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pH胁迫对三种养殖对虾生理生化指标的影响

赵先银  
【摘要】:养殖水体是对虾的生活环境,水质的好坏直接影响对虾的生长和经济效益。在氨氮、pH、溶解氧、温度、盐度等各项常规监测理化指标中,pH是最重要的指标之一,是水体化学性状和生命活动的综合反应,能严重影响水体的生物生产力。目前,国内外虽有关于pH胁迫对对虾生长、离子转运酶及免疫相关因子方面的研究,但有关中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)、凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)、日本对虾(Marsupenaeus japonicus)三种养殖对虾在同一条件下的比较研究还未见报道。本文以生长、存活、离子转运酶及免疫因子为指标,研究三种对虾对水体pH变化的耐受程度。研究共分三部分: 第一部分:比较研究了中国对虾、凡纳滨对虾和日本对虾在对照组(pH 8.2)、低pH胁迫组(pH 7.2)和高pH胁迫组(pH 9.2)养殖水体条件下的存活率、鳃离子转运酶(Na~+-K~+-ATPase)活力及血淋巴诱导型一氧化氮合成酶(iNOS)、酚氧化酶(PO)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、溶菌酶(LSZ)活性及肌肉RNA/DNA比值的变化情况。结果表明:对照组三种对虾的存活率整个实验期间均为100%;低pH和高pH胁迫条件下,96h时日本对虾存活率分别为96.7%和97.0%;凡纳滨对虾存活率分别为60.1%和54.6%,中国对虾的存活率分别为58.6%和13.3%。对照组条件下,凡纳滨对虾鳃离子转运酶(Na~+-K~+-ATPase)活力最大,中国对虾其次,日本对虾最小;在低和高pH胁迫条件下,中国对虾鳃Na~+-K~+-ATPase活力变化幅度均比凡纳滨对虾大,日本对虾的变化幅度最小,并且三种对虾鳃Na~+-K~+-ATPase活力在高pH胁迫条件下变化幅度均较大。对照组条件下日本对虾和凡纳滨对虾血清中非特异性免疫酶活性均显著或极显著高于中国对虾,且日本对虾的PO、SOD活力分别显著、极显著高于凡纳滨对虾;在低和高pH胁迫条件下,中国对虾和凡纳滨对虾血清非特异性免疫酶的活力变化幅度均显著高于日本对虾,并且中国对虾PO、SOD、iNOS活力在高pH条件下变化幅度较大。与对照组相比,三种对虾肌肉RNA/DNA比值随着pH胁迫时间延长而降低,说明对虾生长受到抑制。 第二部分:采用荧光定量PCR技术,比较了中国对虾、凡纳滨对虾和日本对虾的离子转运酶(Na~+-K~+-ATPase酶)、酚氧化酶原(proPO)、锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)基因在不同pH胁迫条件下的表达变化。主要结果如下:(1)不同pH胁迫条件下,三种对虾鳃Na~+-K~+-ATPase酶基因表达均随着胁迫时间延长表现出先上升后下降的趋势,与对照组相比差异显著(P0.05),各个pH胁迫组相比,高pH胁迫组(pH8.7、9.2组)对中国对虾Na~+-K~+-ATPase酶基因表达的影响较大;三种对虾相比,中国对虾Na~+-K~+-ATPase酶基因表达的变化幅度较大,凡纳滨对虾次之,日本对虾变化幅度较小。(2)不同pH胁迫条件下,中国对虾和凡纳滨对虾proPO基因表达随着胁迫时间延长表现出先上升后下降的趋势,而且出现两个或者三个表达高峰,与对照组相比差异显著(P0.05),日本对虾proPO基因表达除pH9.2组外其余胁迫组均随胁迫时间延长先有所下降,然后又升高,达到峰值后又下降的趋势,各个pH胁迫组相比,高pH胁迫组对中国对虾、凡纳滨对虾proPO基因表达的影响较大,pH6.7、7.2组对日本对虾proPO基因表达的影响较大;三种对虾相比,中国对虾proPO基因表达变化幅度较大,凡纳滨对虾其次,日本对虾表达变化较小。(3)不同pH胁迫条件下,中国对虾和日本对虾Mn-SOD基因表达随着pH胁迫延长表现出先升高后下降的趋势,而且出现两个或三个表达高峰,与对照组相比差异显著(P0.05),凡纳滨对虾在pH7.2、7.7胁迫组Mn-SOD基因表达表现出先上升后下降的趋势,而高pH胁迫组则表现出表达量逐渐下降的趋势,各个pH胁迫组相比,pH7.2组对中国对虾影响较大,pH8.7、9.2组对凡纳滨对虾影响较大,pH7.7、8.7组对日本对虾影响较大;三种对虾之间相比,日本对虾Mn-SOD基因表达的变化幅度较大,中国对虾次之,凡纳滨对虾最小。 第三部分:本章以中国对虾、凡纳滨对虾和日本对虾为实验材料,在解剖学的基础上,分析不同pH胁迫条件下三种对虾鳃、肝胰腺的外观症状及显微结构的变化。结果表明pH胁迫72h后虾鳃颜色发乌,有的发黑,鳃组织充血、肿胀,出现大量炎症细胞;上皮层增厚,相互间的间隙减小,有的区域出现粘连,鳃丝水肿,核固缩,并且中国对虾、日本对虾鳃组织在pH8.7、9.2条件下比pH6.7、7.2条件下损伤严重,凡纳滨对虾pH6.7组损伤较9.2组损伤严重; pH胁迫72h后肝胰腺由鲜红变为暗红,肝胰腺组织广泛受损,肝小管排列紊乱,边界变得模糊,管腔也在缩小;肝小管之间的结缔组织和上皮细胞出现损伤,细胞大量解体、细胞核固缩或消失,并且中国对虾、日本对虾肝胰腺组织在pH8.7、9.2条件下比pH6.7、7.2条件下损伤严重,凡纳滨对虾pH6.7、7.2组比8.7、9.2组损伤严重。 由以上结果分析可知,三种对虾存活率相比,pH胁迫96h后中国对虾存活率最低,凡纳滨对虾其次,日本对虾存活率最高,并且中国对虾pH9.2组存活率较pH7.2组低;不同pH胁迫组相比,中国对虾pH9.2条件下鳃Na~+-K~+-ATPase,血淋巴PO酶活力及Na~+-K~+-ATPase,proPO基因表达和鳃组织损伤变化均较其他胁迫组大,这与pH9.2条件下存活率较低相一致,因此推测Na~+-K~+-ATPase和PO与pH胁迫较相关;三种对虾相比,中国对虾对pH胁迫敏感,耐受性较弱,凡纳滨对虾其次,日本对虾耐受范围较广。


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