环境胁迫对扇贝存活、行为、代谢免疫的影响

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xt23z
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虾夷扇贝和栉孔扇贝是我国乃至世界上重要的经济贝类,不但在水产养殖业中占据着重要地位,而且具有极其重要的经济生态地位。近几年虾夷扇贝和栉孔扇贝养殖出现的大量死亡问题,给养殖企业造成一定的经济损失,亟待加强对扇贝基础生物学和生态学特性的深入了解。目前夏季高温时的低氧现象正在肆虐着全球养殖区,虾夷和栉孔扇贝经常会在遭受高温及低氧的胁迫,导致死亡。扇贝可以通过运动行为逃避捕食者的捕食以及恶劣的环境,其运动能力越强,逃避能力越强,扇贝被捕食的风险就会降低。根据国内外的研究现状和目前存在的主要问题,本文研究了高温胁迫下栉孔扇贝的存活情况及运动行为特性;低氧胁迫下虾夷扇贝的存活情况及行为特征;敌害生物海星的捕食胁迫和捕食、饥饿双重胁迫下扇贝的运动行为学特征;讨论了扇贝对环境胁迫的生理生化响应机制。本文的主要结果如下:1本实验采用视频记录栉孔扇贝(平均壳高3-5 cm)在高温下的行为特点,以基础的实验方法学探究了高温对机体相关免疫指标的影响及机体的应对策略,(1)通过观察记录栉孔扇贝在27℃高温下20d的存活情况发现,3d死亡数量达到了 50%,15 d-20 d死亡数量保持稳定在10%。(2)栉孔扇贝在27℃高温下闭壳肌组织SOD酶活性和T-AOC酶活性随天数的变化先升高再降低,在第3 d达到最高值(P<0.05),SOD酶和T-AOC酶在7 d后趋于稳定(P<0.05),7 d的时间可能是栉孔扇贝建立对高温适应机制所需要的时间。(3)比较了 96 h实验组27℃与对照组23℃对栉孔扇贝运动次数及糖原的变化,栉孔扇贝实验组27℃与对照组23℃的96 h总次数和糖原含量相比明显降低(P<0.05),实验组运动能力明显减弱,不同组随着时间的延长,运动次数明显降低(P<0.05)。栉孔扇贝实验组27℃下的96 h运动速度区间0.0-0.2m/s与对照组23℃速度区间0.2-0.4m/s相比速度降低。随着时间的延长,栉孔扇贝由于分泌足丝附着的原因,附着后不能脱离进行移动,极少数的栉孔扇贝会选择原地转动,其余大多数扇贝减少或者基本不进行跳跃运动。2为研究低氧胁迫对虾夷扇贝(平均壳高4-5 cm)行为学、生理学,免疫防疫功能及关键呼吸酶的影响,本实验设置了 1、2、4、7 mg/L(对照组)4个溶解氧梯度,测定分析了虾夷扇贝的行为特性、耗氧率、排氨率、抗氧化酶(SOD、CAT)和呼吸酶(LDH和PK酶)活性的响应情况。结果发现:(1)虾夷扇贝的存活率随着DO浓度的降低而降低,溶氧1 mg/L时的存活率仅为55%;在1 mg/L溶解氧浓度下,虾夷扇贝的半致死时间为95.97 h。(2)不同时间下扇贝表现出与低氧环境相适应的行为,虾夷扇贝在不适应环境时会表现出外壳紧闭,适应后逐渐开壳,从扇贝行为特性的量化指标来看随着DO浓度越低,评分分数越低,虾夷扇贝状态越差的比例占的越大。(3)低氧胁迫对虾夷扇贝耗氧率有显著影响(P<0.05),同时在在96 h的低氧(1 mg/L)胁迫下排氨率受到显著影响(P<0.05);在DO<2 mg/L胁迫下,氧氮摩尔比<7,虾夷扇贝主要由蛋白质供能为主;DO>4mg/L,虾夷扇贝由蛋白质和脂肪氧化供能为主。(4)低氧胁迫对虾夷扇贝SOD、CAT和呼吸酶有显著性影响(P<0.05)。24h的低氧胁迫使得肝胰腺及闭壳肌的活性氧浓度升高;48-96 h后低氧胁迫,酶活开始降低;(5)不同的溶解氧浓度下的呼吸代谢途径不同,研究发现,DO=2mg/L时,有氧代谢途径代谢途径转变为葡萄糖-丙酮酸-乳酸的呼吸途径,DO=1 mg/L时,呼吸途径优先选择葡萄糖-琥珀酸途径。(6)通过透射电镜(TEM)的方法观察了虾夷扇贝闭壳肌、肝胰腺、鳃及外套膜组织细胞在低氧压力下的细胞结构变化,实验组DO=1 mg/L的在细胞水平和线粒体水平上都出现了一定程度的空泡化。3为研究敌害胁迫对虾夷扇贝和栉孔扇贝的行为学、生理学的相关响应情况,本实验视频记录了在海星存在下两组规格(小规格平均壳高2-4 cm、大规格平均壳高4-6 cm)两种扇贝在不同密度下、饥饿条件下的行为方式并测定其糖原含量。(1)分析两种扇贝在不同情况下(自然状态下跳跃运动(A组)和因海星靠近或触碰跳跃运动(B组))的运动的速度变化和糖原变化:两种扇贝在捕食者胁迫下运动速度及糖原含量皆大于自然条件下,栉孔扇贝的平均速度大于虾夷扇贝,大规格平均速度大于小规格的扇贝,大规格的扇贝中糖原含量小于小规格的扇贝中糖原含量。在捕食者胁迫下,虾夷扇贝的运动速度增大40%-200%,栉孔扇贝的运动速度增加20%-30%.(2)在双捕食者系统中,实验扇贝密度为4、8、12、16个/1.56 m2时,分别计算了两种扇贝的总观测值和预测值间,且每个密度都差异不显著(P>0.05),说明海星之间是独立捕食者,存在独立的多捕食者效应明显,没有协同合作关系。(3)在敌害海星胁迫下,比较了 0、15、30、45d饥饿天数对两种扇贝速度及糖原的变化。随着饥饿天数的增加,虾夷扇贝糖原含量都是先增加再减少(P<0.05),栉孔扇贝随着饥饿天数的增加糖原含量逐渐减少(P<0.05)。两种扇贝均在45 d饥饿胁迫下糖原含量最低。随着饥饿天数的增加,虾夷扇贝运动总次数先下降,在30 d回升后45 d再次下降,且小规格的虾夷扇贝运动次数大于大规格的运动次数;栉孔扇贝的总运动次数明显小于虾夷扇贝,且栉孔扇贝运动次数随着时间的增加先增加再减少,在饥饿15 d时运动次数升高。饥饿30 d对栉孔扇贝和虾夷扇贝闭壳肌SOD酶有显著性影响(P<0.05)。
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