收藏本站
《中国海洋大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

刺参(Apostichopus japonicus Selenka)对典型环境胁迫的生理生态学响应及其机制研究

臧元奇  
【摘要】:刺参(Apostichopus japonicus Selenka)属于棘皮动物门(Echinodermata)、海参纲(Holothroidea),是我国重要的海水养殖经济种类。近年来,由于其较高的经济价值,刺参养殖业在我国发展很快,目前已成为海水养殖的支柱产业之一。本论文以刺参为研究对象,设计了典型的环境胁迫因子,包括温度、氨氮、饥饿和夏眠、运输、排脏等,对比研究了胁迫种类、胁迫强度、胁迫作用方式等对刺参生理和生态学的不同影响。通过本研究的进行,不仅可以揭示环境胁迫对刺参影响的生理和生态学机制,丰富刺参生物学研究内容,还有助于找到消除或缓解环境胁迫对刺参负面影响的方法,从而为改进刺参养殖技术、促进刺参养殖业的健康发展提供必要的理论依据,因此具有重要的理论和实际意义。研究结果总结如下: 1.采用实验生态学的方法,研究了不同变温模式(变温回复、变温维持)、变温强度(16±4℃,±8℃,±12℃)及变温方向(升温、降温)对刺参(Apostichopusjaponicus Selenka)幼参(体重3.37-4.61g)热休克蛋白70(Hsp70)表达的影响。主要结果如下:(1)升温组在不同变温模式下刺参热休克蛋白70表达量在实验开始后均迅速升高,说明温度胁迫可以迅速诱导热休克蛋白70的表达(P 0.05)。(2)在升温回复实验中,温度可以诱导热休克蛋白70的迅速表达(P0.05),当放回正常温度时,热休克蛋白70水平逐渐下降,下降趋势一直保持到72h,其中R24组在第72h与对照组无显著差异(P0.05),R20组在第48h与对照组无显著差异(P0.05),这说明热应激后热休克蛋白70表达迅速但维持时间较短。(3)升温维持组刺参热休克蛋白70表达在实验开始后迅速升高,之后缓慢降低但始终维持在一个较高的水平上,说明持续的热应激可以诱导热休克蛋白70持续表达。(4)刺参热休克蛋白70的诱导强度不仅与变温持续时间有关,并且也与变温强度相关联。在本实验中,升温组变温幅度越大,刺参热休克蛋白70的表达越迅速,表达强度越高,维持时间越长。(5)本实验研究发现,升温组刺参热休克蛋白表达在应激开始后2h迅速升高,但是降温组刺参热休克蛋白表达在应激开始后4h内保持相对稳定,然后迅速升高至第8h达到最高。刺参热休克蛋白70的表达对不同变温方向的相应不同,相比降温波动,刺参对升温波动更加敏感。综上,更多的研究应当以此为基础,关注于更复杂的、贴近自然状态的热应激条件下刺参热休克蛋白表达的规律和分子机制。 2.以初始体重为(50.50±1.67)g左右的刺参(Apostichopus japonicus Selenka)为研究对象,研究了不同氨氮浓度对刺参体壁和体腔液中酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及Hsp70表达的影响。20天慢性毒性实验研究结果表明:(1)刺参体壁和体腔液ACP、AKP活性在0.51和2.04mg/L氨氮浓度下表现出先上升后降低的趋势,而在5.09、10.19和50.93mg/L下,则表现出降低的趋势;(2)不同浓度氨氮胁迫下,刺参体壁CAT活性均呈现降低趋势,且与氨氮浓度呈现显著的负相关性(P0.05),而刺参体腔液CAT活性在0.51、5.09、10.19和50.93mg/L浓度下则均随取样时间而降低;(3)在氨氮浓度0.51~5.09mg/L时,刺参体壁和体腔液SOD活性均表现出不同程度的先增高后降低的趋势,而在高浓度下则与氮氮浓度显著负相关;(4)在氨氮胁迫下,刺参体壁、呼吸树、肠道和体腔液中Hsp70表达量迅速升高,氨氮胁迫第5天时检测到达到最高;随后各组织Hsp70的表达量缓慢降低,但在氨氮胁迫第20天时,各组织Hsp70的表达量仍显著高于氨氮胁迫前的水平(P0.05)。各组织中Hsp70最高表达量与氨氮浓度呈现明显的正相关性。综合本研究结果可以看出,随着氨氮胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长,刺参免疫酶活性趋于降低,同时机体清除自由基的能力下降,机体非特异性免疫防御系统遭到损伤。而Hsp70表达量维持在较高水平,对于增强机体的抗逆性具有重要的作用。 3.采用实验生态学方法,研究了刺参(Apostichopus japonicus Selenka)在夏眠、实验性夏眠、饥饿状态下生长、代谢及免疫应答的变化。通过测定刺参体重、耗氧率(OCR)、体壁和体腔液中免疫酶活性包括酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及热休克蛋白70(Hsp70)表达,以评估刺参在不同处理下的生理反应。主要结果如下:(1)在所有三个处理中刺参体重显著下降(P 0.05)。(2)饥饿组、实验性夏眠组刺参OCR下降,但自然夏眠组刺参COR逐渐升高。(3)三个处理组体壁和体腔液中ACP、AKP活性逐渐降低,饥饿组和实验性夏眠组刺参体壁和体腔液中SOD、CAT活性及Hsp70表达逐渐降低,但是自然夏眠组刺参体壁和体腔液中SOD、CAT活性及Hsp70表达逐渐升高。结果显示,刺参在饥饿条件下,体重、代谢速率及免疫应答由于停止摄食而降低。当水温保持在24℃时,刺参进入夏眠状态,但是实验性夏眠与自然夏眠状态在耗氧率、免疫应答及Hsp70表达方面不尽相同。这揭示了夏眠的机制是复杂的,不能仅仅归咎于环境因子的变化,比如温度。 4.采用实验生态学的方法,研究了带水运输法不同运输温度(10℃、15℃、20℃)、密度和运输时间(24h)对刺参(Apostichopus japonicus Selenka)幼参行为、排脏及存活的影响,并在此基础上确定不同温度下刺参幼参运输的临界密度以研究不同温度、密度和运输时间对刺参机体生理指标的影响以及机体对运输过程中胁迫因子的响应机制。通过研究发现,运输作为一种多因子协同作用的急性胁迫过程,运输密度、运输温度及运输时间对刺参的行为、存活及生理指标均具有显著地影响。采用塑料袋加水充氧的方法以较高的密度运输刺参稚参是可行的。保持较低温度(10℃)可以提高刺参的运输密度(140头/2kg水),并可以延长运输时间(24h),但较低的温度、较高的密度及较长的运输时间会延长刺参休克后恢复的时间。因而,在10℃下保持140头/2kg水的密度运输24h是可行的,但我们建议刺参的运输采用更加保守的范围,降低胁迫强度以利于释放后更快的恢复。 5.于2009年5月17日到2009年6月30日,采用实验生态学的方法,研究了人工诱导排脏对刺参(Apostichopus japonicus Selenka)生长、代谢及免疫应答的影响。通过测定体重、特定生长率(SGR)、耗氧率(OCR)及体壁、肠道、呼吸树中免疫酶活力,包括酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、总抗氧化能力(T-AOC)、微量丙二醛(MDA)以评估刺参排脏及内脏再生过程中的生理反应。结果显示,排脏后刺参体重显著下降然后随着消化功能的恢复逐渐上升,然而排脏45天后末体重始终极显著低于对照组(P 0.01)。实验第10天至第20天再生组SGR上升而在实验结束时与对照组无显著差异(P0.05)。刺参排脏后OCR迅速降低随后逐渐升高并在第45天与对照组无显著差异(P0.05)。刺参再生期间的免疫应答具有明显的组织特异性。排脏后体壁内ACP和AKP活力升高,于第10天达到峰值然后逐渐降低并于第45天降至正常水平(P0.05)。20天后再生组织中ACP和AKP活力存在不同的上升趋势,在实验结束时呼吸树中ACP活力、肠道和呼吸树AKP活力恢复正常水平(P0.05),而肠道ACP活力仍然显著高于对照组(P 0.05)。体壁SOD活力受排脏影响不大而再生组织中SOD活力显著升高并于实验结束时极显著高于对照组(P0.01)。体壁CAT活力升高并于20天达到峰值且在实验过程中始终显著高于对照组(P 0.05),呼吸树中CAT活力持续升高并在第45天与对照组无显著差异(P0.05),而肠道中CAT活力受排脏影响不大(P0.05)。排脏后三种组织中T-AOC和MDA均显著升高(P 0.05),但在实验结束时均恢复正常水平(P0.05)。本研究说明排脏对刺参生长、代谢以及免疫应答均具有显著的影响。尽管再生组体重与对照组具有显著差异,但SGR、OCR和主要非特异性免疫因子均在排脏后45天之内恢复正常水平,从生理学上说明刺参已从排脏中恢复。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S917.4

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 庞军辉,韩家波,高象贤,庄人沁;氨对刺参的毒性影响[J];水产科学;1993年09期
2 徐大伦;黄晓春;欧昌荣;杨文鸽;王海洪;;浒苔多糖对华贵栉孔扇贝血淋巴中SOD酶和溶菌酶活性的影响[J];水产科学;2006年02期
3 孙永欣;王吉桥;汪婷婷;薛继鹏;刘钢;尤建嵩;徐永平;;海参防御机制的研究进展[J];水产科学;2007年06期
4 聂竹兰;李霞;辛涛;;仿刺参体壁的组织学和组织化学[J];大连水产学院学报;2007年03期
5 刘晓云;谭金山;包振民;谢嘉琳;;刺参体腔细胞的超微结构观察[J];电子显微学报;2005年06期
6 熊川男,李伟,白雪芳,杜昱光;凝集素作为海参免疫增强剂在人工养殖海参中的应用[J];饲料工业;2005年18期
7 管越强;李利;王慧春;王志丽;;低氧胁迫对日本沼虾呼吸代谢和抗氧化能力的影响[J];河北大学学报(自然科学版);2010年03期
8 曲凌云,孙修勤,相建海,洪旭光,张进兴;热休克蛋白研究进展[J];海洋科学进展;2004年03期
9 ;中华人民共和国国家标准——渔业水质标准(GB11607-89)[J];环境保护;1989年12期
10 隋锡林;影响刺参幼体发育与存活率的主要因子[J];海洋与湖沼;1989年04期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 袁秀堂;刺参Apostichopus japonicus(Selenka)生理生态学及其生物修复作用的研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2005年
2 李继业;养殖刺参免疫学特征与病害研究[D];中国海洋大学;2007年
3 孙永欣;黄芪多糖促进刺参免疫力和生长性能的研究[D];大连理工大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 和智君,汪旭;阿托品对中国仓鼠V79细胞有丝分裂过程的影响[J];癌变.畸变.突变;1999年03期
2 徐忠东,彭景中;线粒体与细胞凋亡[J];安徽教育学院学报;2001年06期
3 刘涌;赵蜀军;蔡圣荣;方志斌;王元勋;;慢性支气管炎肺气虚证大鼠丙二醛、肿瘤坏死因子-α的改变及意义[J];中医药临床杂志;2007年01期
4 袁鹭;周传江;蒲德永;;Cu~(2+)胁迫诱导花鲢血细胞凋亡的研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年03期
5 侯丽霞;刘新;张玉喜;杨洪兵;;《细胞生物学》绪论课教学实践与探讨[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年17期
6 王雪峰,沈颂东,迮玉官,杨龙寿,陈天,张锦云;大蒜超氧化物歧化酶的分离纯化及其性质的研究[J];安徽农业科学;2001年03期
7 康洁,余晓丽;植物细胞凋亡机理的研究[J];安徽农业科学;2005年08期
8 朱道圩;杨宵;理莎莎;符真珠;毛俊;;流式细胞仪在果树作物倍性鉴定上的应用[J];安徽农业科学;2006年24期
9 刘勇;贾永红;;免疫增强剂对河鲫鱼白细胞吞噬和溶菌酶活性的影响[J];安徽农业科学;2007年01期
10 王芸;李健;刘淇;王群;;5种中草药对凡纳滨对虾生长及非特异性免疫功能的影响[J];安徽农业科学;2007年26期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孟佳;徐彩菊;傅剑云;鹿伟;陈玉满;章荣华;;褪黑素改善睡眠功能实验研究[A];中国西部第六届营养与健康学术会议论文集[C];2011年
2 朱春华;吴天利;李广丽;师尚丽;吴灶和;;镉胁迫对凡纳滨对虾血清中一氧化氮合成酶(NOS)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响[A];全国畜禽和水产养殖污染监测与控制治理技术交流研讨会论文集[C];2008年
3 乔秀亭;白东清;乔之怡;魏东;毛海涛;王广宇;;中草药对宝石鲈抗氧化能力及溶菌酶活性的影响[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第三卷)[C];2010年
4 吕金印;陆璃;高俊凤;;不同剂量~(60)Co辐照对小麦叶片保护酶活性的影响[A];中国科协2005年学术年会论文集——核科技、核应用、核经济论坛[C];2005年
5 郝林华;陈靠山;曲江波;杨志;;一种新型的免疫促长剂对大菱鲆生长和免疫力的影响[A];中国海洋学会海洋生物工程2005年学术年会论文集[C];2005年
6 刘淮玉;吴建华;姚宗蓓;吕静;葛振涛;盛大膺;丁峰;何兵;袁利民;;补充抗氧化营养素对中老年人血清SOD水平影响的研究[A];中国营养学会公共营养分会第八次会议暨中国居民膳食营养状况、营养改善与膳食相关慢性病研讨会论文集[C];2008年
7 郭志勋;李卓佳;林黑着;叶乐;冯娟;杨莺莺;陈永青;;芽孢杆菌对凡纳对虾生长及免疫的影响[A];可持续水产养殖——资源、环境、质量——2003水产科技论坛论文集[C];2003年
8 徐文其;沈建;王超群;周荣;;刺参机械去脏工艺的实验研究[A];中国工程院第77场工程科技论坛·2008水产科技论坛——渔业现代化与可持续发展论文集[C];2008年
9 刘叶玲;王春波;;青紫薯色素保护小鼠抗~(60)Co γ-射线辐射所致氧化损伤的作用[A];山东省药学会第一届学术年会论文集(上)[C];2005年
10 陈明;陈立侨;杨世兵;艾春香;;亚硝酸盐对中华绒螯蟹大眼幼体及仔蟹存活与变态的影响[A];动物学专辑——上海市动物学会2000年年会论文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 帅学宏;山豆根多糖提取工艺及免疫学活性研究[D];甘肃农业大学;2010年
2 李蓉;一种新型虫草生物学及其活性物质的研究[D];中国海洋大学;2009年
3 白方方;哈维氏弧菌VHH溶血素对牙鲆组织细胞的侵染作用及诱导细胞凋亡作用研究[D];中国海洋大学;2010年
4 常耀光;海参岩藻聚糖硫酸酯及其酶解产物的制备、结构与活性研究[D];中国海洋大学;2010年
5 张琴;刺参(Apostichopus japonicus Selenka)高效免疫增强剂的筛选与应用[D];中国海洋大学;2010年
6 梁淼;刺参(Apostichopus japonicus)个体生长差异的实验研究[D];中国海洋大学;2010年
7 丁森;海水和淡水条件下不同蜕壳时期凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)生理生态学的比较研究[D];中国海洋大学;2010年
8 金波昌;池塘养殖刺参(Apostichopus japonicus)食物来源的稳定同位素法研究[D];中国海洋大学;2010年
9 常杰;对虾和刺参敏感免疫学指标的筛选和评价[D];中国海洋大学;2010年
10 吴成龙;皱纹盘鲍抗氧化基因的克隆及其在营养调控下表达的研究[D];中国海洋大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹杰;日粮中添加二氢吡啶对奶牛生产性能、抗氧化和抗热应激能力的影响[D];华中农业大学;2010年
2 潘媛;不同油菜品种硼吸收利用差异与细胞壁组分关系的研究[D];华中农业大学;2010年
3 于艳梅;魔芋甘露寡糖对黄颡鱼的益生功能研究[D];华中农业大学;2010年
4 龚文芳;棉花抗细胞凋亡基因GhDAD1的克隆、定位及表达分析[D];华中农业大学;2010年
5 司武阳;磷脂酶A1产生菌的选育[D];安徽工程大学;2010年
6 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
7 吴嵽;MGF对骨骼肌卫星细胞激活的影响及与其增殖的量效关系[D];上海体育学院;2010年
8 马月;家蚕凋亡相关基因BmICAD的表达及其功能研究[D];浙江理工大学;2010年
9 江艳;BmCycH基因及其在家蚕中表达特性的研究[D];浙江理工大学;2010年
10 武永德;两种不同来源桦褐孔菌多糖的抗氧化与免疫活性的研究[D];浙江理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张其中,吴信忠,高劲松,潘金培;近江牡蛎Hsc70蛋白基因cDNA片段的克隆及Southern杂交和RT-PCR分析[J];动物学报;2003年05期
2 陈宗尧;牟绍敦;潘长荣;;刺参育苗和养殖技术的研究[J];动物学杂志;1978年02期
3 崔龙波,董志宁,陆瑶华;仿刺参消化系统的组织学和组织化学研究[J];动物学杂志;2000年06期
4 张硕,董双林,王芳;虾蟹类能量收支的研究概况[J];动物学杂志;1998年06期
5 张晓明,杨景山;白细胞介素2和黄芪多糖对小鼠NK细胞活性和增殖及形态的影响[J];北京医科大学学报;1991年03期
6 隋锡林,胡庆明,尚林宝;刺参人工育苗研究——稚参用配合饵料的效果[J];水产科学;1984年03期
7 隋锡林,陈远,胡庆明,尚林宝;亲参人工升温促熟培育研究初报[J];水产科学;1985年03期
8 陈远,陈冲;刺参幼参冬季陆上养殖试验[J];水产科学;1992年04期
9 隋锡林,邓欢;刺参池塘养殖的病害及防治对策[J];水产科学;2004年06期
10 李海芳,常亚青,丁君;水产动物免疫增强剂的研究现状及应用前景[J];水产科学;2004年10期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 常忠岳,衣吉龙,慕康庆;影响刺参生长及成活的因素[J];河北渔业;2003年02期
2 常忠岳;影响刺参生长及成活因素的探讨[J];渔业致富指南;2003年08期
3 李华琳,李文姬;刺参池塘健康养殖[J];河北渔业;2005年03期
4 朱伟,麦康森,张百刚,王福振,徐桂玉;刺参稚参对蛋白质和脂肪需求量的初步研究[J];海洋科学;2005年03期
5 王春忠;;南方沿海地区池塘吊养刺参试验[J];水产养殖;2006年06期
6 王春忠;;刺参的池塘吊养试验[J];水产科技情报;2007年01期
7 王颖;仇雪梅;王娟;王秀利;;刺参病害现状及其生物技术检测的研究进展[J];生物技术通报;2009年11期
8 李彬斌;朱伟;冯政夫;李玲;胡彦江;;饲料中磷脂含量对刺参生长和体成分的影响[J];海洋科学;2009年09期
9 张安国;;刺参疾病学研究进展[J];安徽农业科学;2009年35期
10 闵建;亢勇军;;南黄海高涂池塘养殖刺参适应性研究[J];中国水产;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 徐文其;沈建;王超群;周荣;;刺参机械去脏工艺的实验研究[A];中国工程院第77场工程科技论坛·2008水产科技论坛——渔业现代化与可持续发展论文集[C];2008年
2 林琪;何丽斌;葛辉;方旅平;周宸;;度夏养殖刺参弧菌病的研究[A];2012年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2012年
3 姜素芬;吉爱国;宋淑亮;梁浩;朱鹏;;鲜刺参多糖的提取及分离纯化[A];中国资源生物技术与糖工程学术研讨会论文集[C];2005年
4 孙永欣;李树英;温志新;卢舜尧;;免疫柞蚕蛹粉对海参(刺参)生长、免疫力、肠道菌群和肠道形态的影响[A];全国家(柞)蚕资源高值化利用学术研讨会论文集[C];2013年
5 王兴章;邢信泽;;刺参在我国北方增养殖发展现状及技术探讨[A];山东省科协重点学术研讨活动成果——山东生态省建设与发展论文汇编[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 刘国信;刺参的采集与加工[N];中国中医药报;2006年
2 高国怀 高金诚;海参知识(一)[N];中国渔业报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邢坤;刺参生态增养殖原理与关键技术[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2009年
2 张琴;刺参(Apostichopus japonicus Selenka)高效免疫增强剂的筛选与应用[D];中国海洋大学;2010年
3 梁淼;刺参(Apostichopus japonicus)个体生长差异的实验研究[D];中国海洋大学;2010年
4 刘营;不同饲料对刺参(Apostichopus japonicus)生长及能量收支的影响及机制[D];中国海洋大学;2010年
5 金波昌;池塘养殖刺参(Apostichopus japonicus)食物来源的稳定同位素法研究[D];中国海洋大学;2010年
6 李继业;养殖刺参免疫学特征与病害研究[D];中国海洋大学;2007年
7 谢玺;刺参养殖池塘围隔育苗的基础生态学研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2013年
8 林承刚;四种物理环境因素对刺参运动和摄食行为的影响[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2014年
9 包杰;环境因子对青刺参和红刺参(Apostichopus japonicus)代谢与生长及其机制的影响[D];中国海洋大学;2008年
10 纪婷婷;刺参(Apostichopus Japonicus)对温度变化的生态生理学响应机制[D];中国海洋大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 骆艺文;刺参有益菌制剂的研制与应用研究[D];中国海洋大学;2009年
2 李臣玉;刺参工厂化养殖环境调控技术的研究[D];中国农业科学院;2009年
3 赵永军;刺参的生物清除作用及贝参混养模式的建立[D];吉林农业大学;2002年
4 郭娜;不同饲料对刺参(Apostichopus japonicus)生长、消化生理和能量收支的影响[D];中国海洋大学;2011年
5 林承刚;人工参礁重要结构参数的研究与效果比较[D];中国海洋大学;2011年
6 王彦苏;稳定同位素标记技术分析不同饲料对刺参(Apostichopus japonicus)生长及消化吸收的影响[D];中国海洋大学;2011年
7 王学广;环境因子对刺参行为及生长影响的研究[D];山东大学;2013年
8 张永胜;光照对刺参(Apostichopus japonicus)苗种培育的影响及其机制的研究[D];中国海洋大学;2013年
9 朱厚祥;白刺参苗种培育与遗传多样性研究[D];中国海洋大学;2013年
10 冯丹;不同饲料组成对刺参(Apostichopus japonicus)生长、消化吸收及营养盐收支的影响[D];中国海洋大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026