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海水中钙镁离子对褐牙鲆幼鱼生长和生理影响的实验研究

王茂林  
【摘要】: 本论文以褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)为研究对象,研究了海水中钙镁离子对褐牙鲆生长、代谢、能量收支、免疫酶活性、组织结构、鱼体和耳石元素成分的影响,探讨了褐牙鲆对海水中钙镁离子变化的适应机制,为利用地下水、盐碱水开展褐牙鲆工厂化养殖提供了理论依据。主要研究结果如下: 1、钙镁总浓度及钙浓度对牙鲆幼鱼生长、代谢和能量收支的影响 (1)在盐度30和水温20℃条件下,分别配制钙镁(1: 3)总浓度A-700、B-1100、C-1600(对照)、D-2200和E-2800mg/L的人工海水,研究了钙镁总浓度对褐牙鲆(P. olivaceus)幼鱼生长、代谢和能量收支的影响。结果发现:经60d养殖实验,各组实验鱼的成活率均在90%以上,食物转化效率(FCE)无显著差异(P0.05),特定生长率(SGR)和摄食率(FI)随钙镁总浓度的上升而下降。生长能、摄食能、呼吸能、粪能和排泄能均随钙镁浓度的增加逐渐下降(P0.05),其中生长能、呼吸能和排泄能组间差异显著(P0.05),粪能差异不明显(P0.05)。钙镁总浓度对褐牙鲆幼鱼的排氨率、氧氮比和胃蛋白酶活性影响显著(P0.05),排氨率随钙镁浓度增加而下降,氧氮比则随之升高。 (2)在盐度30和水温20℃条件下,分别配制钙浓度A1-200、B1-400(对照)、C1-800、D1-1600和E1-3000mg/L的人工海水,研究了钙浓度对褐牙鲆幼鱼生长、代谢和能量收支的影响。结果发现:养殖60d后,各组实验鱼成活率均在90%以上,特定生长率(SGR)、摄食率(FI)和食物转化效率(FCE)无显著差异(P0.05)。钙浓度不仅对实验鱼的排泄能、鱼体水分、粗脂肪和能值影响显著(P0.05),各实验组生长能和排泄能与摄食能之比差异显著(P0.05)。钙浓度对褐牙鲆幼鱼的耗氧率和脂肪酶活力无显著影响(P0.05),但对排氨率、氧氮比和胃蛋白酶活力影响显著(P0.05),随着钙浓度的增加,排氨率上升,氧氮比下降。 实验结果表明,钙镁总浓度影响褐牙鲆幼鱼的生长和能量收支,钙镁总浓度过高实验鱼生长率下降;而钙浓度对实验鱼生长的影响不明显。实验初期,随着钙镁浓度和钙浓度的变化,实验鱼的摄食率、代谢能和生长能发生相应改变,进而影响了实验鱼的生长,但各组间生长的差异在实验结束时趋于一致。 2、钙镁总浓度及钙浓度胁迫对褐牙鲆幼鱼肝脏SOD酶和CAT酶活力的影响 (1)钙镁胁迫 在盐度30和水温20℃条件下,研究了钙镁(1: 3)总浓度200、700、1600(天然海水)、1600(对照)、2800和4800mg/L的短期胁迫,钙镁(1: 3)总浓度700、1100、1600(对照)、2200和2800mg/L的长期胁迫对褐牙鲆幼鱼免疫酶活性的影响。短期胁迫实验发现,除钙镁总浓度4800 mg/L组在9d时全部死亡外,其余各组成活率为100%。各组实验鱼肝脏SOD酶活力随胁迫时间的延长呈先增加再逐渐下降的趋势。SOD酶活力在急性胁迫6h时达最高,24h内显著高于天然海水和对照组(P0.05),并在2d-9d时逐步趋于稳定。肝脏CAT酶活力也呈相同变化趋势。长期胁迫实验发现,在不同浓度钙镁水体中,经60d养殖各组成活率均超过90%,钙镁总浓度对褐牙鲆抗氧化酶活力产生不同影响,2200mg/L组SOD酶活力显著高于各处理组,2800mg/L组SOD酶活力显著低于其他各组(P0.05),CAT酶活力也有类似变化趋势,但各处理组间差异不显著(P0.05)。 (2)钙胁迫 在盐度30和水温20℃条件下,研究了钙浓度A-50、B-400(对照)、C-383(天然海水)、D-1500、E-3000和F-4000mg/L的短期胁迫,钙浓度200、400(对照)、800、1600和3000mg/L的长期胁迫对褐牙鲆幼鱼免疫酶活性的影响。短期胁迫实验发现,钙浓度对褐牙鲆幼鱼肝脏SOD酶活力和CAT酶活力影响显著,实验鱼成活率均为100%。在急性胁迫3-6d时,各处理组实验鱼SOD酶处于激活状态。低浓度200mg/L组CAT酶活力始终高于对照组,高浓度1500、3000和4000mg/L组CAT酶活力低于对照组。长期胁迫实验发现,在60d养殖过程中,各处理组成活率均超过90%,肝脏SOD酶活力差异不显著,而CAT酶活力差异显著(P0.05),800mg/L组和3000mg/L组CAT酶活力显著低于200mg/L组和1600mg/L组。 实验结果表明,钙镁总浓度和钙浓度的变化对褐牙鲆幼鱼肝脏抗氧化酶SOD和CAT酶活力有一定影响。短期胁迫的前期,抗氧化酶活力被激活或被抑制;经过短期的应激反应后,酶活力趋于平稳;但经长期高浓度钙镁或钙胁迫后,实验鱼抗氧化酶活力将受到抑制。 3、钙镁总浓度和钙浓度对褐牙鲆鱼体和耳石元素成分的影响 (1)在盐度30和水温20℃条件下,分别配制钙镁(1: 3)总浓度A-700、B-1100、C-1600(对照)、D-2200和E-2800mg/L的人工海水,研究了钙镁总浓度对褐牙鲆鱼体和耳石成分的影响。经60d养殖发现,低浓度A组实验鱼的全鱼体中P、Ca、Na和Mg含量低于其它各组。各组全鱼体中Sr含量差异显著,且随钙镁浓度增加而降低。实验鱼的耳石长、耳石宽和耳石重随钙镁总浓度的增加呈下降趋势,而耳石长宽比值(L/W)则相反。耳石中多种元素的含量与水体中钙镁总浓度成反比,其中,Sr/Ca%、Mg/Ca%、Fe/Ca%、Cu/Ca%随钙镁浓度增加呈下降趋势。 (2)在盐度30和水温20℃条件下,分别配制钙浓度A1-200、B1-400(对照)、C1-800、D1-1600和E1-3000mg/L的人工海水,研究了钙浓度对褐牙鲆鱼体和耳石成分的影响。经60d养殖发现,鱼体中P、Na、Mg、Sr、Fe、Mn和Ni含量随水体钙浓度的增加而下降。不同钙浓度对褐牙鲆幼鱼耳石长、宽、长宽比和耳石重影响显著(P0.05)。低浓度A1组耳石长和耳石宽显著低于B1组和C1组,A1组耳石长宽比L/W显著低于D1组,低浓度A1组的耳石重显著低于B1组和D1组(P0.05)。除Na、Fe和Mn外,水体中钙浓度对耳石中其它元素成分影响显著(P0.05),其中耳石中的Sr含量随钙浓度的增加显著下降,Sr/Ca%、Mg/Ca%也随钙浓度增加而下降。 实验结果表明,钙镁浓度对褐牙鲆鱼体成分、耳石形成及组分产生明显影响。水体中钙镁离子浓度能够影响鱼体和耳石元素的累积。由此说明,鱼体和耳石组分的微量元素分析,对研究鱼类耳石生长、元素累积和评价水环境以及鱼类生活史具有重要意义。 4、钙镁总浓度和钙浓度对牙鲆鳃、肾组织结构的影响 (1)在盐度30和水温20℃条件下,分别配制钙镁(1: 3)总浓度A-700、B-1100、C-1600(对照)、D-2200和E-2800mg/L的人工海水,研究了钙镁总浓度对褐牙鲆鳃、肾组织结构的影响。光学显微镜观察发现,经60d养殖,钙镁总浓度对鳃丝氯细胞数量影响显著(P0.05),但对中肾显微组织结构无明显影响。透射电镜观察发现,钙镁总浓度对褐牙鲆幼鱼鳃丝氯细胞超微结构产生显著影响。与对照组相比,低钙镁浓度组(700mg/L)鳃丝氯细胞内线粒体数目增多,微细小管较发达。而高钙镁浓度组(2800mg/L),鳃丝氯细胞的线粒体数目明显减少,微细小管不发达,管径较细。 (2)在盐度30和水温20℃条件下,分别配制钙浓度A1-200、B1-400(对照)、C1-800、D1-1600和E1-3000mg/L的人工海水,研究了钙浓度对褐牙鲆鳃、肾组织结构的影响。光学显微镜观察发现,经60d养殖,钙浓度对鳃丝氯细胞数量和结构影响显著(P0.05),而对中肾显微组织结构没有明显影响。电镜观察发现,低浓度组(200mg/L)鳃丝氯细胞内线粒体数目较少,微细小管发达,具有较多内质网。高浓度组(3000mg/L)鳃丝氯细胞内线粒体数目明显少于对照组和低浓度组,细胞基质密度降低,微细小管不发达,管径较细。 研究结果表明,钙镁和钙浓度的变化对褐牙鲆幼鱼鳃丝氯细胞数量和结构产生了显著影响,而对中肾组织结构影响不明显。高钙镁和钙浓度组,实验鱼鳃丝氯细胞内线粒体数目减少,微细小管不发达,管径较细。由此说明水体中离子配比的失衡会导致鱼体渗透调节器官组织结构的改变。


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