本研究分为室外密度实验和室内低氧实验二个部分。密度实验设计了三个不同的密度梯度,即LSD(低密度组)、MSD(中密度组)和HSD(高密度组),每个池塘放养量分别为700尾、1300尾和1700尾鱼,初始密度分别为LSD=3.7kg/m3, MSD=6.9 kg/m3和HSD=9.3 kg/m3,每个密度设3个重复,整个实验过程历时60d。低氧实验在9个体积为100L的密闭容器中进行,平均水温为20℃,实验设计3个不同的溶解氧处理组：正常组(N=7mg/l),低氧组(H1=5mg/l)和极低氧组(H2=3mg/l)。充氮气,进行溶解氧快速降低,并采用充空气的方法进行调节,每隔30min测定一次溶解氧,以保证容器中溶解氧的稳定。在低氧胁迫之前和胁迫后0.5,1,3和6h进行采样。结果如下：1.放养密度对施氏鲟存活、生长和摄食的影响研究了流水条件下养殖密度对施氏鲟福利指标的影响。实验周期为60d。分别测量了不同密度处理组施氏鲟的死亡率、生长和摄食等指标。结果显示,放养密度对施氏鲟的死亡率无显著影响。饲料转化率(FCR)在各个密度之间也没有显著性差异。而高密度组的特定生长率、最终体重和体重增加都显著低于中、低密度组。肝脏系数(HSI)和脏器系数(VSI)随密度的增加而降低。血清激素FT3, FT4和IGF-1在40d和50d时,都随密度升高而降低。而本研究中所检测的生长相关基因GHR和1GF-1都随密度升高而升高。研究结果表明低放养密度下施氏鲟具有最高的福利指标。2.放养密度对施氏鲟肌肉体组分和代谢的影响在实验结束时,肌肉水分和粗蛋白含量在各个密度组之间无显著差异(P>0.05)。中、高密度组的灰分含量显著高于低密度组(P<0.05),而肌肉粗脂肪含量显著低于低密度组(P<0.05),表明施氏鲟在应对拥挤胁迫的不利环境时,首先动员脂肪代谢,增加机体对能量的需求,以适应外界环境的变化。实验结束时不同放养密度条件下施氏鲟肌肉脂肪酸含量随密度增加,C14：1,C18：2n-6和C20:4n-6含量逐渐上升,而DHA则逐渐下降。饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸在各密度之间无显著差异,而中、高密度组n-6 PUFA含量显著高于低密度组。另外,肝脏指数和肥满度都随密度的增加而降低,表明高密度对施氏鲟肌肉组分产生了不利的影响,施氏鲟需要消耗更多的能量来应对这种胁迫。最低血浆总胆固醇和甘油三脂的含量出现在高密度组,然而总胆红素在高密度组拥有最小值。中、高密度组尿素含量显著高于低密度组。这些研究的结果表明,放养密度能够影响鱼类的肌肉营养状况和物质代谢水平,进而影响鱼类的福利。3.放养密度对施氏应激和生理学指标的影响本章克隆得到施氏鲟HSP70和HSP90 cDNA全长序列,并检测了心、脾、脑、肾、肌肉、胃、鳃、肠、垂体、肝脏和脂肪组织等组织中HSP70和HSP90 mRNA的表达情况,AsHSP70在所有检测的组织中均有表达,其中AsHSP70 mRNA在肝脏、脾脏、肾脏、脑和鳃中具有很高的表达量,在心脏、胃、肠、垂体、肌肉和鳍等组织中次之,在脂肪组织中的表达量最低。AsHSP90也在所检测的组织中均有表达,这暗示了施氏鲟的HSPs基因在非胁迫条件下也有合成。放养密度与肝脏、肾脏和肾脏中HSP70 mRNA含量的正相关关系,HSP90 mRNA的含量也受到放养密度的显著影响,这表明在这一物种中HSP70和HSP90是一种良好的非特异的生物标记物。而本研究中不同密度组之间皮质酵和葡萄糖的含量无显著性差异,这表明皮质醇可能主要在急性应激反应中发挥作用,而本实验中施氏鲟可能对这种长期的胁迫反应产生了适应性。4.放养密度对施氏鲟免疫学指标的影响本章克隆了CYP 1A基因的全长序列,构建Bootstrap验证的系统发育树,结果表明施氏鲟CYP1A与小体鲟亲缘关系最近。组织表达分析结果显示CYP1A mRNA在很多组织中都有分布,这可能与其具有解毒作用的生理学功能有关。本文还检测了不同溶解氧条件下施氏鲟CYP1A基因的变化情况,结果显示肝脏中CYP 1A与放养密度呈现显著正相关关系。另外,肝脏系数显示出随密度的升高而降低的趋势(P<0.05),脾脏系数和肾脏系数也显示了相似的变化规律。红细胞不随密度的升高而产生显著性差异(P>0.05),而血红蛋白的含量随密度的升高而升高,这表明面对拥挤胁迫施氏鲟通过增加血红蛋白的含量来增加氧气的运输能力来应对这种不利环境。本实验中在高密度组施氏鲟血清中球蛋白的含量明显上升,以此推测低氧对施氏鲟的免疫功能造成了影响。5.低氧对施氏鲟生长和代谢指标的影响整个实验过程中正常氧处理组(N)和低氧处理组(H1)施氏鲟都没有出现死亡现象。而在极低氧处理组(H2)施氏鲟在3h之前没有出现死亡,到6h时,施氏鲟全部死亡,表明极低氧处理对施氏鲟的生命造成了严重影响,施氏鲟无法在这种环境下生存。低氧引起了血清激素FT3的显著变化,在实验1h、3h和6h时施氏鲟FT3含量显著性降低(P<0.05),低于实验的检测范围；而FT4含量在低氧胁迫后没有出现显著性改变(P>0.05)。与对照组相比IGF-1含量在低氧胁迫后3-6h显著性升高。低氧胁迫后ALT含量与对照组相比,略有升高,但没有显著性差异,这可能是由于低氧对施氏鲟的肝脏造成一定程度损伤,但损伤程度不大。6.低氧对施氏鲟应激和生理学指标的影响与对照组相比,低氧处理引起施氏鲟肝脏和脾脏中HSP70基因的显著升高。在肾脏中HSP70在H1和H2组也出现了显著性升高。低氧胁迫后施氏鲟HSP90的表达水平在肝脏、脾脏和肾脏等三个组织中都显著升高。以此推测施氏鲟的HSP70基因可以被低氧诱导,并参与施氏鲟的应激应答反应。血浆皮质醇除H2组在6h与对照组无显著性差异以外,均出现了显著性上升的趋势(P<0.05)。H1组血糖含量在0.5、1.5和3h显著升高。H2组血糖含量在0.5和1.5h显著高于对照组(P<0.05)。这可能是由于鱼类为应对这种低氧环境因子刺激而增加了物质的代谢速率。血浆总蛋白含量在第6h采样点时,随溶氧的降低而显著升高,可能与施氏鲟通过增加特异性蛋白(如溶菌酶、补体等)含量来应对环境胁迫有关。7.低氧对施氏鲟免疫学指标的影响脾脏系数在低氧(H1)和极低氧(H2)胁迫后0.5h和1.5h显著下降(P<0.05),暗示在低氧环境中鱼类通过增加造血功能来提高氧气的运输能力。在极低氧处理组(H2)肝脏系数在胁迫后3h出现显著性升高(P<0.05),说明极低氧处理对施氏鲟的健康状况造成了一定的影响。在低氧胁迫6h时后,球蛋白含量在低氧组(H1)和极低氧组(H2)显著升高(P<0.05),以此推测低氧对施氏鲟的免疫状况造成了一定的影响。本研究中,低氧胁迫后白细胞含量的升高可能与增强的免疫应答有关。红细胞数量和血红蛋白含量也在胁迫后出现显著性升高则表明低氧胁迫后施氏鲟通过同时增加红细胞和血红蛋白含量来应对这种不利环境。与密度实验结果相一致,低氧胁迫后,在肝脏、肾脏和脾脏等组织中CYP 1A mRNA的表达量在都出现了显著性升高,表明CYP 1A基因可以作为一种很好的非特异性生物标记物。通过低氧胁迫后相关免疫指标的研究,施氏鲟表现出明显的免疫应答反应,这些研究也为我们进一步研究鱼类福利提供了参考。