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近年来,许多研究表明,多种微生物感染会诱导氧化应激的发生,氧化应激所导致的组织损伤也是微生物感染的致病机理之一。微生物感染与氧化应激之间存在多种病理学关联越来越受到关注,但是针对水生动物微生物感染与氧化应激的关系少有人研究。本研究以两种水生动物中常见的病原微生物-鲤春病毒血症病毒(Spring Viraemia of Carp Virus,SVCV)和水霉菌(Saprolegnia)为研究对象,探讨水生动物微生物感染与氧化应激之间的关联,为深入研究水生动物微生物感染的致病机理提供理论基础,以便为水生动物疾病的预防和治疗提供新的解决策略。主要研究结果如下:1.SVCV感染EPC细胞诱导氧化应激发生的研究分别以0.1和1 MOI的SVCV感染黑头软口鲦上皮瘤细胞(Epithelioma Papulosum Cyprini,EPC),测定SVCV感染EPC细胞0、3、6、12和24 h后氧化应激相关指标,以H2O2刺激EPC细胞产生氧化应激作为阳性对照。氧化应激指标包括:氧化水平-活性氧自由基(ROS)、蛋白质羰基、8羟基脱氧鸟苷(8-OHd G)和丙二醛(MDA);抗氧化水平:总抗氧化能力(T-AOC)、还原型谷胱甘肽(GSH)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(Gpx)。同时通过Real-time PCR检测谷胱甘肽合成酶(GSS)基因、过氧化氢酶(CAT)基因和超氧化物歧化酶1(SOD-1)基因的转录水平。最后定量检测SVCV-G的转录水平来分析H2O2预处理EPC细胞SVCV感染的影响。结果显示:1.)SVCV感染EPC细胞后,细胞氧化水平:ROS水平和蛋白质羰基含量先显著升高,12 h恢复到正常水平,24 h又升高到更高水平;8-OHd G水平显著升高,直到24 h;MDA含量无显著变化。细胞抗氧化水平:T-AOC显著升高直到24 h;GSH含量和GSS基因转录水平显著升高直到24 h(1MOI);CAT活性和基因转录水平显著降低,12 h恢复到正常水平,24 h又显著降低;SOD活性和SOD-1基因转录水平先显著升高,6 h迅速恢复到正常水平直到24 h;Gpx活性显著升高直到24 h。ROS/T-AOC显著降低,直到12 h降低到最低水平,24 h又显著升高到更高水平。结果表明病毒感染EPC细胞产生大量的ROS,造成DNA和蛋白质严重的氧化损伤,同时ROS的蓄积激活了Nrf2,细胞上调内源性抗氧化酶基因的表达及其活性,造成总抗氧化能力的代偿性升高,但不足以抵抗病毒感染产生的ROS蓄积,从而致使细胞内氧化还原失衡,引发氧化应激。2.)500μM H2O2刺激EPC细胞2 h后ROS水平显著升高,细胞处于氧化应激状态,细胞的氧化应激状态可抑制病毒的复制,降低SVCV-G基因的转录水平。2.水霉菌感染鲤诱导氧化应激发生的研究以感染水霉病的鲤为研究对象,测定患水霉病鲤血浆中氧化应激相关指标,包括总抗氧化能力(T-AOC)、脂质过氧化产物-丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、还原型谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽过氧化物酶(Gpx)和过氧化氢酶(CAT),同时随机取患病组鲤的肝胰脏、脾脏和肾脏组织进行组织病理分析,旨在探讨氧化应激同水霉菌致病机理的关联。结果显示:1.)患病组相对于对照组,鱼体血浆T-AOC极显著降低(p<0.01);MDA含量和GSH含量无显著变化;SOD和CAT酶活极显著降低(p<0.01);Gpx酶活显著升高(p<0.05),表明鲤患水霉病后鱼体内氧化-抗氧化水平失衡,鱼体产生氧化应激。2.)组织病理学分析显示患水霉病鲤的肝脏细胞相对于对照组出现严重的急性坏死症状,细胞出现空泡化现象严重;脾脏和肾脏细胞出现不同程度的炎症,细胞开始凋亡。上述结果表明水霉菌感染鲤后鱼体细胞内抗氧化水平极显著降低,不能有效清除细胞内产生的ROS,细胞遭受氧化应激胁迫。氧化应激的产生造成DNA、脂质和蛋白质的氧化损伤,从而破坏了细胞正常的生理功能,导致组织损伤。同时氧化应激诱导了炎症和细胞凋亡的发生,进一步加重鱼体的组织损伤。