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刺参对不同溶氧水平和干露的生理生态学响应及其机理研究

钱圆  
【摘要】:刺参(Apostichopus japonicus selenka)主要分布于北太平洋沿岸浅海,在我国辽宁、山东、河北等省浅海沿岸均有分布,是我国名贵的海珍品和最主要的经济种类之一。2009年全国刺参养殖面积达15.5万公顷,产量达到10.22万吨,产值超过200亿元(中国渔业统计年鉴,2010) ,刺参养殖业已成为我国北方海水养殖的重要的特色支柱产业。然而,相对于刺参养殖业迅速发展的养殖规模,与刺参养殖技术相关的生理生态学基础研究还相对滞后,制约了该产业的健康发展,导致刺参养殖相继出现了一系列问题,造成了较大的经济损失。在刺参养殖生产和运输过程中,低氧和干露等是刺参常见的两种胁迫因子,但目前关于刺参对其生理生态学响应及其机制的研究还少见报道。本论文研究了刺参对不同溶氧水平和干露的生理生态学响应,并对相关的机理进行了探讨。获得的主要结果如下: 1不同温度和规格对刺参的体表呼吸比的影响 通过腹腔注射0.35 mol/L KCl溶液刺激吐脏,研究了不同温度(10、15、20、25、30℃)下刺参的全呼吸和体表呼吸。结果表明,随温度升高,各规格刺参的耗氧率明显提高,且小规格刺参的体表呼吸比明显高于大规格。体表呼吸所占比例随水温升高而增加,在10~15℃时占个体呼吸的50%~60%,在20℃的时则急剧增加,达80%左右。与小规格刺参相比,中规格和大规格刺参在30℃时体表呼吸比有所下降,可能与水温过高对刺参的生理胁迫有关。 2不同溶氧水平和规格对刺参耗氧率的影响 研究了不同溶氧水平(1、3、5mg/l和充纯氧)对不同规格刺参的耗氧率影响。结果表明,随刺参体重的增加,单位体重的耗氧率下降;随溶氧水平的提高,刺参单位体重的耗氧率上升,但充空气和充纯氧(DO14 mg/l)比较,不同规格刺参耗氧率差异均不显著(P0.05)。 3不同溶氧水平对刺参体壁非特异性免疫能力的影响 研究了不同溶氧水平(1、3、5和7mg/l)对刺参体壁非特异性免疫指标的影响。结果表明,刺参体壁水解酶类和抗氧化指标对与低氧胁迫具有不同的响应:(1)低氧胁迫下刺参体壁酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)活性明显低于对照组,显示出低氧胁迫对刺参水解系统酶活性具有明显的抑制作用,且随胁迫程度的加重而显著加强;(2)低氧胁迫下刺参体壁中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和总抗氧化(T-AOC)活性以及微量丙二醛(MDA)含量等抗氧化指标先随胁迫程度的增加而显著升高,之后随时间延长呈现逐渐下降的趋势。在本研究的测定时间(72h)内,5mg/l溶氧水平下刺参体壁抗氧化指标最终恢复到对照水平,而1和3mg/l溶氧胁迫下相关指标仍显著低于对照水平。本研究表明,刺参体壁中ACP、AKP、SOD、CAT和T-AOC活性以及MDA含量对水体溶氧水平反应敏感,可以用来指示低氧胁迫对刺参对非特异性免疫的胁迫程度。 4不同溶氧水平对刺参肌肉束代谢酶活力的影响 研究了不同溶氧水平(1、3、5和7mg/l)对刺参肌肉束中相关代谢酶活性的影响。结果表明,刺参肌肉束中代谢指标对与低氧胁迫具有不同的响应:(1)短时间的低氧胁迫对刺参参与糖酵解的关键酶己糖激酶(HK)和丙酮酸激酶(PK)活力具有一定促进作用;(2)低氧胁迫对刺参参与有氧代谢的苹果酸脱氢酶(MDH)活力有明显的抑制作用;(3)低氧胁迫下对刺参参与无氧代谢的乳酸脱氢酶(LDH)活力明显增强,并导致乳酸的大量积累。本研究表明,在低氧胁迫的情况下,刺参主要通过糖酵解来提供机体所需能量。 5温度和干露对刺参体壁非特异性免疫能力的影响 研究了不同温度(4、8、12、16、20、24℃)和干露对刺参体壁非特异性免疫指标的影响。结果表明,刺参体壁水解酶类和抗氧化指标对与低氧胁迫具有不同的响应:(1)高温和低温干露下刺参体壁酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)活性明显低于16℃组,显示出温度和干露胁迫对刺参水解系统酶活性具有明显的抑制作用,且随胁迫程度的加重而显著加强;(2)高温和低温干露下刺参体壁中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和总抗氧化(T-AOC)活性以及微量丙二醛(MDA)含量等抗氧化指标先随胁迫程度的增加而显著升高,之后随时间延长呈现逐渐下降的趋势。在本研究的测定时间(24h)内,高温干露和低温干露下相关指标均显著低于16℃组。本研究表明运输过程中适当加冰对刺参的免疫机能具有一定的保护作用。 6温度和干露对刺参肌肉束代谢酶活力的影响 研究了不同温度(4、8、12、16、20、24℃)和干露对刺参肌肉束中代谢指标的影响。结果表明,(1)高温对刺参参与糖酵解的HK、PK活力具有促进作用,干露则对其具有一定抑制作用;(2)高温干露胁迫对刺参参与有氧代谢的MDH活力的抑制作用明显高于低温干露胁迫;(3)高温干露胁迫对刺参参与无氧代谢的LDH活力具有明显的促进作用,导致乳酸大量积累。本研究表明,在高温干露胁迫的情况下,刺参主要通过无氧代谢来提供能量。在运输过程中适当加冰可以有效促进刺参的有氧代谢。


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