溫度對(duì)三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)代謝生理特征影響的基礎(chǔ)研究.pdf

1、本研究以三疣梭子蟹幼蟹為實(shí)驗(yàn)材料，較為系統(tǒng)地研究了兩種環(huán)境介質(zhì)（水和空氣）中，不同溫度水平及溫度突變對(duì)三疣梭子蟹代謝生理特征的影響，主要研究結(jié)果如下:
　　1.不同溫度水平對(duì)水環(huán)境中三疣梭子蟹代謝生理特征的影響
　　在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)定了三疣梭子蟹在16、23和30℃三種溫度水平下的代謝速率、物質(zhì)代謝和能量代謝水平，從代謝生理角度探討了蟹對(duì)不同溫度環(huán)境的適應(yīng)性。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:三疣梭子蟹不同溫度水平下的呼吸速率隨溫度的升高而

2、顯著升高(P＜0.05)。血淋巴中，血藍(lán)蛋白水平隨溫度升高而降低，但各組差異不顯著(P＞0.05);代謝物質(zhì)水平均在23℃時(shí)最低，僅葡萄糖水平隨溫度變化顯著（P＜0.05）;隨著溫度升高，尿酸和乳酸水平逐漸增加，但后者差異不顯著（P＞0.05），而30℃組的尿酸水平顯著高于其他處理組(P＜0.05)。能量代謝結(jié)果顯示，不同溫度水平下的呼吸代謝酶活力存在一定差異:PK活力隨溫度升高而降低(P＞0.05)，與LDH活力變化（P＜0.05）相

3、反，而CCO在23℃時(shí)活力顯著高于其他處理組(P＜0.05)。各處理組細(xì)胞能量狀態(tài)相近，僅不同溫度處理組的AMP/ATP差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步表明，三疣梭子蟹主要依賴碳水化合物進(jìn)行物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)以及通過(guò)無(wú)氧代謝和線粒體有氧代謝改變機(jī)體能量代謝水平，從而穩(wěn)定細(xì)胞能量狀態(tài)，以適應(yīng)不同溫度環(huán)境。
　　2.溫度突變對(duì)水環(huán)境中三疣梭子蟹代謝生理特征的影響
　　在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)定了三疣梭子蟹在兩種溫度突變環(huán)境（2

4、3→16℃和23→30℃，分別以T16和T30表示）中血淋巴中血藍(lán)蛋白、尿酸、葡萄糖和乳酸含量以及肌肉組織中糖原含量、代謝酶活力和腺苷酸水平，從代謝生理角度探討了蟹對(duì)溫度突變環(huán)境的適應(yīng)性。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:T30組蟹的耗氧率顯著高于T16組（P＜0.05）;在血淋巴中，突變溫度能夠顯著影響蟹血糖、血藍(lán)蛋白、尿酸和乳酸水平（P＜0.05）;能量代謝分析結(jié)果顯示:兩處理組的能量生成途徑活力均受到抑制，但突變溫度僅顯著影響蟹體糖酵解途徑活力(

5、P＜0.05)，同時(shí)T16組的細(xì)胞能量狀態(tài)較T30組更佳(P＜0.05)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步表明，三疣梭子蟹主要依賴碳水化合物進(jìn)行物質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)以適應(yīng)環(huán)境溫度變化;相比低溫環(huán)境，蟹在高溫環(huán)境中的體內(nèi)氧濃度水平和血氧容量較低，細(xì)胞能量穩(wěn)態(tài)受到破壞，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力較差。
　　3.溫度對(duì)環(huán)境介質(zhì)轉(zhuǎn)換過(guò)程中三疣梭子蟹氨氮代謝的影響
　　在實(shí)驗(yàn)室條件下，測(cè)定了不同空氣溫度（16、23和30℃）環(huán)境中及其后入水恢復(fù)(23℃)期間，三疣梭子蟹

6、體內(nèi)氨氮水平及與氨氮毒性降解相關(guān)的酶活力變化，并分析了不同離水時(shí)間（23℃條件下）對(duì)蟹恢復(fù)期間各指標(biāo)的影響，探討了氨氮負(fù)荷與三疣梭子蟹存活間的關(guān)系，以及空氣溫度和離水時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)離水狀態(tài)誘發(fā)的氨氮負(fù)荷和適應(yīng)性生理活動(dòng)的影響。在本文中，16、23和30℃空氣環(huán)境處理組蟹分別以AT16、AT23和AT30表示，不同離水時(shí)間(0.5和3h)處理組分別以AT23-0.5和AT23-3.0表示。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:(1)三疣梭子蟹死亡率隨著空氣溫度的

7、升高和離水時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加，而AT23組的氨氮負(fù)荷顯著高于其他組（P＜0.05）;在空氣環(huán)境中，各組蟹體內(nèi)的氨氮負(fù)荷隨離水時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著升高(P＜0.05)，與氨氮毒性降解的相關(guān)指標(biāo)亦顯著升高(P＜0.05);在恢復(fù)階段，AT16和AT30組蟹排氨率較實(shí)驗(yàn)前水平顯著升高(P＜0.05)，而AT23組顯著降低（P＜0.05），離水時(shí)間延長(zhǎng)提高了體內(nèi)TFAA水平但降低了尿素水平(P＜0.05)，統(tǒng)計(jì)分析表明離水時(shí)間顯著影響與前者有關(guān)的

8、GDH和GS活力和與后者有關(guān)精氨酸酶活力（P＜0.05）;與AT23組相比，AT16和AT30組蟹體內(nèi)的氨氮負(fù)荷較低(P＜0.05)，同時(shí)二者GS和精氨酸酶活力升高（P＜0.05），但GDH活力下降（P＜0.05）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步表明離水狀態(tài)誘發(fā)的氨氮負(fù)荷增加可能不是導(dǎo)致三疣梭子蟹在離水狀態(tài)中死亡的主要原因之一;對(duì)經(jīng)歷介質(zhì)環(huán)境變化的蟹而言，溫度變化能夠提升其氨氮解毒途徑活力和入水恢復(fù)期間的氨氮排泄速率，從而降低體內(nèi)的氨氮負(fù)荷。
　　

9、4.溫度對(duì)環(huán)境介質(zhì)轉(zhuǎn)換過(guò)程中三疣梭子蟹能量代謝特征的影響
　　在實(shí)驗(yàn)室條件下，分析了三種空氣溫度條件（16、23和30℃)和兩種離水時(shí)間(0.5和3h)對(duì)三疣梭子蟹血淋巴中血藍(lán)蛋白、尿酸、葡萄糖和乳酸含量以及肌肉組織中糖原含量、代謝酶活力和腺苷酸水平的影響，探討了介質(zhì)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，空氣溫度和離水時(shí)間對(duì)三疣梭子蟹代謝生理特征的影響。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果為:(1)介質(zhì)溫度變化及離水時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可顯著提升蟹在恢復(fù)階段的耗氧率(P＜0.05);(2)各

10、血淋巴指標(biāo)水平在空氣環(huán)境中隨著離水時(shí)間而逐漸升高，再入水后逐漸恢復(fù)至接近對(duì)照水平，研究表明空氣溫度對(duì)大部分指標(biāo)產(chǎn)生顯著影響（P＜0.05）;(3)蟹在離水狀態(tài)時(shí)或恢復(fù)期間糖原含量降低，尤其是AT30組，同時(shí)各組的代謝酶活力亦下降。統(tǒng)計(jì)分析表明，空氣溫度能顯著影響蟹PK、CCO和AK活力（P＜0.05），而離水時(shí)間能顯著影響PK和LDH活力(P＜0.05);(4)細(xì)胞能量狀態(tài)的變化與空氣溫度相關(guān):在離水狀態(tài)時(shí)，AT16組核苷酸水平和AEC

11、保持穩(wěn)定，而AT23和AT30組出現(xiàn)顯著降低（P＜0.05）;相反，在恢復(fù)期間，AT16迅速降低，而AT23和AT30組與對(duì)照水平相近。實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步表明，無(wú)水環(huán)境可抑制三疣梭子蟹的能量生成，溫度升高時(shí)，細(xì)胞能量狀態(tài)的下降和離水狀態(tài)誘發(fā)的低氧內(nèi)環(huán)境加劇可能是三疣梭子蟹在空氣環(huán)境中及再入水后死亡的兩個(gè)重要原因。
　　5.溫度對(duì)不同介質(zhì)環(huán)境中三疣梭子蟹代謝生理特征的影響
　　在實(shí)驗(yàn)室條件下，研究了兩種溫度（16和30℃）條件下環(huán)境

12、介質(zhì)（水和空氣）對(duì)三疣梭子蟹血淋巴中血藍(lán)蛋白、葡萄糖和乳酸含量以及肌肉組織中糖原含量、代謝酶活力和腺苷酸水平的影響，探討了捕撈、運(yùn)輸或儲(chǔ)存過(guò)程中的脅迫環(huán)境對(duì)三疣梭子蟹能量代謝的影響。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果為:溫度和介質(zhì)環(huán)境均顯著影響三疣梭子蟹機(jī)體無(wú)氧代謝水平以及肌肉能量代謝。隨著突變溫度的升高，乳酸、ADP和AMP含量、CCO和LDH活力以及ADP/ATP、AMP/ATP顯著升高(P＜0.05)，而葡萄糖和ATP含量、AEC和K' ADEN顯著降

13、低(P＜0.05);低溫條件下，離水狀態(tài)下蟹血藍(lán)蛋白和乳酸含量與水環(huán)境蟹差異顯著（P＜0.05），但二者肌肉代謝酶活力和細(xì)胞能量狀態(tài)間無(wú)顯著差異(P＞0.05);高溫條件下，離水狀態(tài)的蟹血藍(lán)蛋白和ATP含量、AEC和K'ADEN顯著低于水環(huán)境中的蟹（P＜0.05），而葡萄糖、ADP和AMP含量以及ADP/ATP和AMP/ATP顯著高于后者（P＜0.05），二者肌肉代謝酶活力差異不顯著(P＞0.05)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步表明高溫（尤其是離水狀態(tài)

14、）下，三疣梭子蟹耗能增加，而組織代謝供能不足，能量狀態(tài)的失衡可能是蟹死亡的重要誘因之一。
　　6.低溫及海水低溫處理對(duì)空氣環(huán)境中三疣梭子蟹代謝生理特征的影響
　　無(wú)水運(yùn)輸是三疣梭子蟹的重要運(yùn)輸方式之一，然而該過(guò)程中適宜的溫度條件一直沒(méi)有得到確定。因此，本研究在實(shí)驗(yàn)室條件下，比較了蟹在不同空氣溫度條件（4、8、12和16℃，分別以AE4、AE8、AE12和AE16表示）下的存活情況、血淋巴指標(biāo)、鰓組織細(xì)胞能量狀態(tài)以及相關(guān)基因的

15、表達(dá)水平，同時(shí)比較分析了低溫海水處理（16℃，以SA16表示）對(duì)三疣梭子蟹上述指標(biāo)的影響，探討了空氣環(huán)境中，不同低溫水平以及低溫海水處理對(duì)蟹存活和代謝生理特征的影響。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果為:(1) AE12和SA16組的存活時(shí)間最長(zhǎng)(35 h)，存活狀態(tài)優(yōu)于其他處理組;(2)當(dāng)梭子蟹直接置于空氣環(huán)境中時(shí)，各處理組血藍(lán)蛋白水平不同程度降低，而尿酸、葡萄糖和乳酸水平均顯著升高(P＜0.05);與AE16組相比，SA16組血藍(lán)蛋白和尿酸水平顯著降低（

16、P＜0.05）;(3)低溫能顯著影響細(xì)胞能量狀態(tài):隨著溫度降低(16→8℃)，鰓組織TAN、ATP和AEC水平逐漸下降;(4)隨著溫度降低，Na+/K+-ATP酶、V-ATP酶、HSP90、HIF-1α和AMPK表達(dá)顯著上調(diào)(P＜0.05)，而CCO、NADH-QR和AK的mRNA表達(dá)水平無(wú)顯著變化(P＞0.05)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步表明，當(dāng)空氣溫度維持在12℃左右時(shí)更有利于梭子蟹的存活，此時(shí)環(huán)境脅迫較小，細(xì)胞能量狀態(tài)穩(wěn)定;此外低溫海水處理對(duì)