放養(yǎng)密度和低氧對(duì)施氏鱘福利狀況的影響及生理機(jī)制.pdf

1、本研究分為室外密度實(shí)驗(yàn)和室內(nèi)低氧實(shí)驗(yàn)二個(gè)部分。密度實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了三個(gè)不同的密度梯度，即LSD（低密度組）、MSD（中密度組）和HSD（高密度組），每個(gè)池塘放養(yǎng)量分別為700尾、1300尾和1700尾魚，初始密度分別為L(zhǎng)SD=3.7kg/m3，MSD=6.9 kg/m3和HSD=9.3 kg/m3，每個(gè)密度設(shè)3個(gè)重復(fù)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程歷時(shí)60d。低氧實(shí)驗(yàn)在9個(gè)體積為100L的密閉容器中進(jìn)行，平均水溫為20℃，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3個(gè)不同的溶解氧處理組:正常組

2、(N=7mg/1)，低氧組(H1=5mg/l)和極低氧組(H2=3mg/1)。充氮?dú)?，進(jìn)行溶解氧快速降低，并采用充空氣的方法進(jìn)行調(diào)節(jié)，每隔30min測(cè)定一次溶解氧，以保證容器中溶解氧的穩(wěn)定。在低氧脅迫之前和脅迫后0.5，1，3和6h進(jìn)行采樣。結(jié)果如下:
　　1.放養(yǎng)密度對(duì)施氏鱘存活、生長(zhǎng)和攝食的影響
　　研究了流水條件下養(yǎng)殖密度對(duì)施氏鱘福利指標(biāo)的影響。實(shí)驗(yàn)周期為60d。分別測(cè)量了不同密度處理組施氏鱘的死亡率、生長(zhǎng)和攝食等指標(biāo)

3、。結(jié)果顯示，放養(yǎng)密度對(duì)施氏鱘的死亡率無顯著影響。飼料轉(zhuǎn)化率(FCR)在各個(gè)密度之間也沒有顯著性差異。而高密度組的特定生長(zhǎng)率、最終體重和體重增加都顯著低于中、低密度組。肝臟系數(shù)(HSI)和臟器系數(shù)(VSI)隨密度的增加而降低。血清激素FT3，F(xiàn)T4和IGF-1在40d和50d時(shí)，都隨密度升高而降低。而本研究中所檢測(cè)的生長(zhǎng)相關(guān)基因GHR和IGF-1都隨密度升高而升高。研究結(jié)果表明低放養(yǎng)密度下施氏鱘具有最高的福利指標(biāo)。
　　2.放養(yǎng)密度

4、對(duì)施氏鱘肌肉體組分和代謝的影響
　　在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，肌肉水分和粗蛋白含量在各個(gè)密度組之間無顯著差異(P＞0.05)。中、高密度組的灰分含量顯著高于低密度組(P＜0.05)，而肌肉粗脂肪含量顯著低于低密度組(P＜0.05)，表明施氏鱘在應(yīng)對(duì)擁擠脅迫的不利環(huán)境時(shí)，首先動(dòng)員脂肪代謝，增加機(jī)體對(duì)能量的需求，以適應(yīng)外界環(huán)境的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)不同放養(yǎng)密度條件下施氏鱘肌肉脂肪酸含量隨密度增加，C14∶1，C18∶2n-6和C20∶4n-6含量逐漸

5、上升，而DHA則逐漸下降。飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸在各密度之間無顯著差異，而中、高密度組n-6 PUFA含量顯著高于低密度組。另外，肝臟指數(shù)和肥滿度都隨密度的增加而降低，表明高密度對(duì)施氏鱘肌肉組分產(chǎn)生了不利的影響，施氏鱘需要消耗更多的能量來應(yīng)對(duì)這種脅迫。最低血漿總膽固醇和甘油三脂的含量出現(xiàn)在高密度組，然而總膽紅素在高密度組擁有最小值。中、高密度組尿素含量顯著高于低密度組。這些研究的結(jié)果表明，放養(yǎng)密度能夠影響魚類的肌肉營(yíng)養(yǎng)狀況和物質(zhì)代謝

6、水平，進(jìn)而影響魚類的福利。
　　3.放養(yǎng)密度對(duì)施氏應(yīng)激和生理學(xué)指標(biāo)的影響
　　本章克隆得到施氏鱘HSP70和HSP90 cDNA全長(zhǎng)序列，并檢測(cè)了心、脾、腦、腎、肌肉、胃、鰓、腸、垂體、肝臟和脂肪組織等組織中HSP70和HSP90mRNA的表達(dá)情況，AsHSP70在所有檢測(cè)的組織中均有表達(dá)，其中AsHSP70 mRNA在肝臟、脾臟、腎臟、腦和鰓中具有很高的表達(dá)量，在心臟、胃、腸、垂體、肌肉和鰭等組織中次之，在脂肪組織中的表達(dá)

7、量最低。AsHSP90也在所檢測(cè)的組織中均有表達(dá)，這暗示了施氏鱘的HSPs基因在非脅迫條件下也有合成。放養(yǎng)密度與肝臟、腎臟和腎臟中HSP70 mRNA含量的正相關(guān)關(guān)系，HSP90 mRNA的含量也受到放養(yǎng)密度的顯著影響，這表明在這一物種中HSP70和HSP90是一種良好的非特異的生物標(biāo)記物。而本研究中不同密度組之間皮質(zhì)醇和葡萄糖的含量無顯著性差異，這表明皮質(zhì)醇可能主要在急性應(yīng)激反應(yīng)中發(fā)揮作用，而本實(shí)驗(yàn)中施氏鱘可能對(duì)這種長(zhǎng)期的脅迫反應(yīng)產(chǎn)生

8、了適應(yīng)性。
　　4.放養(yǎng)密度對(duì)施氏鱘免疫學(xué)指標(biāo)的影響
　　本章克隆了CYP1A基因的全長(zhǎng)序列，構(gòu)建Bootstrap驗(yàn)證的系統(tǒng)發(fā)育樹，結(jié)果表明施氏鱘CYP1A與小體鱘親緣關(guān)系最近。組織表達(dá)分析結(jié)果顯示CYP1A mRNA在很多組織中都有分布，這可能與其具有解毒作用的生理學(xué)功能有關(guān)。本文還檢測(cè)了不同溶解氧條件下施氏鱘CYP1A基因的變化情況，結(jié)果顯示肝臟中CYP1A與放養(yǎng)密度呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系。另外，肝臟系數(shù)顯示出隨密度的升高

9、而降低的趨勢(shì)(P＜0.05)，脾臟系數(shù)和腎臟系數(shù)也顯示了相似的變化規(guī)律。紅細(xì)胞不隨密度的升高而產(chǎn)生顯著性差異(P＞0.05)，而血紅蛋白的含量隨密度的升高而升高，這表明面對(duì)擁擠脅迫施氏鱘通過增加血紅蛋白的含量來增加氧氣的運(yùn)輸能力來應(yīng)對(duì)這種不利環(huán)境。本實(shí)驗(yàn)中在高密度組施氏鱘血清中球蛋白的含量明顯上升，以此推測(cè)低氧對(duì)施氏鱘的免疫功能造成了影響。
　　5.低氧對(duì)施氏鱘生長(zhǎng)和代謝指標(biāo)的影響
　　整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中正常氧處理組(N)和低氧

10、處理組(H1)施氏鱘都沒有出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。而在極低氧處理組(H2)施氏鱘在3h之前沒有出現(xiàn)死亡，到6h時(shí)，施氏鱘全部死亡，表明極低氧處理對(duì)施氏鱘的生命造成了嚴(yán)重影響，施氏鱘無法在這種環(huán)境下生存。低氧引起了血清激素FT3的顯著變化，在實(shí)驗(yàn)1h、3h和6h時(shí)施氏鱘FT3含量顯著性降低（P＜0.05），低于實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)范圍;而FT4含量在低氧脅迫后沒有出現(xiàn)顯著性改變（P＞0.05）。與對(duì)照組相比IGF-1含量在低氧脅迫后3-6h顯著性升高。低氧脅

11、迫后ALT含量與對(duì)照組相比，略有升高，但沒有顯著性差異，這可能是由于低氧對(duì)施氏鱘的肝臟造成一定程度損傷，但損傷程度不大。
　　6.低氧對(duì)施氏鱘應(yīng)激和生理學(xué)指標(biāo)的影響
　　與對(duì)照組相比，低氧處理引起施氏鱘肝臟和脾臟中HSP70基因的顯著升高。在腎臟中HSP70在H1和H2組也出現(xiàn)了顯著性升高。低氧脅迫后施氏鱘HSP90的表達(dá)水平在肝臟、脾臟和腎臟等三個(gè)組織中都顯著升高。以此推測(cè)施氏鱘的HSP70基因可以被低氧誘導(dǎo)，并參與施氏鱘

12、的應(yīng)激應(yīng)答反應(yīng)。血漿皮質(zhì)醇除H2組在6h與對(duì)照組無顯著性差異以外，均出現(xiàn)了顯著性上升的趨勢(shì)(P＜0.05)。H1組血糖含量在0.5、1.5和3h顯著升高。H2組血糖含量在0.5和1.5h顯著高于對(duì)照組(P＜0.05)。這可能是由于魚類為應(yīng)對(duì)這種低氧環(huán)境因子刺激而增加了物質(zhì)的代謝速率。血漿總蛋白含量在第6h采樣點(diǎn)時(shí)，隨溶氧的降低而顯著升高，可能與施氏鱘通過增加特異性蛋白（如溶菌酶、補(bǔ)體等）含量來應(yīng)對(duì)環(huán)境脅迫有關(guān)。
　　7.低氧對(duì)施氏

13、鱘免疫學(xué)指標(biāo)的影響
　　脾臟系數(shù)在低氧(H1)和極低氧(H2)脅迫后0.5h和1.5h顯著下降(P＜0.05)，暗示在低氧環(huán)境中魚類通過增加造血功能來提高氧氣的運(yùn)輸能力。在極低氧處理組(H2)肝臟系數(shù)在脅迫后3h出現(xiàn)顯著性升高(P＜0.05)，說明極低氧處理對(duì)施氏鱘的健康狀況造成了一定的影響。在低氧脅迫6h時(shí)后，球蛋白含量在低氧組(H1)和極低氧組(H2)顯著升高(P＜0.05)，以此推測(cè)低氧對(duì)施氏鱘的免疫狀況造成了一定的影響。本

14、研究中，低氧脅迫后白細(xì)胞含量的升高可能與增強(qiáng)的免疫應(yīng)答有關(guān)。紅細(xì)胞數(shù)量和血紅蛋白含量也在脅迫后出現(xiàn)顯著性升高則表明低氧脅迫后施氏鱘通過同時(shí)增加紅細(xì)胞和血紅蛋白含量來應(yīng)對(duì)這種不利環(huán)境。與密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致，低氧脅迫后，在肝臟、腎臟和脾臟等組織中CYP1A mRNA的表達(dá)量在都出現(xiàn)了顯著性升高，表明CYP1A基因可以作為一種很好的非特異性生物標(biāo)記物。通過低氧脅迫后相關(guān)免疫指標(biāo)的研究，施氏鱘表現(xiàn)出明顯的免疫應(yīng)答反應(yīng)，這些研究也為我們進(jìn)一步研究