盐度对中华绒螯蟹性腺发育、渗透压调节和生理代谢的影响及其调控机制研究

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中华绒螯蟹(Ericcheir sinensis)是我国重要的养殖蟹类之一,属降河产卵物种,生殖蜕壳后通常洄游到河口区低盐度海水中进行繁殖。盐度可以促进中华绒螯蟹的性腺发育,尚不清楚盐度对其性腺发育、渗透压调节和生理代谢的调控机制。本文首先系统评价了四种水体盐度(0、6、12和18)对中华绒螯蟹成体性腺发育、渗透压调节、生理代谢和脂类组成的影响,筛选性腺发育期间的适宜盐度。其次,采用基于气相色谱-飞行时间-质谱联用(GC-TOF/MS)代谢组学探讨雌蟹卵巢发育过程中,主要营养物质的代谢规律。最后,设计0和6盐度,对生殖蜕壳后的雌蟹进行盐度适应实验,采用实验生态、生理生化和代谢组学等方法初探盐度调控雌蟹卵巢发育、渗透压调节和生理代谢的可能机制。主要的研究成果总结如下:1)盐度(0-18)升高可提高雄蟹的性腺指数,血清渗透压及主要离子浓度。血清苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、β-丙氨酸、色氨酸、鸟氨酸和总游离氨基酸含量在0盐度组最高。后鳃Na+/K+-ATP酶活及其mRNA表达量和多不饱和脂肪酸含量随盐度升高而下降,而∑n-6PUFA含量随盐度升高而上升。血清葡萄糖和尿酸含量随盐度的升高而下降,甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇和尿素含量呈上升趋势。结果表明,盐度升高可加快雄蟹性腺发育,降低机体代谢水平。2)盐度12和18可提高雌蟹的性腺指数,导致其在未交配的情况下发生抱卵。盐度12和18可提高血清主要离子浓度,而血清中大部分游离氨基酸和总游离氨基酸含量在6盐度组最高。后鳃中的∑n-3PUFA含量在0盐度组最高,而∑n-6PUFA含量随盐度升高而上升。血清葡萄糖含量随盐度的升高而降低,血清Y-谷氨酰基转移酶、碱性磷酸酶和酸性磷酸酶活力及肝胰腺葡萄糖、尿素含量和酸性磷酸酶活力均在1 8盐度组最高。结果表明,盐度12和18可加快雌蟹卵巢发育,导致其在未交配的情况发生抱卵和降低机体代谢水平。3)经过40 d盐度适应后,12盐度组中华绒螯蟹肝胰腺中的总脂和中性脂及肌肉总脂含量最高。肝胰腺脂肪酸组成受盐度变化的影响较大。雄蟹肝胰腺中性脂和极性脂中的∑n-6PUFA含量在18盐度组最高,而肝胰腺中性脂和极性脂∑n-3PUFA含量随盐度的升高而显著降低。对雌蟹而言,肝胰腺中性脂和极性脂中的饱和脂肪酸总含量在0盐度组最高,而肝胰腺中性脂和极性脂中的∑n-3PUFA及∑n-6PUFA含量均在12盐度组最高。结果表明,盐度升高可促进中华绒螯蟹肝胰腺中总脂和中性脂的积累,显著影响肝胰腺的脂肪酸组成。4)代谢组学研究显示,从Ⅰ~Ⅴ期,雌蟹肝胰腺中的氨基酸分解代谢较为旺盛,且在Ⅲ~Ⅴ期代谢强度进一步增加;Ⅰ~Ⅲ期,肝胰腺中糖类分解和能量代谢水平较低,亚油酸合成代谢水平较高,但Ⅲ~Ⅴ期,肝胰腺中的糖类分解和能量代谢水平逐渐加强。从Ⅰ~Ⅳ期,河蟹血清中的游离氨基酸及糖类分解代谢产物不断升高;从Ⅳ~Ⅴ期,血清中的游离氨基酸、亚油酸含量下降,糖类分解代谢加强。从Ⅰ~Ⅳ期,卵巢中蛋白质和糖类合成代谢大于分解代谢,Ⅳ期与Ⅴ期卵巢中的物质代谢水平接近。5)在盐度6中适应60 d后,雌蟹卵巢快速发育;生理生化研究显示,血清和肝胰腺中蛋白质、碳水化合物和脂类的分解代谢水平降低。代谢组学研究显示,血清和肝胰腺中涉及氨基酸和碳水化合物代谢的大部分中间代谢物或终产物显著下调。结果表明,盐度6有利于雌蟹肝胰腺积累营养物质,从而促进卵巢发育。
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