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水产集约化养殖规模的快速发展和密度的不断提高,导致养殖水体溶解氧偏低(即低氧胁迫)的问题日益突出。低氧胁迫会影响水生动物的生长和生理机能,造成机体抗逆能力下降甚至死亡。中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)是我国的特有经济物种,具有重要的经济价值和科研价值。探究低氧胁迫对中华绒螯蟹的生理机能的不良影响,并寻求缓解的营养学方法就显得十分必要。本论文以中华绒螯蟹为研究对象,探究了短期低氧胁迫下幼蟹的糖、脂代谢相关生理指标、代谢酶和低氧诱导因子1α(HIF1α)基因的变化,初步评价了低氧胁迫对中华绒螯蟹的不良影响;研究了饲料中不同糖源和糖水平,以及添加红景天苷和黄芪多糖对幼蟹的生长性能和耐低氧能力的影响。研究结果补充了中华绒螯蟹等甲壳动物低氧胁迫生理的基础资料,还可为中华绒螯蟹养殖生产中采用有效的改善对策提供参考。主要研究结果和结论如下1.低氧胁迫对中华绒螯蟹幼蟹的糖、脂代谢指标的影响为探究低氧胁迫对中华绒螯蟹的糖、脂代谢指标的影响,将体重(4.0±0.21)g的幼蟹暴露于(2.0±0.2)mg/L低氧环境中,以溶解氧(7.0±0.2)mg/L为对照组(常氧组),每组设置三个重复,在试验处理的0 h、3 h、6 h、12 h、24 h、48 h和96 h,分别采集常氧组和低氧组幼蟹肝胰腺和血淋巴,测定了糖、脂代谢相关的代谢物,代谢酶活性以及基因的表达。实验结果表明,中华绒螯蟹幼蟹的12 h水体溶解氧半致死浓度为0.773 mg/L(95%置信区间:0.615-0.926 mg/L)。糖代谢指标显示,6 h低氧组血糖浓度显著高于常氧组(P<0.05),至24 h和48 h时则显著低于常氧组(P<0.05);3 h、6 h、12 h、24 h和48 h低氧组糖原含量显著低于常氧组(P<0.05);同时,3 h、6 h和24 h低氧组肝胰腺的丙酮酸含量显著高于常氧组(P<0.05);3 h、6h、12 h、24 h、48 h和96 h低氧组丙酮酸脱氢酶基因m RNA水平显著低于常氧组(P<0.05);3 h、12 h和24 h低氧组乳酸脱氢酶活性显著高于常氧组(P<0.05);3 h、6 h和24 h低氧组乳酸含量显著高于常氧组(P<0.05)。脂代谢指标结果显示,相同时间点常氧组和低氧组血淋巴甘油三酯含量无显著性差异(P>0.05);常氧和低氧下各时间点肝胰腺甘油三酯含量均显著低于0 h(P<0.05),3 h、6 h、12 h和24 h低氧组肝胰腺甘油三酯含量显著高于常氧组(P<0.05);6 h、12 h和24 h低氧组甘油三酯水解酶es_IL基因m RNA水平显著低于常氧组(P<0.05);6 h和12 h低氧组甘油三酯水解酶es_TGL2基因m RNA水平显著低于常氧组(P<0.05);HIF1α基因表达结果显示,3 h、6 h、12 h和24 h低氧组HIF1α基因m RNA水平显著高于常氧组(P<0.05)。以上结果提示,中华绒螯蟹幼蟹12 h的低氧半致死浓度为0.773mg/L。短时间(24 h)低氧胁迫能够上调幼蟹HIF1α基因的转录,在一定程度上改变了中华绒螯蟹肝胰腺的糖、脂代谢模式,具体表现为糖酵解和无氧糖代谢增强,有氧糖代谢趋于减弱,脂分解代谢则受到抑制。随着胁迫时间的延长(超过24 h),机体的糖代谢会逐渐减弱,而脂分解代谢则会相应加强。2饲料中不同糖源和糖水平对幼蟹耐低氧能力的影响糖类是水生动物应对环境胁迫时所需能量的主要来源。本研究初步探讨了饲料中不同糖源和糖水平对中华绒螯蟹幼蟹耐受低氧能力的影响,试验选择了玉米淀粉和葡萄糖两种糖源,共设计了6组试验饲料,饲料中分别含15%(CS15%)、25%(CS25%)和35%(CS35%)三个水平玉米淀粉组,以及15%(GLU15%)、25%(GLU25%)和35%(GLU35%)三个水平葡萄糖组,饲喂体重1.18±0.03 g的幼蟹56 d,饲养8周后,对幼蟹的存活和生长情况进行统计和称重,然后每个处理组随机抽取6只幼蟹用密闭容器进行存活时间实验,以比较各组蟹的耐低氧能力;剩下的幼蟹用于24 h低氧(2.0±0.2mg/L)胁迫实验,比较不同饲料组对低氧耐受能力的影响差异。结果显示,投喂不同糖源和糖水平饲料8周后,同一添加水平下玉米淀粉组增重率(WG)、特定生长率(SGR)和肝胰腺指数(HSI)均显著高于葡萄糖组(P<0.05);玉米淀粉组中,CS25%组WG和SGR显著高于其他组(P<0.05);葡萄糖组中,GLU25%组WG和SGR显著高于其他组(P<0.05)。密闭容器存活时间(ST)的结果显示,同一添加水平下,葡萄糖组的ST显著高于玉米淀粉组(P<0.05);玉米淀粉组中,CS25%组ST显著高于其他组(P<0.05);葡萄糖组中,GLU25%组ST显著高于其他组(P<0.05)。耗氧率的测定结果显示,CS35%、GLU25%和GLU35%组低氧下耗氧率显著低于常氧组(P<0.05);GLU25%组低氧下耗氧率显著低于CS25%组和其他葡萄糖组(P<0.05)。对幼蟹肝胰腺糖、脂代谢指标分析的结果来看,常氧处理中,同一添加水平下葡萄糖组糖原含量显著高于玉米淀粉组(P<0.05),GLU25%组糖原、丙酮酸和乳酸含量显著高于CS25%、GLU15%和GLU35%组(P<0.05)。肝胰腺HIF1α基因表达结果显示,低氧处理后各组HIF1α基因m RNA水平均显著高于常氧处理组(P<0.05)。综上所述,同水平下玉米淀粉组相比葡萄糖组生长较好,两种糖源均在25%水平时对幼蟹生长最有利。相比于玉米淀粉,饲料中添加葡萄糖能够更好地提高中华绒螯蟹幼蟹的耐低氧胁迫能力,其中25%葡萄糖组效果最好。葡萄糖能提高幼蟹耐低氧胁迫能力,主要原因是前期饲养条件下机体提高了对饲料葡萄糖的利用能力,转化后以糖原的形式储存在肝胰腺中,为应对低氧胁迫提供了物质基础;同时,合适的糖源和糖水平,还可以降低耗氧率以应对低氧对存活的不利影响。3饲料中添加红景天苷对幼蟹耐低氧能力的影响红景天苷是常见抗缺氧药物的主要成份,为探究饲料中添加红景天苷对中华绒螯蟹幼蟹耐低氧能力的影响,本研究在基础饲料中分别添加了300mg/kg(S300)、600 mg/kg(S600)和900 mg/kg(S900)红景天苷,以基础饲料为对照,共计4种实验饲料。投喂体重为0.23±0.01 g的幼蟹8周,随后进行了24 h的低氧(2.0±0.2 mg/L)胁迫试验。8周生长试验结果显示,S300组增重率和特定生长率显著高于其他组(P<0.05),相应地饲料系数显著低于其他组(P<0.05)。低氧胁迫下,S300组血蓝蛋白浓度显著高于其他组(P<0.05)。耗氧率的测定结果显示常氧下红景天苷添加组耗氧率显著低于对照组(P<0.05),低氧下S300组和S900组耗氧率显著低于对照组(P<0.05)。肝胰腺糖脂代谢指标显示,常氧下,S300组糖原含量显著高于其他组(P<0.05);低氧下,S300组糖原含量显著高于其他组(P<0.05),红景天苷各添加组的乳酸含量显著低于对照组(P<0.05)。常氧下,各组甘油三酯含量无显著性差异(P>0.05),低氧下,S300组甘油三酯含量显著低于对照组和S900组(P<0.05),肉毒碱棕榈酰转移酶1(CPT1)基因m RNA水平显著高于其他组(P<0.05)。抗氧化能力的分析结果,无论常氧还是低氧条件下,红景天苷添加组丙二醛(MDA)均显著低于对照组(P<0.05),超氧化物歧化酶(SOD)活性均显著高于对照组(P<0.05),S300组和S600组谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性均显著高于对照组(P<0.05)。HIF1α基因表达结果显示,低氧下S300组和S600组HIF1α基因m RNA水平显著高于对照组和S900组(P<0.05)。综上,饲料中添加300 mg/kg红景天苷能促进中华绒螯蟹生长并提高中华绒螯蟹耐低氧能力。红景天苷可通过提高HIF1α基因m RNA水平和血蓝蛋白含量,降低机体的耗氧率,改善糖、脂代谢的供能效率,以提高动物的抗氧化和耐低氧的能力。4饲料中添加黄芪多糖对幼蟹耐低氧能力的影响黄芪多糖也是抗缺氧药物的有效成份。为探究饲料中添加黄芪多糖对中华绒螯蟹幼蟹耐低氧能力的影响,本研究在基础饲料中分别添加了150 mg/kg(A150),300 mg/kg(A300)和600 mg/kg(A600)黄芪多糖,以基础饲料为对照,共计4种实验饲料。投喂体重为0.23±0.01 g的幼蟹8周,随后进行了24 h的低氧(2.0±0.2 mg/L)胁迫试验。8周生长试验结果显示,A600组增重率和特定生长率显著高于其他组(P<0.05),饲料系数显著低于其他组(P<0.05)。耗氧率的分析结果,常氧下各黄芪多糖添加组的耗氧率均显著低于对照组(P<0.05),低氧下A150组和A600组耗氧率显著低于对照组(P<0.05)。抗氧化能力方面,无论是常氧还是低氧条件下,黄芪多糖添加组MDA含量均显著低于对照组(P<0.05),SOD活性显著高于对照组(P<0.05),低氧下A600组GSH-PX活性显著高于对照组(P<0.05)。从非特异免疫指标来看,常氧处理和低氧处理对比结果显示,对照组低氧下总血细胞数(THC)、碱性磷酸酶(AKP)和酸性磷酸酶(ACP)活性均显著低于常氧(P<0.05);低氧下,黄芪多糖各添加组THC均显著高于对照组(P<0.05),A600组AKP活性和ACP活性均显著高于对应常氧组以及低氧下其他组(P<0.05)。HIF1α基因表达结果显示,低氧下,黄芪多糖各添加组HIF1α基因m RNA水平均显著低于对照组(P<0.05)。综上,饲料中添加600 mg/kg黄芪多糖能促进中华绒螯蟹生长并提高中华绒螯蟹耐低氧能力。黄芪多糖主要通过降低HIF1α基因m RNA水平和耗氧率,调节机体的非特异性免疫力和抗氧化酶活力,来提高动物对低氧胁迫的耐受能力。