放養(yǎng)密度和低氧對施氏鱘福利狀況的影響及生理機制.pdf

1、本研究分為室外密度實驗和室內(nèi)低氧實驗二個部分。密度實驗設(shè)計了三個不同的密度梯度，即LSD（低密度組）、MSD（中密度組）和HSD（高密度組），每個池塘放養(yǎng)量分別為700尾、1300尾和1700尾魚，初始密度分別為LSD=3.7kg/m3，MSD=6.9 kg/m3和HSD=9.3 kg/m3，每個密度設(shè)3個重復(fù)，整個實驗過程歷時60d。低氧實驗在9個體積為100L的密閉容器中進行，平均水溫為20℃，實驗設(shè)計3個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)。充氮氣，進行溶解氧快速降低，并采用充空氣的方法進行調(diào)節(jié)，每隔30min測定一次溶解氧，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進行采樣。結(jié)果如下:
　　1.放養(yǎng)密度對施氏鱘存活、生長和攝食的影響
　　研究了流水條件下養(yǎng)殖密度對施氏鱘福利指標(biāo)的影響。實驗周期為60d。分別測量了不同密度處理組施氏鱘的死亡率、生長和攝食等指標(biāo)

3、。結(jié)果顯示，放養(yǎng)密度對施氏鱘的死亡率無顯著影響。飼料轉(zhuǎn)化率(FCR)在各個密度之間也沒有顯著性差異。而高密度組的特定生長率、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，都隨密度升高而降低。而本研究中所檢測的生長相關(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、對施氏鱘肌肉體組分和代謝的影響
　　在實驗結(jié)束時，肌肉水分和粗蛋白含量在各個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)對擁擠脅迫的不利環(huán)境時，首先動員脂肪代謝，增加機體對能量的需求，以適應(yīng)外界環(huán)境的變化。實驗結(jié)束時不同放養(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養(yǎng)狀況和物質(zhì)代謝

6、水平，進而影響魚類的福利。
　　3.放養(yǎng)密度對施氏應(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全長序列，并檢測了心、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，而本實驗中施氏鱘可能對這種長期的脅迫反應(yīng)產(chǎn)生

8、了適應(yīng)性。
　　4.放養(yǎng)密度對施氏鱘免疫學(xué)指標(biāo)的影響
　　本章克隆了CYP1A基因的全長序列，構(gòu)建Bootstrap驗證的系統(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(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輸能力來應(yīng)對這種不利環(huán)境。本實驗中在高密度組施氏鱘血清中球蛋白的含量明顯上升，以此推測低氧對施氏鱘的免疫功能造成了影響。
　　5.低氧對施氏鱘生長和代謝指標(biāo)的影響
　　整個實驗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，施氏鱘全部死亡，表明極低氧處理對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，在實驗1h、3h和6h時施氏鱘FT3含量顯著性降低（P＜0.05），低于實驗的檢測范圍;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.低氧對施氏鱘應(yīng)激和生理學(xué)指標(biāo)的影響
　　與對照組相比，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、脾臟和腎臟等三個組織中都顯著升高。以此推測施氏鱘的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與對照組無顯著性差異以外，均出現(xiàn)了顯著性上升的趨勢(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顯著高于對照組(P＜0.05)。這可能是由于魚類為應(yīng)對這種低氧環(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采樣點時，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、補體等）含量來應(yīng)對環(huán)境脅迫有關(guān)。
　　7.低氧對施氏

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)，說明極低氧處理對施氏鱘的健康狀況造成了一定的影響。在低氧脅迫6h時后，球蛋白含量在低氧組(H1)和極低氧組(H2)顯著升高(P＜0.05)，以此推測低氧對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增加紅細(xì)胞和血紅蛋白含量來應(yīng)對這種不利環(huán)境。與密度實驗結(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一步研究