盐度对金钱鱼(Scatophagus argus)幼鱼鳃渗透调节的影响

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本论文主要分为三大部分:一是研究盐度骤变对金钱鱼幼鱼鳃线粒体丰富细胞形态结构变化及其渗透调节机制影响;二是研究不同盐度对金钱鱼幼鱼鳃线粒体丰富细胞形态结构变化及其渗透调节机制影响;三是研究盐度对金钱鱼幼鱼鳃Na+-K+-ATPase酶活及Na+-K+-ATPaseβ基因的表达分析。探究金钱鱼幼鱼在不同盐度的急性和慢性胁迫下的渗透调节作用。1.盐度骤变对金钱鱼幼鱼鳃线粒体丰富细胞形态结构的影响外界盐度的突然变化,幼鱼不能在短时间内适应,产生急性应激反应,鳃丝、鳃线粒体丰富细胞参与渗透调节作用。本实验采用显微技术,研究了盐度胁迫:20盐度组投入5盐度组;20盐度组投入35盐度组,其对金钱鱼(Scatophagus argus)幼鱼鳃线粒体丰富细胞(mitochldria-rich cells,MRCs)形态结构的影响。观察结果:低盐胁迫3 h MRCs长径(9.517±1.390)μm和短径(7.150±1.448)μm较对照组长径(7.317±0.986)μm和短径(5.067±0.467)μm显著增大(P<0.05),高盐胁迫6 h MRCs数量显著增加。显微结果表明:胁迫24 h鳃丝处于渗透调节的主动修复阶段;超微结构观察发现鳃丝分化出2种类型的MRCs:1)Ⅰ型MRCs,椭圆形,胞核形状不规则,内脊发达,顶端开口处于关闭或开放状态,主要存在于低盐环境;2)Ⅱ型MRCs,圆形,胞核规则呈圆形,具有多个顶端开口。具不同形状的线粒体,a型线粒体着色较浅,呈短粗状;b型线粒体着色较深,呈小的颗粒状,主要存在于高盐环境。以上表明,金钱鱼幼鱼在急性盐度胁迫下,会产生应答反应机制,通过线粒体丰富细胞体积、数量、形状结构,以及线粒体的形状结构变化,共同维持内环境的稳定。2.不同盐度对金钱鱼幼鱼鳃渗透调节机制的影响不同盐度环境下,鱼类有两种调节方式:淡水环境下鱼类一般通过“排水保盐”的高渗调节方式;海水环境下鱼类则通过“排盐保水”的低渗调节方式。鳃丝和鳃小片的结构以及线粒体丰富细胞均会发生相应的变化。本实验采用显微镜技术研究不同盐度(盐度梯度:0,5,10,30,35)与自然海水(盐度20实验组)条件下金钱鱼幼鱼鳃线粒体丰富细胞形态结构的变化。观察结果:盐度5实验组次级鳃小片直径(11.750±1.388)μm、盐度10实验组初级鳃小片直径(92.050±9.408)μm,以及盐度35实验组初级鳃小片直径为(80.250±4.682)μm较其他盐度组差异显著(P<0.05)。线粒体丰富细胞顶膜结构出现突起型(Ⅰ型)、凹陷型(Ⅱ型)、深洞型(Ⅲ型),以及一种Ⅰ型的过渡类型,盐度30实验组线粒体丰富细胞呈溶解状态,且数量最多。结果表明:金钱鱼幼鱼低盐环境下通过改变线粒体丰富细胞顶端开口大小,以及初级鳃小片变宽和次级鳃小片增长,增大鳃丝与外界环境的接触面积;高盐环境下线粒体丰富细胞数量增加,顶膜凹陷程度明显加深,以及鳃丝变宽增加接触面积,以此来适应外界的水体环境变化。3.盐度对金钱鱼幼鱼鳃Na+-K+-ATPase酶活及Na+-K+-ATPaseβ基因的表达分析海水鱼类对盐度改变有一定的适应性和耐受限度,会引起鱼类多种生理、生化应激反应。目前关于Na+-K+-ATPase基因的表达量有两种情况:一是盐度对鱼类Na+-K+-ATPase基因的表达量无显著性影响;二是盐度对鱼类Na+-K+-ATPase基因在不同盐度下具有显著性变化。本实验研究了急性盐度变化及不同盐度条件下金钱鱼幼鱼鳃Na+-K+-ATPase酶活及相对表达量(实时定量PCR技术)的变化,探究其生理生化、分子等渗透调节机理。观察结果:盐度5和35实验组在刚开始投入时酶活量均在12 h内增加,且在24 h时达到最大酶活。盐度5和35实验组Na+-K+-ATPase相对表达量随时间的变化趋势基本一致,均在48 h时表达量达到最高值。不同盐度下Na+-K+-ATPase相对表达量变化趋势为:盐度20实验组>盐度5实验组>盐度10实验组>盐度30实验组>盐度0实验组>盐度35实验组,除实验组和淡水外,相对表达量的变化随着盐度的升高逐渐降低,在盐度20(实验组)时的相对表达量最高,高盐度组的相对表达量显著低于低盐度组的相对表达量(P<0.05)。结果表明:低盐胁迫下的变化均大于高盐胁迫,即调节适应能力强于高盐胁迫;不同盐度下盐度,在金钱鱼幼鱼本身生存适应环境下,低盐环境下的表达优于高盐环境,且盐度5~10更适宜金钱鱼幼鱼的淡化养殖盐度。
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