示碳水化合物的微生物分解。乳酸和较少的琥珀酸可以是主要的产品碳水化合物哺乳动物瘤胃或肠道破裂[3.］．然而，关于硬骨鱼胃肠道中乳酸、琥珀酸或甲酸浓度的信息很少。
香鱼(Plecoglossus altivelis)是日本一年生淡水鱼[4］．河中成熟的野生阿玉是典型的花食性动物，主要以硅藻和蓝绿色为食藻类生长在河床的岩石表面[5］．商业养殖的阿玉是一种杂食动物，食用主要由鱼粉和淀粉组成的商业饮食，饮食与它们的自然饮食截然不同[6］．因此，野生和人工养殖的ayus具有相同的遗传背景，但饮食不同。
怀尔德西玛(雄鱼masou)与成熟的野生阿玉拥有相同的栖息地，体型与野生阿玉相似，但它是一种以鱼苗和水生为食的动物昆虫［3.，7］．
这两个物种的肠道相对于体长来说都很短。因此，食糜在这些物种肠道中的停留时间应该很短，这反过来意味着肠道内容物的稀释率应该很高。肠道中的高稀释率通常有利于哺乳动物的乳酸发酵[3.)，但是否乳酸堆积发生在胃肠道较短的硬骨鱼的肠道中尚不清楚。因此，我们研究的主要目的是检查乳酸是否在三种硬骨鱼(野生西玛鱼和野生和培养的阿玉鱼)的肠道中积累。此外，我们还比较了三种硬骨鱼有机酸组成的种类(ayu vs. seema)、栖息地(野生ayu vs.养殖ayu)和饮食(野生ayu vs.野生seema)对有机酸组成的影响。因此，我们测定了野生阿玉、养殖阿玉和野生马蹄鱼胃和肠道中包括短链脂肪酸在内的有机酸和非短链脂肪酸，包括乳酸、琥珀酸和甲酸。
哺乳动物的微生物消化仅限于前胃和后肠[8]，然而，这样的非均质性在硬骨鱼中还很模糊。因此，本研究的第二个目的是检验在解剖定义的野生ayu肠段中有机酸浓度是否不均匀。
道德声明
所有的实验鱼都是在书面许可下捕捞的渔业2009年、2012年和2015年，日本山形县小谷川合作协会。
硬骨鱼不包括在福利和管理法动物．因此，使用硬骨鱼的研究不在日本动物伦理委员会的职责范围之内。然而，我们尽量遵循哺乳动物的规定。
实验1:物种、栖息地和饲料的影响有机酸浓度的动物
2009年9月和2015年9月，在日本山形县小古尼河(北纬38°43′54.5”，东经140°23′31.2”)采用活饵法和活饵法分别捕获野生ayu(17.2±1.4 cm, 43.8±11.3 g, n=20)和野生seema(18.5±2.9 cm, 63.2±24.7 g, n=25)。活养殖ayu(16.9±1.0 cm, 43.2±9.8 g, n=15)，与野生ayu饲养在同一种群，于2009年9月从日本山形县(999-6214)的Mogami ayu养殖户(Mogami ayu中心)购买。
肠道内容物取样
所有的鱼都被击打头部杀死，放在冰上，并在1小时内转移到山形县慎次的野外实验室。我们在取样前确认了所有鱼的心脏骤停。每5条鱼的新鲜肠道内容物被汇集在一个消毒并立即在冰水浴中冷却，在-20°C保存，直到有机酸分析。重复这样的采样，分别获得野生ayu、养殖ayu和野生seema的3、4和5个重复数。
实验2:野生阿玉肠道有机酸浓度的节段差异
2012年9月，选用18.6±1.6 cm, 66.6±13.8 g, n=4只的野生阿玉。我们还从岩石表面收集了ayu的饲料藻类(n=3)抽样野生ayu的所在地。
按照实验一的方法，将所有鱼宰杀处理。利用腹腔-肠系膜近端和远端分支的入口，将肠分为3段(1段、2段和3段)动脉作为分界点(图1)．新鲜的胃内容物以及肠的1、2和3段被收集在无菌试管中(Eppendorf Japan, Tokyo)。这些肠道内容物和藻类立即在冰水浴中冷却并冷冻，然后在-20°C保存，直到分析。
图1:结构示意图胃肠ayu的小册子。我们以腹腔-肠系膜动脉近端和远端分支的入口为解剖分界，将肠分为1、2、3段
测量肠道内容物的pH值
胃和肠内容物的pH值测定用pH值电极(B-212，堀场京都)。
有机酸分析
采用高效液相离子排除色谱法对两个实验样品中的有机酸(琥珀酸、乳酸、甲酸、乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸和异戊酸)进行了定量分析色谱法［9］．简单地说，从试管中排出内容物，用400 μL蒸馏水稀释。50 μL巴通酸溶液(1 gã »L－1在10 mmolã »L－1NaOH)作为内标添加。在该混合物中加入等量的氯仿，然后在4°C下以10,000 rpm离心10分钟。上清液经0.2 μm过滤器(13CP020AN ADVANTEC, Tokyo)注射器过滤。滤液取50 μL注入SCR-102(H)柱(30 cm × 8 mm id;岛津公司，京都)配备了一个警卫柱。移动阶段为5 mmolã »L－1对甲苯磺酸(0.8 mLã »min－1)(大阪和古纯化学株式会社)。峰分析使用电子电导率检测器(CDD-6A，岛津公司，京都)100 μmolã »L－1EDTA加20 mmolã »L－1Bis-tris在5 mmolã »L－1对甲苯磺酸(Wako pure Chemical Industries, Ltd.， Osaka) 0.8 mLã »min－1流量和定量使用MAC积分器II (ver。1.4.5)(瓦里安，美国)。
统计分析
所有的值都以均值的标准误差(SD)表示。所有统计分析均在Macintosh计算机上使用计算机程序JMP 5.0.1J (SAS Institute Inc.， Cary, NC, USA)进行。土耳其诚实显著差异比较检验的错误概率为显著差异[10]，经初步单因素方差分析(ANOVA)后均小于0.05。
实验1
在所有鱼类的肠道内容物中，均检出乳酸为主，乙酸、甲酸、琥珀酸和丙酸也有少量，但未检出正丁酸、异丁酸或异戊酸(表1)．三种鱼类肠道内容物中乳酸、乙酸、甲酸和琥珀酸的浓度没有显著差异(表2)．三种鱼类的肠道内容物中总有机酸的平均浓度，即检测到的有机酸的重量总和，没有差异(表2)．ayu的鱼种(ayu vs. seema)、生境和摄食习惯(野生vs.养殖ayu)对乳酸、乙酸、甲酸和琥珀酸浓度均无显著影响(p>0.05) (表2)．
| 物种 | 饮食习惯 | 肠段 | 有机酸浓度(mmol L－1）* | 参考文献 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 醋酸 | 丙 | n-Butyric | Iso-Butyric | n-Valeric | 异戊 | |||||||||
| Odax幼鸟 | 食草 | 胃 | 4.9±0.3 | 0.3±01 | 0.2±0.1 | [13] | ||||||||
| 段1 | 7.6±1.6 | 0.2±0.1 | 0．1 | |||||||||||
| 段2 | 20.3±6.0 | 4.8±2.3 | 1.6±0.1 | |||||||||||
| 段3 | 18.5±0.9 | 4.3±0.9 | 0.6±0.1 | |||||||||||
| 段4 | 20.8±0.5 | 4.7±1.1 | 1.0±0.1 | |||||||||||
| Aplodactylus arctidens | 食草 | 胃 | 1.4±0.5 | 0.3±0.1 | 0．1 | [13] | ||||||||
| 段1 | 1.7±0.4 | 0.3±0.1 | 0．1 | |||||||||||
| 段2 | 3.3±0.8 | 0.7±0.2 | 0.4±0.1 | |||||||||||
| 段3 | 7.6±0.9 | 2.3±0.4 | 1.3±0.5 | |||||||||||
| 段4 | 8.3±0.6 | 4.1±0.7 | 1.3±0.2 | |||||||||||
| Girella cyanea | 无所不吃的 | 胃 | 0 | 0.04±0.01 | 0 | 0 | 0 | 0 | [２] | |||||
| 段1 | 0.10±0.10 | 0.01±0.01 | 0 | 0 | 0 | 0.12±0.05 | ||||||||
| 段2 | 1.38±0.18 | 0.07±0.05 | 0.01±0.00 | 0 | 0 | 0.07±0.01 | ||||||||
| 段3 | 5.36±0.42 | 0.16±0.03 | 0.13±0.04 | 0.01±0.01 | 0 | 0.07±0.01 | ||||||||
| 段4 | 6.01±0.98 | 0.35±0.06 | 0.23±0.03 | 0.01±0.01 | 0 | 0.06±0.0.1 | ||||||||
| Kyphosus sydneyans | 食草 | 胃 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | [13] | |||||
| 段1 | 1.11±0.34 | 0.02±0.01 | 0.01±0.00 | 0 | 0 | 0.02±0.01 | ||||||||
| 段2 | 10.3±2.28 | 0.71±0.21 | 0.47±0.12 | 0 | 0 | 0.01±0.01 | ||||||||
| 段3 | 39.62±5.28 | 2.29±0.41 | 7.34±1.28 | 0.09±0.03 | 0.01±0.00 | 0.06±0.03 | ||||||||
| 段4 | 37.25±4.25 | 7.78±1.31 | 2.59±0.27 | 0.13±0.03 | 0.10±0.01 | 0.09±0.03 | ||||||||
| *;在这些研究中没有测量甲酸、琥珀酸和乳酸 | ||||||||||||||
表1:公布的有机酸浓度(mmo。l－1)在4种野生咸水硬骨鱼胃肠道内容物中的含量(平均值±标准差)
| 物种 | 栖息地 | 食物的栖息地 | 肠段 | 有机酸浓度(mmol。l－1）* | pH值 | 复制个数** | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 醋酸 | 丙 | n-Butyric | iso-Butyric | n-Valeric | 异戊 | 甲酸的 | 琥珀 | DL-lactic | 总和 | ||||||
| 实验1 | |||||||||||||||
| Plecoglossusaltivelis(野生) | 河 | 食草 | 总肠 | 7.0±6.6 | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 3.9±4.6 | 0.2±0.2 | 23.6±28.7 | 34.8±39.7 | 新墨西哥州 | 4 |
| Plecoglossusaltivelis(培养) | 池塘 | 肉食性的 | 总肠 | 2.5±0.8 | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 0.4±0.4 | 北达科他州 | 10.9±4.5 | 13.8±5.0 | 新墨西哥州 | 3. |
| 河 | 肉食性的 | 总肠 | 1.6±0.6 | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 1.6±0.5 | 0.5±0.3 | 18.2±4.5 | 21.9±5.3 | 新墨西哥州 | 5 | |
| 胃 | 0.2±0.2b | 0.2±0.2b | 0.1±0.1 | 4.0±1.4b | 4.4±1.8b | 4.5±0.5b | 4 | ||||||||
| 实验2 | |||||||||||||||
| Plecoglossusaltivelis(野生) | 河 | 食草 | 段1 | 0.4±0.3b | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 0.3±0.3b | 0.2±0.0 | 8.3±1.7a | 9.2±2.1a | 6.2±0.1a | 4 |
| 段2 | 0.7±0.6ab | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 0.5±0.4ab | 0.1±0.1 | 8.3±2.4a | 9.6±3.3a | 6.2±0.2a | 4 | |||
| 段3 | 1.0±0.53a | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 北达科他州 | 0.7±0.3a | 0.1±0.1 | 7.0±1.2ab | 8.9±1.6a | 6.2±0.3a | 4 | |||
| 文献;没有检测到。最小检测浓度为0.1 mmol L－1 新墨西哥州;没有测量 *;各酸的均值差异无统计学意义 * *;一个复制代表了5条鱼的肠道内容物样本 a, b, c:同一列中不同上标的均值差异显著(p<0.05)，经初步单因素方差分析，土耳其的差异确实显著 |
|||||||||||||||
表2:有机酸浓度(mmol L－1)和实验1、2中野生、养殖阿玉、野生西马鱼胃肠道内容物pH值(平均标准±偏差)
实验2
我们检测到了乳酸、乙酸、甲酸、琥珀酸和丙酸，但没有检测到正丁酸、异丁酸或异戊酸。乳酸是所有肠段内容物中的主要酸(表2)．藻类提取物中未检测到有机酸。第1、2和3节总有机酸浓度显著高于胃中(p<0.05) (表2)．
第1段和第2段乳酸浓度显著高于胃中乳酸浓度(p<0.05) (表2)．乳酸浓度在三者之间没有差异肠段(表2)．3节段的乙酸和甲酸浓度显著高于胃和1节段(p<0.05) (表2)．
第1段、第2段和第3段内容物pH显著高于胃内(p<0.05) (表2)．
一般含乳酸、乙酸和甲酸，但不含异丁酸或异戊酸(表2)表明细菌在ayu和seema中分解碳水化合物，但不分解蛋白质，这与先前作者的结论一致[2］．换句话说，肠道微生物的主要底物应该是碳水化合物，即使是在以鱼粉为基础的养殖ayu中也是如此饮食或者是野生的食虫动物。
本研究中总短链脂肪酸的浓度，以及以往硬骨鱼的研究(表1而且2)，约为哺乳动物后肠的十分之一[8这表明微生物消化在硬骨鱼中的重要性低于哺乳动物。
所有肠段的主要有机酸是乳酸(表2)．然而，先前的作者并没有测量鱼肠道内容物中的乳酸浓度(表1)．因此，我们不确定在我们的研究中高浓度的乳酸是否反映了一般的情况硬骨鱼类的肠。由于忽略了乳酸，以前的作者可能低估了鱼类肠道中有机酸的微生物产量(表1)．
阿鱼的短管状肠，或无囊、瓣或扩张的肠[11]应有利于内容物的快速转运，因此高稀释率可能是乳酸浓度高的部分原因(表2)。
胃内容物pH值约为4.5 (表2)，浓度太低，无法将乳酸转化为乙酸或丙酸[12］．胃内容物的pH值低可能解释了乳酸在胃里的积聚。肠道内容物的pH值较高不能解释低pH对肠道乳酸积累的影响。3.]可能对乳酸在肠道中的积聚起关键作用。
胃内容物中存在有机酸(表2)表明胃中有微生物发酵，这与先前对硬骨鱼的研究结果一致[2］．藻类提取物中没有有机酸，这表明胃内容物中的有机酸不是来自藻类饮食。然而，所有肠段的有机酸浓度均高于胃(表2)表明，整个肠道是大肠杆菌的主要部位微生物消化，至少在野阿玉。
上述结果表明，花食性硬骨鱼、杂食性硬骨鱼和食虫硬骨鱼肠道内碳水化合物产生的主要有机酸为乳酸，微生物将碳水化合物分解为有机酸的主要部位是肠道，而不是胃，至少在野生阿鱼中是这样。
我们衷心感谢东海大学木原实教授和悉尼大学休谟教授提出的经过深思熟虑的宝贵意见。
