日本鳗鲡渗透压调节机理对高渗环境的响应

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:show20090907
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日本鳗鲡是一种降海洄游性硬骨鱼类,达到性成熟阶段时,会从淡水河流中降海洄游至产卵场产卵,因此要应对外界环境盐度的巨大变化。盐度是影响鱼类生存的一个重要生态因子,当外界环境的盐度发生变化时,会直接影响鱼类的渗透调节能力,进而影响其免疫、呼吸、消化等系统的正常生理功能。近年来,国内外学者对日本鳗鲡渗透调节机制的研究主要集中在离子转运蛋白的表达、氯细胞的形态学变化、组织器官的结构和功能转变等方面,而关于银色鳗阶段生理指标瞬时变化特征的研究却鲜有涉及。本论文分别从血清学、酶学及内分泌调节等方面,研究了盐度胁迫对日本鳗鲡渗透调节生理机制的影响。研究结果和结论如下:1.高渗环境下日本鳗鲡的呼吸行为及体重变化为研究日本鳗鲡(505.1±35.7g)在盐度胁迫条件下的代谢反应,分析了不同盐度条件下呼吸频率和失重率的变化。结果显示:日本鳗鲡的呼吸频率随盐度的升高而增加。1h时盐度10处理组中日本鳗鲡的呼吸频率为62±3次·min-1,比淡水组增加了约51%(P<0.05);盐度33处理组已达到73±6次·min-1,与淡水组(41±2次·min-1)相比,增加了约78%(P<0.05);伴随处理时间的延长,各盐度组的呼吸频率逐渐下降,24h后达到淡水组水平。日本鳗鲡的失重率随着盐度的升高而增加,伴随处理时间的延长,失重率逐渐增加,于24h达到最大值,盐度33组和盐度10组分别为9.26±1.27%和4.55±0.37%(P<0.05),此后失重率逐渐降低。表明日本鳗鲡在高渗条件下,呼吸频率增加,水分流失增多,鱼体通过一定的渗透调节机制,最终能调节水盐代谢达到新的平衡。2.高渗环境下日本鳗鲡的渗透压调节机理为研究日本鳗鲡在盐度胁迫下的渗透压调节规律,分析了不同盐度条件下血清渗透压、离子(Na+,K+,Cl-)浓度和鳃Na+/K+-ATP酶活力等指标的变化趋势。结果显示:日本鳗鲡血清等渗点为329.1mOsm·kg-1,其对应盐度为10.48。随着处理时间延长,盐度处理组血清渗透压、Na+和Cl-浓度均呈现了先上升后下降的趋势。血清K+浓度受盐度影响较小(P>0.05)。盐度10处理组鳃Na+/K+-ATP酶活力于12h达到最小值(5.40±0.72μmol·mg-1·h-1),至96h时恢复至淡水组水平(P>0.05)。而盐度33处理组鳃Na+/K+-ATP酶活力则表现为先快速下降,后快速上升,并于24h达到最大值(13.05±0.62μmol·mg-1·h-1),约为淡水组的1.5倍(P<0.05)。根据实验结果,日本鳗鲡的渗透压调节可初步分为三个阶段,即快速升高期,血清渗透压、Na+和Cl-浓度异常升高,鳃Na+/K+-ATP酶活力受到抑制;缓慢升高期,鱼体补偿失水以缓解渗透压升高,血清渗透压、Na+和Cl-浓度表现为缓慢升高,鳃Na+/K+-ATP酶被激活;适应期,鳃Na+/K+-ATP酶活力处于较高水平,血清渗透压、离子浓度基本恢复。3.高渗环境下日本鳗鲡血清催乳素、皮质醇和肾Na+/K+-ATP酶活力的变化为研究日本鳗鲡在盐度胁迫下的激素调节规律,分析了不同盐度条件下血清催乳素、皮质醇和肾Na+/K+-ATP酶活力等指标的变化趋势。结果显示:在24h内血清催乳素浓度随着盐度的增加而降低,伴随处理时间的延长,各盐度组血清催乳素浓度均呈现先降低后升高的趋势。盐度10处理组于12h达到最小值(15.76±0.70 ng·ml-1)(P<0.05),至96h恢复至淡水组水平(P>0.05)。盐度33处理组于24h达到最小值(10.22±1.32 ng·ml-1)(P<0.05),至14d恢复至淡水组水平(P>0.05)。血清中皮质醇含量随着盐度的升高而逐渐增加。盐度10处理组与淡水组相比差异不显著(P>0.05)。盐度33处理组在1h下降,4h上升,于24h达到最大值(7.52±0.21 ng·ml-1)(P<0.05),96h降为6.69±0.42 ng·ml-1(P<0.05)。随着盐度的升高,肾Na+/K+-ATP酶活力表现为逐渐降低后逐渐上升的趋势,盐度10处理组于12h达到最小值(10.63±0.96μmol·mg-1·h-1),显著低于淡水组(13.19±0.29μmol·mg-1·h-1)(P<0.05),96h恢复至淡水组水平(P>0.05)。盐度33处理组在4h已显著低于淡水组(P<0.05),于24h达到最小值(8.62±0.93μmol·mg-1·h-1),96h恢复至10.21±1.14μmol·mg-1·h-1(P>0.05)。分析可知,盐度胁迫会迅速抑制日本鳗鲡对催乳素的合成与释放,经过短暂的适应后,催乳素不再影响日本鳗鲡在高渗环境中的渗透调节;皮质醇有助于提高Na+/K+-ATP酶的活性,促使日本鳗鲡增强对盐度的耐受性,以适应海水环境。高渗环境中,肾Na+/K+-ATP酶活性受到抑制。同时,催乳素能够调节肾Na+/K+-ATP酶活性,从而影响淡水中的离子运输。
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