大黄鱼早期发育阶段应对低氧-酸化胁迫的生理响应

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yxhzhy
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大黄鱼是我国重要的经济鱼类之一,近年来由于水环境恶化以及养殖不规范对大黄鱼养殖业造成极大的经济损失。因此,了解环境因子对大黄鱼的影响、掌握大黄鱼适宜的环境因子范围,以达到规范养殖的目的,是大黄鱼养殖产业可持续发展的必要前提之一。本文概括了大黄鱼对溶解氧(DO)、p H、盐度、光照及温度这五个主要环境因子的适应性研究进展。大黄鱼适宜的溶氧量通常需要在4.65 mg/L以上,在较长时间的低溶氧环境中将导致大黄鱼组织器官损伤,低于3 mg/L可致其死亡;大黄鱼适宜的p H值在7.8~8.4,当p H值小于5时大黄鱼将死亡;大黄鱼适宜的盐度范围在25~32‰,但逐渐淡化海水至盐度为0仍能生存;大黄鱼幼鱼具有趋光性,而成鱼则具有避光性,弱光环境中大黄鱼体色更鲜艳;大黄鱼适宜的生存温度在10~32℃之间,其最适水温为20~28℃。为探究大黄鱼早期发育阶段低氧-酸化胁迫对其消化生理的影响,试验设置4个处理组,分别为对照组(DO=7.0 mg/L,p H=8.1)、低氧组(DO=3.5 mg/L,p H=8.1)、酸化组(DO=7.0 mg/L,p H=7.3)和低氧-酸化组(DO=3.5 mg/L,p H=7.3),每个处理组4重复,每个重复放置大黄鱼受精卵4.0×104粒,并在实验开始后(记录为0 d)和受精卵孵化后1 d、3 d、5 d、10 d、15 d、20 d、27 d测定其淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶活性。综合分析得出,本试验条件下低氧胁迫对大黄鱼早期发育阶段消化酶活性的影响均较为明显:对大黄鱼早期发育过程中淀粉酶活性的影响主要发生在10 d以后;对胰蛋白酶活性的影响更为明显,导致其酶活性在前10 d显著高于对照组。低氧胁迫和酸化胁迫对脂肪酶活性的影响均主要发生在5~10 d仔鱼刚开口阶段,在此时段内酸化胁迫对大黄鱼早期发育过程中脂肪酶活性的影响同样主要发生在5~10 d这一时段,这一阶段脂肪酶活性相比同期对照组显著降低。酸化胁迫对胰蛋白酶的影响则主要体现在5 d之前,这一阶段胰蛋白酶活性明显较高。低氧-酸化双重胁迫对大黄鱼早期发育消化酶活性的影响相比单一因子胁迫有一定的加剧作用。为探究低氧-酸化胁迫对大黄鱼早期发育阶段生长及生理代谢的影响,在实验开始后(记录为0 d)和受精卵孵化后1 d、3 d、5 d、10 d、15 d、20 d、27 d测定其类胰岛素生长因子Ⅰ(IGF-Ⅰ)、生长激素(GH)含量,丙酮酸激酶(PK)、谷丙转氨酶(ALT)、碱性磷酸酶(AKP)和Na+-K+-ATP酶(NKA)活性,以及27 d时的体长、体高。实验结果表明:低氧和酸化胁迫在27d均能显著抑制大黄鱼体长、体高的增长,低氧-酸化双重胁迫的抑制效果更为明显。IGF-Ⅰ含量分别在3个处理组的多个时段显著低于对照组(P<0.05),其中3个处理组IGF-Ⅰ含量在3 d时均显著低于对照组(P<0.05)。GH含量在不同处理组中分别出现升高的趋势,27 d时3个处理组均高于对照组(P<0.05)。PK活性在低氧-酸化组1~5 d时显著高于对照组(P<0.05),其他三个组的变化基本上呈现出先升后降的趋势。ALT活性在3个处理组中的多个时间点显著高于对照组(P<0.05)。4个实验组的AKP活性变化趋势相似,但在3个处理组中其酶活性在3 d时显著低于对照组(P<0.05)、15 d时显著高于对照组(P<0.05)。3个处理组NKA活性在3 d时均显著低于对照组(P<0.05)。综合分析得出,在本实验条件下大黄鱼早期阶段在低氧和酸化胁迫的环境中个体生长均会受到抑制,低氧-酸化的双重胁迫对其作用更显著。各处理组的代谢酶活性在多个时段与对照组相比发生显著性变化,结合本实验中大黄鱼个体生长差异和代谢酶活性差异的分析得出,低氧和酸化胁迫导致大黄鱼主要代谢酶活性产生了响应性的变化,进而最终影响了大黄鱼的个体生长。为探究大黄鱼早期发育阶段应对低氧-酸化胁迫的反应机制,在实验的27 d每组取15尾大黄鱼样本进行转录组分析和转录-蛋白质组联合分析。转录组分析结果表明,各个处理组与对照组相比DNA复制通路相关基因表达均显著下调,低氧-酸化组和低氧组的氧气输送相关基因表达量显著上调,而酸化组相比对照组蛋白质代谢相关基因的表达量显著上调。转录-蛋白质组联合分析表明,各个处理组的蛋白质消化与吸收相关通道KEGG功能基因表达调节方向一致。可见,低氧-酸化胁迫对大黄鱼体细胞增殖分裂产生抑制,同时影响其对蛋白质的消化与吸收,从而使大黄鱼的个体生长受到抑制。
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