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锦鲤总色素及色素组分的比较研究


第 29 卷 第 6 期 20 0 5 年 1 1 月

水 生 生 物 学 报
ACTA HYDROBIOLOGICA SINICA

Vol. 29, No . 6 Nov. , 2 0 0 5

锦鲤总色素及色素组分的比较研究
王安利
1

刘金海

/>2

王维娜

1
361005)

( 1 华南师范大学生命科学学院, 广州

510631; 2 厦门大学海洋学系, 厦门

摘要: 用光谱和色谱两种方法对锦鲤的总色素和 色素组分进行了研究。研究结果表明, 红色锦 鲤、 鲤和绯写锦 鲤 乌 总色素光谱在 可见光区( 448nm 和 470nm) 有两个完全 相同的吸 收峰, 黄写 锦鲤和 昭和三 色锦鲤总 色素光 谱在可 见 光区( 445nm 和 472nm 附近) 有两个相近的吸收峰, 锦鲤所含色素组 分均以杏 黄色或橙 色为主, 其他 色素组 分为辅。 锦鲤黑色色斑 是由于黑色素存在时, 其他各色素组分 的颜色 被黑色 所掩盖; 锦鲤 其他色 斑的形成 则是由 于其体 内 各色 素组分以不同比例相互搭配组合的结果。亲缘关系越近的锦鲤其总色素组分 就越相似, 红色锦 鲤和乌鲤均 含 有六种相同的色素组分, 绯写锦鲤除杏黄色和橙 色色素组分与前二者的同色 色素组分 Rf 值不 同外, 其余四种同 色 色素组分的 Rf 值均相近; 黄写锦鲤与昭和三色锦鲤分别含有三种和四种色素组分且 Rf 值 差异显著。据此推测, 红 色锦 鲤、 乌鲤和绯写锦鲤可能具有较近的亲缘关系, 而黄写锦鲤、 和三色锦鲤与前三者之 间可能具 有较远的亲 缘 昭 关系。该研究有望为锦鲤增色饵料的研制与开发提供理论依据, 使锦鲤的观赏价值和经济价值得到进一步提高。 关键词: 锦鲤; 总色素; 色素组分; 光谱; 色谱 中图分类号: S965 8 文献标识码: A 文章编号: 1000 3207( 2005) 06 0694 05

锦鲤( Colorcarp) 在生物学上属于鲤形目、 鲤科、 鲤属( Cyprinus) 、 Cyprinus carpio Linnaeus) 鲤(
[ 1]

鲤( 体长 6 0cm, 通体黑色) 、 绯写锦鲤( 体长 6 0cm, 红底色上有黑色斑) 、 黄写锦鲤( 体长 6 0cm, 黄底色 上有黑色斑) 以及昭和三色锦鲤( 体长 6 0cm, 躯体 上有黑、 红三种色斑) 均购于河北省保定市东风 蓝、 桥花鸟虫鱼市场。 1 2 仪器 UV 1200 型紫外 可见光分光光度计、 惠 普扫 描仪 ( Scanzet4c 型) 、 MA110 型电子 天平、 TGL 16G 型离心机、 50mL 容量瓶、 量筒、 分液漏斗、 研钵、 解剖剪、 镊子、 滴管、 12cm 2cm 玻璃片和洁净青霉 素小瓶等。 1 3 试剂 丙酮 ( AR) 、 石油 醚( AR) 、 无水硫酸钠 ( AR) 、 氯化钠( AR) 、 硅胶 G( TLC) 和正丙醇( AR) 等。 1 4 总色素提取 称取鱼体中段( 去除内脏) 4 0g, 放入洁 净的 研钵内, 加 入 0 7936g 无 水硫 酸钠, 匀 浆。然后加入 20mL 丙酮和 5mL 石油醚抽提 1 次, 再用 3mL 丙酮和 7mL 石油醚连续抽提 3 次, 将每次 所得提取液先后吸入洁净的离心管 中离心( 5000r/ min) 5min。然后将上清液移入分液 漏斗中, 加入等 体积的饱和食盐水溶液, 轻轻振荡, 静置分层, 放掉

, 是人

们对自然鱼种进行杂交选育而形成的。锦鲤的色斑 与其神经调节、 色素细胞伸缩及其生活环境的变化 有着十分密切的关系。尤其是与色素细胞中色素的 种类和含量有关。由于鱼类自身不具备合成相关色 素的能力, 所以其遗传特性和饵料中外源色素的性 质与剂量是其色斑形成的主要原因
[ 2]

。近年来, 国

内学者开展了观赏鱼生理生化 方面的研究[ 3, 4] , 但 关于其色素组分与色斑之间关 系的研究尚未 见报 道。本研究旨在通过对不同品种锦鲤色素的比较研 究, 揭示其色素组成及相对含量与自身色斑之间的 相关性, 为深入研究其增色机理奠定基础, 并为增色 饵料的研制和开发提供理论依据。随着研究工作的 逐步深入, 锦鲤的观赏价值和经济价值将有望得到 进一步提高。 1 1 1 材料与方法 材料 红色锦鲤( 体长 6 0cm, 通体红色) 、 乌

收稿日期: 2004 02 27; 修订日期: 2005 05 20 基金项目: 广东省科技计划项目( 2002C20304) ; 广州市科技攻关重点项目( 2002Z2 E0102) 资助 作者简介: 王安利( 1957 edu. cn ) , 男, 河北 滦南人, 理学博 士, 教授, 博导; 主要研究方向: 鱼虾营养免疫学 与养殖生态学; E mail : wanganl @ scnu.

6期

王安利等: 锦鲤总色素及色素组分的比较研 究
表1 锦鲤总色素峰位及峰值比较

695

下层的水、 丙酮和盐溶液层, 并用蒸馏水冲洗色素石 油醚层 6 7 次, 以彻底洗去丙酮和盐。然后将其移 入 50mL 容 量 瓶 中, 以 石 油 醚 定 容 50mL, 避 光 备 用[ 5, 6] 。 1 5 总色素检测 用 UV 1200 型紫外光分光光度 计对锦鲤的总色素进行检测( 800 200nm) 。 1 6 色素组分的分离、 纯化和检测 将定容 50mL 后的色素石油醚提取液风干浓缩, 然后在浓缩物中 加入 1mL 石 油醚溶剂 将其溶解, 并用 毛细玻璃 管 ( 共吸取色素溶解液 200 L) 在已制好的硅胶薄层板 上点样, 每次 1 板, 共点 3 板。然后分 3 次将点好样 的薄层板放入盛有 25mL 展层 剂( 石油醚!丙酮!正 丙醇= 90!10!0 45) 并封闭 15min 的层析缸中层析。 用惠普扫描仪( Scanzet 4c 型) 记录层析结果, 计算各 色素组分 Rf 值。之后对各色素组分硅胶色带进行 洗脱( 丙酮) 、 萃取 ( 石油醚) 、 定容( 5mL) 和检测( 方 法同 1 5) 。 2 2 1 结 果

Tab. 1 The comparison of total pigment peak location and peak value of color carp
名称 红色锦鲤 乌鲤 绯写锦鲤 黄写锦鲤 昭和三色锦鲤 峰波长 1( nm) 470 470 470 474 472 峰值 0 148 0 156 0 114 0 059 0 169 峰波长 2( nm) 448 448 448 445 444 峰值 0 156 0 166 0 117 0 069 0 196

2 2 锦鲤总色素薄层色谱及色素组分光谱 锦鲤的总色素薄层色谱( TLC) 研究结果( 图 1) 显示, 红色锦鲤、 乌鲤和绯写锦鲤均含有浅黄色、 橙 红色、 橙黄色、 红色、 橙色和杏黄色等六条色素带, 绯 写锦鲤除了杏黄色和橙色带的 Rf 值与前两者略有 不同外, 其余色素带的 Rf 值几乎完全相同; 黄写锦 鲤含有橙红色、 橙色和杏黄色三条色素带, 昭和三色 锦鲤则含有浅黄色、 橙红色、 橙色和杏黄色四条色素 带, Rf 值与前三者相比差异较大。锦鲤色素组分光 谱的研究结果( 表 2 和图 2) 显示, 锦鲤杏黄色素组 分的 max 与文献记载的 胡萝卜素的 max 值 475、 445 和 423nm [ 7] 十分接近, 橙色色素组分的 max 值 与文 献 记 载 的 ! 胡 萝 卜 素 主 要 吸 收 峰 max 值 450nm( 石油醚) 十分接近。其所含主要色素组分 为杏黄色和橙色两种。锦鲤杏黄色色素组分相对含 量依次为: 昭和三色锦鲤> 黄写锦鲤> 乌鲤> 绯写 锦鲤> 红色锦鲤; 橙色色素组分相对含量依次为: 红 色锦鲤> 绯写锦鲤> 乌鲤> 昭和三色锦鲤> 黄写锦 鲤。
[ 8]

锦鲤总色素光谱 锦鲤总色素( 混合色素) 光谱研究结果( 表 1) 显

示, 红色锦鲤、 乌鲤和绯写锦鲤等总色素光谱在可见 光区( 448nm 和 470nm) 有两个完全 相同的吸收峰, 黄写锦鲤与昭和三色锦鲤等在可见光区( 445nm 和 472nm 附近) 有两个相近的吸收峰。总色素 丰度各 不相同, 其相对含量依次为: 昭和三色锦鲤> 乌鲤> 红色锦鲤> 绯写锦鲤> 黄写锦鲤。

图1

锦鲤色素薄层色谱及示意图( 附 Rf 值)

Fig. 1 The map of thin layer chromatography of the color carp pigment( Rf) A. 红色锦鲤; B 乌鲤; C 绯写锦鲤; D 黄写锦鲤; E 昭和三色锦鲤

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表2 锦鲤色素组分峰位比较













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素组分外, 还含有一定量的红色、 橙红色、 橙黄色和 浅黄色等其他色素组分。黑色锦鲤或具黑色斑的锦 鲤的色素细胞中除此还含有大量的黑色素, 正是由 于黑色素的存在才使该锦鲤局部或通体呈现黑色。 锦鲤的红、 黄和金黄色等不同色斑的形成源于各 橙、 种色素组分在鱼体某一部位不同比例组合的结果; 锦鲤白色斑的产生可能源于其色素细胞中各色素组 分或无或少或剂量均衡之故; 锦鲤的黑色斑是由于 黑色素的存在掩盖了其他色素组分颜色而形成的。 黑色素是一种广泛分布于动植物体的色素, 是通过 多羟基酚( 通常结合着蛋白质) 氧化而形成的高分子 化合物。按照 Nicollaus 的观点, 可将其分成三类: 真

Tab. 2 The peak location comparison of the color carp pigment components
组 分 红色锦鲤 473 443 乌鲤 469 445 423 橙 色 453 红 色 479 454 橙黄色 480 442 橙红色 474 444 浅黄色 481 456 457 500 454 502 475 451 519 477 443 443 423 501 467 450 515 461 446 455 451 472 455 绯写锦鲤 475 449 423 419 505 450 451 黄写锦鲤 昭和三色锦鲤 468 471 444

杏黄色

黑素( Eumelanins) , 主 要是呈黑 色和褐 色的含 氮色 素, 由酪氨酸、 二羟苯丙氨酸( 多巴) 、 多巴胺等氧化 聚合而成。棕黑素( Phaeomelanins) , 颜色稍浅, 常呈 棕色、 红色甚至黄色, 是由酪氨酸经与上述同样路径 合成而来, 其中由半胱氨酸等的参与。异黑素 ( Al lomelanins) , 常呈黑色, 主要存在于植物体内, 这种异 黑素是在多酚氧化酶 ( Polyphenol oxidase) 存在下通 过多酚的氧化聚合而形成的 。因其不溶于水和一 般的有机溶剂, 所以在本实验条件下黑色素未被提 取出来。但黑色素确系 锦鲤黑色色斑 形成的主要 原因。 3 3 锦鲤色素组分的异同与其亲缘关系之相关性 相同色素组分在锦鲤体内的存在提示了某些相 同生化途径 的存 在, 而 生化 途径则 是由 基因 产物 ( 酶) 催化的一系列生化反应的巧妙连接, 最终是受 遗传基因控制的。由此可见, 相同色素组分的存在 提示了相同生化途径的存在, 相同生化途径的存在 提示了锦鲤 DNA 同源部分的存在。色素组分的差 异越小, 说明其 DNA 同源部分就越多, 其亲缘关系 也就越近。从锦鲤色素的薄层色谱 [ 10, 11] 结果来看, 红色锦鲤、 乌鲤和绯写锦鲤等 均含有浅黄色、 橙红 色、 橙黄色、 红色、 橙色和杏黄色等六种颜色的色素 带, 除绯写锦鲤杏黄色和橙色两条色素带 Rf 值有一 定差别外, 其他各同颜色色素带的 Rf 值基本相同; 黄写锦鲤含有橙红色、 橙色和杏黄色等三种颜色的 色素带, 昭和三色锦鲤含有浅黄色、 橙红色、 橙色和 杏黄色等四种颜色的色素带, 各同颜色色素带的 Rf 值以及与前三者同颜色色素带 Rf 值相比均有较大 差异。每种颜色的色素带均代表一种主要的色素组 分。总之, 红色锦鲤、 乌鲤和绯写锦鲤均含有六种相 近的主要色素组分, 黄写锦鲤和昭和三色锦鲤则分 别含有三种和四种 Rf 值差异较大的主要色素组分。
[ 9]

图2

锦鲤色素组分峰值

Fig. 2 The absorption peak of color carp pigment components 1 杏黄色; 2 橙色; 3 红色; 4 橙黄色; 5 橙红色; 6 浅黄色

3 3 1



论 锦 鲤总色 素光谱 与其 体色及 色素组 分之 相 关性

锦鲤总色素光谱在可见光区均存在两 个吸收 峰。红色锦鲤、 乌鲤和绯写锦鲤总色素光谱吸收峰 位置相同, 即 448nm 和 470nm; 黄写锦鲤和昭和三色 锦鲤总 色素光 谱吸 收峰位 置相近, 即 在 445nm 和 472nm 附近。总色素光谱吸收峰的形成与锦鲤所含 主要色素组分及其辅助色素组分光谱吸收峰有关, 总色素光谱是其所含主要色素组分与辅助色素组分 光谱叠加的结果。锦鲤体色与其总色素光谱之间未 见明显的相关性。 3 2 锦鲤色斑与其色素组分之相关性 锦鲤色素细胞中除含有大量的杏黄色或橙色色

6期

王安利等: 锦鲤总色素及色素组分的比较研 究
[ 5]

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据此推测, 红色锦鲤、 乌鲤和绯写锦鲤可能具有较近 的亲缘关系, 黄写锦鲤、 昭和三色锦鲤与前三者之间 的亲缘关系可能较远。 3 4 锦鲤色素组分之归属 据文献报道, 类胡萝卜素的主要吸收峰在可见 光区 400 600nm 之间 。研究结果表明, 锦鲤总 色素主要吸收峰在 400 600nm 之间, 故其应属于类 胡萝卜素类色素。水产动物中常见的类胡萝卜素有 ! 胡萝卜素、 黄体素、 玉米黄质、 金枪鱼黄质 和虾青 素等。锦鲤杏黄色素组分的 max 与文献记载的 胡萝卜素的 max 值 475, 445 和 423nm 十分接近, 而 橙色色素组分的 max 值则与文献记载的 ! 胡萝卜 素主要吸收峰 max 值 450nm( 石油醚) 十分接近, 且已知锦鲤体表之所以呈现红色是因为其体内存在 虾青素的缘故。据此推测锦鲤杏黄色、 橙色和红色 色素带中所含主要色素组分 可能分别是 胡 萝卜 素、 胡萝卜素和虾青素。至于其他色素组 分的归 ! 属问题, 则需要进一步研究确定。 以上结果表明, 锦鲤躯体色斑与其体内各色素 组分的种类和剂量有关。亲缘关系越近的锦鲤构成 其体色的色素组分就越相近。深入研究锦鲤色素组 分搞清其代谢途径和调控点可以为观赏鱼增色饵料 的研制和开发提供理论指导。 参考文献:
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698













29 卷

COMPARATIVE STUDIES ON THE TOTAL PIGMENT AND PIGMENT COMPONENTS OF COLOR CARP
WANG An Li
1

LIU Jin Hai and WANG Wei Na

2

1

( 1 College of Life Science , South China Normal University, Guangzhou 510631; 2 Department of Oceanography , Xiamen University , Xiamen 361005)

Abstract:The study was conducted to investigate the total pigment and pigment components of different breeds of color carp by spectrophotometer and thin layer chromatography. The results showed that spectrum of total pigment of Red Color Carp and Black color Carp and Black Spot Red color Carp had two same absorption peaks in visible lregion ( 470nm and 448nm) . The spectrum of total pigment of Black Spot Yellow color Carp and Black Blue Red Spot color Carp had two similar absorption peaks in visible region ( 445nm and 472nm) . The pigment components of different breeds of brocaded carp were mainly apricot or orange pig ment. The black spots of color carp may be formed when melanin covered other pigment, other color spots may be formed when the pigment components of all kinds were mixed in proper proportions. The more the relation of color carp is close, the more the total pigment component is similar. Red color Carp and Black color Carp had same pigment components of six kinds, there were similar Rf values of four same color pigment components for Black Spot Red color Carp as compared with both of the former and there were different Rf values of two same color pigment components for the latter in comparison with both of the former. Black Spot Yellow color Carp and Black Blue Red Spot color Carp had three and four pigment components respectively, and the difference of their Rf values was notable. As above, Red color Carp and Black color Carp and Black Spot Red color Carp probably are close relatives, and the former and Black Spot Yellow color Carp of Black Blue Red Spot color Carp probably are distant relatives. This study will help the research and development of color carp color adding diet and further enhancement of brocaded carp ornamental value and market value. Key words: color carp; Ornamental carp; Total pigment; Pigment component; Spectrum; Chromatogram


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