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工厂化养殖中亚硝酸盐暴露及恢复对鳜鱼生长、代谢和免疫的影响

魏君冉  
【摘要】:工厂化养殖模式具有环保、可控、高效、全年可生产的优点,水生经济动物的工厂化养殖正在逐步兴起,但工厂化养殖过程中存在养殖密度大、饵料过量投喂等问题,养殖水体中不可避免地存在一定浓度的氨氮及亚硝酸盐。亚硝酸盐对水生动物具有较强的毒性,已有较多报道证实急性亚硝酸盐暴露会导致水生动物出现严重的组织病理学改变甚至死亡。然而,很少有研究关注工厂化养殖条件下亚硝酸盐暴露及暴露后恢复对水生动物生长、代谢及免疫的影响。鳜鱼(Siniperca chuatsi)是我国特有的名贵淡水鱼类,经济价值非常高。鳜鱼驯食人工饲料难题已基本得到解决,工厂化养殖鳜鱼将是鳜鱼养殖业发展的必由之路,研究工厂化养殖条件下亚硝酸盐急性和慢性暴露以及暴露后恢复对鳜鱼生长、代谢及免疫的影响对实际生产有重要的指导意义。本研究通过向养殖水体中添加亚硝酸钠模拟循环水养殖系统中亚硝酸盐快速升高及长期存在低浓度亚硝酸盐的情况,暴露后将鳜鱼转移至不含额外亚硝酸盐的水体中恢复一段时间,研究亚硝酸盐暴露及恢复对鳜鱼生长、代谢和免疫的影响,为鳜鱼工厂化养殖过程中水质调控及亚硝酸盐中毒后的恢复治疗提供理论依据。1.急性亚硝酸盐暴露及恢复对鳜鱼代谢和免疫的影响设置未经亚硝酸盐暴露的对照组(T0);设置3个处理组,分别暴露于亚硝酸盐(终浓度10 mg/L)中1 h(T1)、24 h(T24)和48 h(T48);设置1个恢复组(R24),将T24组中的部分实验鱼转移至不含额外亚硝酸盐的水体中恢复24h。与T0组相比,T1、T24和T48组的Met Hb含量显著升高(P0.05),血糖水平显著降低(P0.05),T24和T48组的血浆乳酸水平显著升高(P0.05)。与T0组相比,T24和T48组的肝脏及肌肉的糖原和甘油三酯(Total triglyceride,TG)含量无明显改变(P0.05),T24组肝脏和T48组肌肉乳酸含量显著升高(P0.05)。鳜鱼的一部分血红蛋白被亚硝酸盐氧化为不具备携氧能力的高铁血红蛋白,机体利用无氧呼吸供能。相比于对照组,T24组血浆中SOD酶活性显著升高(P0.05),T24组鳃中GSH-PX和T48组SOD酶活性显著升高(P0.05)。通过HE染色发现,T24及T48组鳃丝出现严重变形和肿胀,PAI基因表达量相对于T0组显著升高(P0.05);肝脏出现炎症细胞的浸润,T24组肝脏IL-1β和PAI基因表达量显著上升(P0.05)。与暴露24 h组相比,R24组Met Hb含量、血浆和肝脏的乳酸含量均显著降低(P0.05),且与T0相比无显著差异(P0.05)。R24组肝脏MDA含量显著低于T0组,R24组血浆SOD酶活力相比于暴露24 h组显著降低(P0.05)且与T0组无明显差异(P0.05)。R24组鳃CAT、肌肉SOD和CAT酶活力水平相比于T0组显著上升(P0.05)。R24组鳃丝形变情况得到缓解,PAI基因表达也显著降低(P0.05);肝脏中仍然存在炎症细胞浸润,PAI基因表达量显著降低(P0.05)至T0组水平,但IL-1β水平仍然显著高于T0组(P0.05)。鳜鱼的免疫系统能够快速反应并有效应对亚硝酸盐对机体造成的危害,但短时间的恢复难以逆转组织结构的损伤。2.慢性亚硝酸盐暴露及恢复对鳜鱼生长、代谢及免疫的影响在慢性亚硝酸盐暴露实验中,对照组C30和C60分别在不含额外亚硝酸盐的水体中养殖30 d和60 d,处理组T30和T60分别在含有亚硝酸盐(终浓度0.3mg/L)的水体中养殖30 d和60 d,恢复组R30和R60分别将T30组和T60组的实验鱼在不含额外亚硝酸盐的水体中养殖30 d。与C30组相比,T30组ADG、FI和FCR无显著变化(P0.05),蛋白质保留率显著降低(P0.05),全鱼、肝脏和肌肉粗蛋白含量显著降低且灰分含量显著增加(P0.05)。相比于C30组,T30组的BUN含量显著升高(P0.05),血浆、鳃和肝脏中的SOD、CAT及GSH-PX酶活力显著增高(P0.05)。HE染色切片中并未观察到C30组鳃、肝脏及肌肉组织的病理变化,这些组织中的炎症基因表达相对于C30组也未发生显著变化(P0.05)。恢复30 d后,鳜鱼体成分及生理、生化指标均恢复至与对照组一致水平(P0.05)。暴露于亚硝酸盐30 d时,鳜鱼通过增加蛋白质分解为免疫系统供能,并有效的控制了亚硝酸盐造成的不利影响;恢复30 d后,鳜鱼的生长性能、代谢水平和免疫系统均恢复至对照组水平。与C60组相比,T60组的ADG、FI、PR、VSI和HSI均显著降低(P0.05),FCR显著增高(P0.05)。全鱼、肝脏及肌肉的粗蛋白和粗脂肪含量及肝糖原均显著降低(P0.05),灰分含量显著升高(P0.05)。暴露于亚硝酸盐60 d显著降低了鳜鱼的生长性能和鱼体的粗蛋白和粗脂肪含量。相比于C60组,T60组的血液中Hb、葡萄糖、TG及总胆固醇水平均显著降低(P0.05),而Met Hb、乳酸、尿素氮、总蛋白、球蛋白、ALT和AST含量显著升高(P0.05)。T60组血浆、鳃、肝脏组织的SOD、CAT和GSH-PX酶活力相对于C60组显著降低(P0.05),且MDA含量显著升高(P0.05),并观察到较为严重的组织病理学变化和4个炎症基因表达量的显著上调(P0.05)。鳜鱼机体进入严重的缺氧状态,无氧呼吸消耗大量营养物质为免疫供能,且非特异性免疫功能受损。在恢复30 d后,R60组的ADG、FCR、PR相对于T60组有显著回升但均小于C60组(P0.05)。除肝脏粗脂肪外,全鱼、肝脏和肌肉的粗蛋白及粗脂肪含量相对于T60组均有显著增加(P0.05),但仍显著低于C60组(P0.05)。除血尿素氮和球蛋白含量仍然高于对照组(P0.05)外,R60组的其余各血液生化指标水平均与C60组相比均无显著差异(P0.05)。血液、鳃及肝脏中SOD、CAT和GSH-PX酶活力相对于T60组均显著升高(P0.05),MDA含量显著降低(P0.05),但在鳃和肝脏中仍可观察到组织病理学变化。恢复30 d期间,由于大量营养物质被用于分解供能以维持免疫系统的运行,鳜鱼的生长性能和营养物质沉积量虽有升高,但未达到与对照组一致的水平。


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