【摘 要】
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中华鲟(Acipenser sinensis)是我国长江特有物种,属于国家一级重点保护野生动物,2010年被IUCN红色名录列为极危(CR)级物种。受人类活动的影响(过度捕捞和水利建设等),每年参与自然繁殖的中华鲟野外种群数量逐渐减少,且已经连续5年未监测到中华鲟的自然繁殖活动,人工保种成为防止中华鲟物种灭绝的重要手段,而长期的淡水圈养环境使中华鲟性成熟个体小、雌雄性成熟比例失调、繁殖能力下降等问
【基金项目】
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中国水产科学研究院基本科研业务费资助(2020JBF04和2019ZD03);
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中华鲟(Acipenser sinensis)是我国长江特有物种,属于国家一级重点保护野生动物,2010年被IUCN红色名录列为极危(CR)级物种。受人类活动的影响(过度捕捞和水利建设等),每年参与自然繁殖的中华鲟野外种群数量逐渐减少,且已经连续5年未监测到中华鲟的自然繁殖活动,人工保种成为防止中华鲟物种灭绝的重要手段,而长期的淡水圈养环境使中华鲟性成熟个体小、雌雄性成熟比例失调、繁殖能力下降等问题逐渐显现。中华鲟作为溯河产卵洄游型鱼类,生活史中90%的时间在海洋中度过,海水环境对中华鲟生长发育等生理特性起到至关重要的作用,因此,海水养殖是中华鲟海洋保种过程中不可缺少的环节。为探究中华鲟在自然海水环境下的免疫特性,本实验以淡水养殖的4龄中华鲟为研究对象,经海水驯化后于海水中养殖5个月。在海水驯化阶段淡水(约0‰)、半咸水(约12‰)、海水(约24‰)及海水养殖阶段第2、5个月5个时间点采集样品,用于分析中华鲟亚成体在海水适应过程中血液生理生化指标、免疫组织结构和免疫基因表达的变化。主要研究结果如下:1.海水适应过程中中华鲟血细胞参数的变化在海水驯化过程中,红细胞数(RBC)、血红蛋白(HB)、红细胞比容(HCT)有下降趋势,白细胞数(WBC)先下降后显著升高(P<0.05);在海水养殖过程中,血红蛋白(HB)、红细胞比容(HCT)、红细胞数(RBC)显著升高(P<0.05),白细胞数(WBC)保持稳定;各类白细胞占比在整个实验过程中无显著变化(P>0.05)。2.海水适应过程中中华鲟血浆生化指标的变化在海水适应过程中,钙离子(Ca2+)和磷离子(P3+)水平显著升高(P<0.05);盐度变化对碱性磷酸酶(AKP)、酸性磷酸酶(ACP)、丙二醛(MDA)、葡萄糖(GLU)没有显著影响。在海水驯化过程中,白蛋白(ALB)无明显变化,超氧化物歧化酶(SOD)、总蛋白(TP)呈上升的趋势,高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、溶菌酶(LZM)水平显著升高(P<0.05);谷草转氨酶(AST)、总胆固醇(TC)、葡萄糖(GLU)呈下降的趋势,免疫球蛋白M(Ig M)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、甘油三酯(TG)、谷丙转氨酶(ALT)显著下降(P<0.05);在海水养殖过程中,白蛋白(ALB)、总蛋白(TP)显著升高(P<0.05),高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)显著下降(P<0.05),免疫球蛋白M(Ig M)水平显著升高(P<0.05),超氧化物歧化酶(SOD)、溶菌酶(LZM)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、葡萄糖(GLU)无显著变化。3.海水适应过程中中华鲟免疫组织结构的变化利用组织切片技术对免疫组织(胸腺、头肾、脾脏)的观察发现,4龄中华鲟的胸腺未出现退化现象;经海水养殖后,头肾组织和脾脏组织的细胞形态饱满、排列整齐,头肾组织中的粒细胞、血管周围的黑色素巨噬细胞中心明显增多;脾脏组织中淋巴细胞聚集,排列紧密,细胞密度明显增加;而胸腺组织结构未观察到明显的变化。4.海水适应过程中中华鲟免疫组织中3种免疫相关基因的表达MHCⅡ、CD40L、LTBR在免疫组织中均有表达,表达量为:MHCⅡ>CD40L>LTBR,其中,MHCⅡ在脾脏的表达量最高。在整个实验期间,胸腺中MHCⅡ、LTBR表达量有所降低,CD40L的表达量有所增加;脾脏中MHCⅡ的表达量、脾脏和头肾中CD40L的表达量、脾脏中LTBR的表达量变化趋势一致,均为先降低后增加再降低,头肾中MHCⅡ的表达量先降低后增加,在一定范围波动,但均无显著差异(P>0.05);在半咸水时,头肾中的LTBR显著升高(P<0.05),之后恢复与淡水时的表达量相近,并在海水养殖阶段保持稳定。综上所述,海水驯化阶段是调整渗透压与应激的过程,在该阶段中华鲟的抗氧化能力、代谢能力有所增强;在海水养殖阶段,由于机体建立了新的平衡体系,Ca2+、P3+浓度、HB、HCT、TP水平显著增多,大多数血液生化指标保持稳定;在海水适应过程中,中华鲟亚成体生理机能保持正常状态,头肾、脾脏组织结构细胞密度增大、形态饱满,长期海水养殖对中华鲟的造血和免疫功能有一定的增强作用。本研究结果将为中华鲟资源修复提供基础,对中华鲟的繁殖和迁地保护具有重要的指导意义。
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