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《华东师范大学》 2007年
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水中亚硝酸盐和氨氮对中华绒螯蟹幼体的毒性效应及维生素E的营养调节

洪美玲  
【摘要】: 本文报道了水中亚硝酸盐和氨氮浓度的升高对我国重要养殖种类中华绒螯蟹幼体的急性毒性和亚致死毒性效应,初步阐明了幼蟹对亚硝酸盐和氨氮的解毒途径,并探讨了日粮中添加维生素E(VE)对幼蟹营养调节能力和抗应激能力的影响。研究结果可为水生动物毒理学和营养免疫学提供基础资料,同时也对甲壳动物应激评价体系的建立提供参考依据,有助于推动甲壳动物养殖业的可持续发展。 1.中华绒螯蟹幼体对亚硝酸盐和氨氮的半数致死浓度(LC_(50))及解毒途径 急性毒性试验的结果表明,中华绒螯蟹幼体在亚硝酸盐中暴露24h-、48h-、72h-和96h-的LC_(50)分别为43.87-、40.24-、38.87-、38.87-mg/l;对水中总氨氮的LC_(50)分别为251.68-、217.61-、156.05-、119.67-mg/l,非离子氨的LC_(50)值为2.75-、2.37-、1.70-、1.31-mg/l。亚硝酸盐和氨氮对中华绒螯蟹幼体的安全浓度分别为3.8和12.0 mg/l,说明中华绒螯蟹对氨氮的耐受性较高。 分析幼蟹血淋巴对相应暴露物的累积程度可看出,血淋巴中亚硝酸盐的累积量随水环境中亚硝酸盐浓度的增高而增多,且血淋巴中亚硝酸盐浓度的升高幅度远大于水中亚硝酸盐浓度的升高幅度,它们之间并不呈线性递增而是表现出倍数增长关系;而血淋巴中的氨氮浓度与水环境中的氨氮浓度较接近,随环境中氨氮浓度的升高呈线性增加。表明幼蟹血淋巴更容易对亚硝酸盐发生累积。 急性亚硝酸盐暴露和急性氨氮暴露均可使中华绒螯蟹幼体血淋巴中谷氨酸盐、谷氨酰胺、尿素的含量以及肝胰腺中谷氨酰胺的含量显著增加,但随暴露时间的延长,血淋巴中谷氨酸盐、尿素及肝胰腺中谷氨酰胺的含量不断增加,而血淋巴中谷氨酰胺的含量不断下降。这说明幼蟹可将体内过多的亚硝酸盐和氨氮部分转化为谷氨酰胺或参与鸟氨酸循环以尿素的形式排出体外。相同浓度的亚硝酸盐使血淋巴中谷氨酸盐和谷氨酰胺含量上升的幅度远大于相同的氨氮暴露浓度,说明亚硝酸盐的解毒途径在很大程度上更倾向于转化为谷氨酰胺。此外,机体还可将部分亚硝酸盐转化为硝酸盐。 2.亚硝酸盐和氨氮对中华绒螯蟹幼体的急性毒性效应 在96h-LC_(50)的基础上,分别设计了对照组、10-、20-、30-、40-mg/l亚硝酸盐暴露组以及20-、40-、60-、80-mg/l氨氮暴露组,分别在暴露的3h、6h、24h、48h取样,探讨了急性亚硝酸盐胁迫和急性氨氮胁迫对幼蟹能量利用、免疫、渗透调节以及应激蛋白70(HSP70)表达量的影响。 研究结果表明,急性亚硝酸盐和氨氮胁迫均使幼蟹血淋巴中氧合血蓝蛋白含量下降,导致机体携氧能力降低,机体主要通过糖酵解途径提供能量,肝糖元含量下降,血糖浓度升高,肝胰腺及血淋巴中乳酸含量不断上升。与此同时,血淋巴中甘油三酯的含量下降,说明机体还需动用大量脂肪来满足其本身的能量需求。此外,急性亚硝酸盐胁迫使血糖的升高幅度及氧合血蓝蛋白的下降幅度均大于急性氨氮胁迫,因而亚硝酸盐胁迫导致组织中乳酸含量的升高幅度也相应大于氨氮胁迫。 低浓度的亚硝酸盐暴露和氨氮暴露在短期内可使幼蟹血细胞数显著增多,并可显著提高肝胰腺超氧化物歧化酶(SOD)活性,表现出“毒物兴奋效应”。随着暴露时间延长,这种兴奋效应逐渐消失,血细胞数和SOD活性均逐渐下降。高浓度的亚硝酸盐胁迫和氨氮胁迫均使幼蟹血细胞数减少,并抑制肝胰腺SOD活性,使机体对超氧阴离子的清除能力下降,从而在一定程度上降低了机体的免疫力。肝胰腺中丙二醛(MDA)含量随亚硝酸盐和氨氮暴露浓度的升高而升高,且随暴露时间的延长在组织中的累积量增大,说明亚硝酸盐和氨氮暴露使组织中脂质过氧化程度加剧。 随着脂质过氧化程度加剧,细胞膜结构将遭受一定程度的损伤,导致细胞膜的通透性改变,因而血淋巴的渗透压及主要离子浓度也会发生相应变化。亚硝酸盐和氨氮胁迫可使血淋巴中[Na~+]、[K~+]、[Cl~-]、强离子差以及渗透压下降。在亚硝酸盐处理组中,血淋巴中Cl~-和渗透压对亚硝酸盐的变化较敏感,不同暴露浓度之间差异均显著。而在氨氮处理组中,血淋巴中Na~+对氨氮的变化较敏感,不同暴露浓度之间差异均显著。 环境胁迫除了可影响机体的生理生化反应外,还将在细胞水平上引发一系列变化。采用Western-blotting法研究亚硝酸胁迫对幼蟹鳃组织中HSP70表达影响的结果表明,中华绒螯蟹幼体经10mg/l和20mg/l的亚硝酸盐处理后,鳃组织中HSP70的表达量在应激6h后达到最大,而经30mg/l和40mg/l的亚硝酸盐处理后,HSP70的表达量在应激3h后达到最大。而且各浓度组所诱导的HSP70的最大表达量与水中亚硝酸盐的浓度呈正相关。因此应激蛋白能在生物体受到严重危害前,作为早期的预警标志应用于机体生理状况的评价中。 3.亚硝酸盐和氨氮对中华绒螯蟹幼体的慢性毒性效应 为了解亚硝酸盐和氨氮的长期暴露对中华绒螯蟹幼体生长及免疫的影响,揭示亚硝酸盐和氨氮的长期暴露对幼蟹的毒害机理,共设计了对照组、5-、10-、15-、20-mg/l亚硝盐暴露组和10-、20-、30-、40-mg/l氨氮暴露组,探讨了不同浓度的亚硝酸盐和氨氮暴露60d对中华绒螯蟹幼体生长、免疫及肝胰腺显微结构和超微结构的影响。 结果表明,在应激的前10d,幼蟹的死亡数随亚硝酸盐和氨氮浓度的升高而升高,且随应激时间的延长,其死亡数不断增加。而且亚硝酸盐暴露和氨氮暴露均可显著降低幼蟹的体增重,增加饲料系数。 当水中亚硝酸盐浓度高于5mg/l时,肝胰腺中酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(ALP)活性显著下降;当氨氮浓度达到20mg/l以上时,肝胰腺ACP和ALP活性才显著低于对照组。这说明亚硝酸盐对肝胰腺ACP和ALP活性的影响大于氨氮,相同浓度的亚硝酸盐暴露对机体蛋白合成和免疫的影响程度强于氨氮暴露。 对肝胰腺超微结构的研究结果表明,幼蟹暴露于20mg/l亚硝酸盐溶液和40mg/l氨氮溶液60d后,肝胰腺部分细胞器出现了空泡化,具体体现在核膜不完整并出现断裂现象,核内物质外溢,细胞核空泡化;大部分线粒体内嵴消失。因此细胞器解体而造成的细胞坏死可能是亚硝酸盐和氨氮胁迫作用的主要靶标。 4.日粮中添加VE对中华绒螯蟹营养调节能力和抗应激能力的影响 为研究日粮中添加一定量的VE对胁迫效应的缓解作用,共设计了3种日粮,其中日粮2(VE含量为660mg/kg)和日粮3(VE含量为960mg/kg)是分别在对照组(基础日粮,VE含量为360mg/kg)的基础上添加了300-、600-mg/kg VE,投喂60天后,将每个实验组的半数蟹投到10mg/l的亚硝酸盐水体中,分别研究了3种不同日粮在亚硝酸盐应激前后对中华绒螯蟹幼体生长、免疫、渗透调节及组织中VE含量的影响。 研究结果表明,用日粮2饲喂20d后,可显著提高中华绒螯蟹幼体的特定增长率,降低饲料系数;然而,日粮3在一定程度上却抑制了幼体的生长,提高了饲料系数。 亚硝酸盐应激显著提高了肝胰腺和鳃组织中SOD活性和MDA含量以及肝胰腺中ACP活性、鳃中ALP活性,但在日粮中添加VE后可使其上升幅度减小,以日粮2的变化幅度最小;同时亚硝酸盐应激还可显著降低肝胰腺中ALP活性、鳃中ACP活性,但日粮中添加VE后可使其下降幅度减小,以日粮3的降幅最小。亚硝酸盐应激显著降低了对照组中血淋巴氧合血蓝蛋白浓度和三组日粮的血淋巴总蛋白浓度,而VE添加组中氧合血蓝蛋白浓度在经受亚硝酸盐胁迫后变化不显著。组织中VE含量随日粮中VE添加量的增加而增加,亚硝酸盐应激均在一定程度上消耗了组织中的VE,从而使其含量下降,日粮3中肝胰腺和鳃中VE的降幅最大。 综上所述,日粮2(VE含量为660mg/kg)对幼蟹的营养调节作用优于基础日粮(VE含量为360mg/kg)和日粮3(VE含量为960mg/kg)。 5.亚硝酸盐胁迫下中华绒螯蟹幼体对VE的最适需要量 为了解机体在环境胁迫下对VE的需要量,本试验共设计了0-、300-、1000-、2000-mg/kgVE四种日粮(分别为日粮1、日粮2、日粮3、日粮4),研究这4种日粮对暴露在10mg/l亚硝酸盐水体的中华绒螯蟹幼体的生长、免疫及抗应激能力的影响。 研究结果表明,除日粮4组外,其它3组亚硝酸盐应激下幼蟹的体增重和特定生长率随日粮中VE含量的增加而显著增加,饲料系数随日粮中VE含量的增加而显著下降,而日粮4组的体增重、特定生长率和饲料系数介于日粮1和日粮2之间;随饲喂时间的延长,幼蟹的体增重相对下降,饲料系数显著提高。而幼蟹的存活率以日粮1组最低,其次为日粮4组,日粮2和日粮3组之间无显著差异。 幼蟹肝胰腺中抗氧化酶活性以日粮3组为最高,且随饲喂时间的延长而显著增加,而脂质过氧化程度也以日粮3组为最低,随饲喂时间的延长而显著下降。经空气暴露6h后,肝胰腺中抗氧化酶活性均有不同程度的下降,脂质过氧化程度加剧,但以日粮3组的变化幅度最小。 当日粮中缺乏VE时,肝胰腺和鳃中的VE含量为100μg/kg左右。除日粮4外,组织中VE含量随日粮中VE含量的增加而升高。幼蟹在空气中暴露6h后,组织中VE含量显著下降,仍以日粮3组中的组织VE含量最高,日粮4组次之,日粮1组中组织VE含量最低,各日粮组中肝胰腺和鳃中VE含量两两间均存在显著差异。 因此,幼蟹在亚硝酸盐应激下对日粮中VE的最适需求量为1000mg/kg左右。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S945

【引证文献】
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8 万全;宋继功;;池塘生态培育幼蟹技术分析[J];水产养殖;2012年12期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张磊;黄颡鱼能量收支及生物能量学最适生长模型的研究[D];华中农业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 何连帅;太湖地区及大棚内不同生境下环棱螺的生存状况研究[D];南京大学;2012年
2 黄云;维生素C、E对青鱼氨氮胁迫的营养调控研究[D];湖南农业大学;2012年
3 钱伟;生物强化反应器净化循环养殖废水的研究[D];宁波大学;2012年
4 周全耀;二溴海因对吉富罗非鱼(GIFT tilapia)幼鱼肝胰脏的毒性效应研究[D];广东海洋大学;2012年
5 张金彪;常见野杂鱼中的生物胺分析及其对中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)存活、生长和体内累积的影响[D];上海海洋大学;2012年
6 巩秀玉;壬基酚对波纹巴非蛤和菲律宾蛤仔的毒性效应[D];上海海洋大学;2012年
7 李彦;罗非鱼养殖水体中添加碳源对水质及生长的影响[D];上海海洋大学;2012年
8 邹卫丽;罗氏沼虾抗病专门化品系选择前系的选育研究[D];上海海洋大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 顾全保,王幽兰,左嘉客,何林岗;不同发育时期中华绒螯蟹血淋巴渗透压的分析[J];动物学报;1990年02期
3 杜卫国,计翔,徐韡卿;中华鳖卵孵化过程中物质和能量的动态[J];动物学报;2001年04期
4 杜卫国,计翔;孵化温度对中华鳖胚胎物质和能量利用的影响[J];动物学报;2001年05期
5 周显青,牛翠娟,李庆芬,马海飞;光照强度对中华鳖稚鳖摄食和生长的影响[J];动物学报;1998年02期
6 成永旭,堵南山,赖伟;不同阶段中华绒螯蟹肝胰腺的脂类及脂肪酸组成[J];动物学报;1998年04期
7 孙丽敏,国际翔;中华绒螯蟹放养期仔蟹Ⅰ型疱疹病毒的电镜观察[J];水产科学;1999年06期
8 周遵春,孙建明,吴垠,刘亚杰;不同饲养条件对中国对虾血清蛋白、血脂、血糖含量变化的初步研究[J];水产科学;1994年05期
9 徐明芳,高孔荣,刘婉乔;海藻多糖及其生物活性[J];水产科学;1996年06期
10 周双林,姜乃澄,卢建平,杨万喜;甲壳动物渗透压调节的研究进展 Ⅰ.鳃的结构与功能及其影响因子[J];东海海洋;2001年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 朱福庆,冯守明,孙广明,李宝华,李秀梅,孙晓旺,杨建军,段汝煦,刘宗豹,刘学刚;利用臭氧处理水培育中华绒螯蟹苗的试验[J];天津农学院学报;2000年01期
3 姚建杰;王玉群;;精博活化菌——除臭、净水、降氨氮、亚硝酸盐的新一代复合微生物制剂[J];科学养鱼;2009年12期
4 李二超,于丰军,陈立侨,郭慧,李康,蔡永久,蔡春芳;配饵中大豆浓缩蛋白不同含量对中华绒螯蟹氮、磷排泄的影响[J];水产科学;2005年04期
5 施海涛;蔚明燕;;近年鱼病频发的原因与对策[J];渔业致富指南;2010年06期
6 乔顺风;刘恒义;靳秀云;李仁斋;;养殖水体氨氮积累危害与生物利用[J];河北渔业;2006年01期
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8 吴伟;吴滟;瞿建宏;;亚硝酸盐胁迫下丁酸梭状芽孢杆菌对日本沼虾应激代偿的调节[J];中国农学通报;2011年20期
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10 倪永武;王正凯;黄刚;;健康养鱼先养水—湖南海大海联科产品效果通报[J];内陆水产;2007年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 张金彪;杨筱珍;成永旭;范朋;吴旭干;王春;杨志刚;赵柳兰;梁攀;洪宇航;杨丽丽;;饲料中添加不同生物胺对中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)生长的影响[A];中国甲壳动物学会第十一届年会暨学术研讨会论文摘要集[C];2011年
3 蒋科技;张丹;皮妍;张凤英;孙曼曼;于忠利;乔振国;马凌波;;青蟹、梭子蟹、中华绒螯蟹三种经济蟹类可食部分的氨基酸、脂肪酸、重金属含量分析[A];2010年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2011年
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6 孙晓;侯聪聪;杨万喜;;肌球蛋白Myosin Va参与中华绒螯蟹精子形成过程中顶体发生和细胞核形态建成[A];中国甲壳动物学会第十一届年会暨学术研讨会论文摘要集[C];2011年
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9 王群;赵云龙;马强;丁银娣;陈立侨;;微量元素锌对中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)雄性生殖的影响[A];甲壳动物学分会成立20周年暨刘瑞玉院士从事海洋科教工作55周年学术研讨会论文(摘要)集[C];2002年
10 黄晓荣;庄平;章龙珍;屈亮;姚志峰;刘婷;冯广朋;刘鉴毅;;中华绒螯蟹胚胎发育及几种代谢酶活性变化的研究[A];2010年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 林鸣;“打”还是“不打”?[N];中国质量报;2007年
2 本报记者 谭娜;餐馆嫩肉粉调查[N];北京科技报;2010年
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4 记者 周芳;餐饮部门禁止使用亚硝酸盐[N];吉林日报;2006年
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6 江西省赣南医学院附属医院儿科教授 刘跃梅;中毒,发生在大量吃青菜之后[N];大众卫生报;2006年
7 范志红;安全吃剩菜[N];家庭医生报;2007年
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9 本报记者 谢朝红 甄秋彦;肉咋不塞牙? 原来是装“嫩”[N];中国食品报;2010年
10 刘平;剩菜“打包” 不利健康[N];卫生与生活报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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8 陈雪君;日粮添加植物油和VE对湖羊肉质调控及机理的研究[D];浙江大学;2008年
9 徐海圣;中华绒螯蟹常见病原的分离鉴定、致病及免疫机制研究[D];浙江大学;2004年
10 廖德祥;全程自养生物脱氮基础研究及其污泥颗粒化培养[D];湖南大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 王伟;厌氧/兼氧工艺处理味精废水的生产性试验研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
3 饶民华;亚硝酸盐在给水处理过程中迁移转化的研究[D];清华大学;2005年
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5 余佳;蒙脱土颗粒吸附剂制备及其吸附水中氨氮的试验研究[D];武汉理工大学;2005年
6 吕海霞;用于汞检测的多孔塑料光纤探头及硝酸盐、亚硝酸盐的快速检测试纸的分析研究[D];福州大学;2003年
7 李珊;某些农药残留及硝酸盐、亚硝酸盐的毛细管电泳和电化学分析研究[D];福州大学;2003年
8 李凌;垃圾渗滤液生物脱氮技术的研究[D];武汉理工大学;2004年
9 谢晓慧;MBR-Fenton处理垃圾渗滤液的技术研究[D];北京林业大学;2005年
10 兰桃芳;普通白菜亚硝酸盐累积影响因素的研究[D];山西农业大学;2005年
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