鹽度對(duì)中華鱘生長(zhǎng)的影響機(jī)制及中華鱘的等滲點(diǎn)分析.pdf

1、中華鱘(Acipensersinensis)為溯河洄游型魚(yú)類(lèi)，是國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物。在遷地保護(hù)下，淡水環(huán)境中成熟的中華鱘親魚(yú)面臨個(gè)體變小，繁殖力下降的問(wèn)題。為復(fù)壯中華鱘個(gè)體大小，本文主要分析了鹽度對(duì)中華鱘生長(zhǎng)影響的機(jī)制;通過(guò)對(duì)5月齡，9月齡，12-15齡中華鱘進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建了“循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)中特定收集器和計(jì)數(shù)法計(jì)算飼料轉(zhuǎn)化率的方法”和“分級(jí)稀釋建立高連續(xù)梯度鹽度選擇實(shí)驗(yàn)的裝置及方法”:探討了中華鱘幼魚(yú)鹽度適應(yīng)機(jī)制;分析了5月齡，9月齡，

2、12-15齡中華鱘的等滲點(diǎn);構(gòu)建了叉長(zhǎng)、體重和年齡與血清滲透壓和等滲點(diǎn)的關(guān)系模型;對(duì)比了等滲環(huán)境和淡水環(huán)境下中華鱘幼魚(yú)在與生長(zhǎng)相關(guān)的行為、激素、酶含量以及組織和卵質(zhì)成分方面的差異;熒光定量RT-PCR分析了等滲組和淡水組PRL(prolactin)，GH(growthhormone)，IGF-1(insulin-likegrowthfactor1)在組織的表達(dá)差異;同時(shí)比較了淡水環(huán)境下中華鱘再成熟卵和海水卵的主要成分差異。得出主要結(jié)論:

3、鹽度并不影響中華鱘幼魚(yú)個(gè)體的生長(zhǎng)速率大小，但是滲透壓調(diào)節(jié)能耗需要通過(guò)增加攝食來(lái)實(shí)現(xiàn);全人工繁殖中華鱘幼魚(yú)和野生幼魚(yú)一樣具備鹽度適應(yīng)性，且在淡水中已經(jīng)形成鹽度適應(yīng)機(jī)制，喜好鹽度位于等滲點(diǎn)區(qū)域;等滲點(diǎn)鹽度有利于中華鱘幼魚(yú)的鈣質(zhì)積累和酶耗能的節(jié)約;等滲組和淡水組相比，淡水組幼魚(yú)需要顯著較多的攝食實(shí)現(xiàn)和等滲組幼魚(yú)同步生長(zhǎng);等滲點(diǎn)鹽度和中華鱘年齡最相關(guān)，等滲點(diǎn)隨年齡發(fā)生變化;鹽度和溯河洄游習(xí)性對(duì)卵質(zhì)有較大的影響;自幼魚(yú)到性成熟建議中華鱘養(yǎng)殖鹽度為

4、8.3-11.5psu。具體方法及得到結(jié)論如下:
　　1.構(gòu)建了“循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)中特定收集器和計(jì)數(shù)法計(jì)算飼料轉(zhuǎn)化率的方法”和“分級(jí)稀釋建立高連續(xù)梯度鹽度選擇實(shí)驗(yàn)的裝置及方法”，前者為計(jì)算餌料系數(shù)和計(jì)算早、午、晚攝食節(jié)律和日攝食節(jié)律提供了方便和準(zhǔn)確性;后者為鹽度喜好實(shí)驗(yàn)提供了設(shè)備系統(tǒng)及方法論。
　　2.5月齡中華鱘在淡水中已經(jīng)形成鹽水適應(yīng)機(jī)制且喜好鹽度位于等滲鹽度區(qū)域。5月齡中華鱘分別在淡水(FW，0.41psu)和咸水(BW，

5、12.5psu)下養(yǎng)殖28天，前10天為適應(yīng)期，后18天為適應(yīng)后期，在第28天采集左右側(cè)第二鰓弓鰓絲進(jìn)行掃描電鏡和透射電鏡檢查。淡水(0.41psu)和咸水(12.5psu)下，鰓絲中均出現(xiàn)漿細(xì)胞、扁平細(xì)胞和氯細(xì)胞。氯細(xì)胞方面，在淡水中氯細(xì)胞有兩種，一種是球形氯細(xì)胞，高度高于臨近的扁平細(xì)胞;另一種是三角形氯細(xì)胞，該氯細(xì)胞在鰓絲的高度低于扁平細(xì)胞，呈三角形。咸水中則僅出現(xiàn)一種氯細(xì)胞—球形氯細(xì)胞;且淡水和咸水下，球形氯細(xì)胞分布密度和大小沒(méi)有

6、差異。同時(shí)在淡水中發(fā)現(xiàn)從三角形氯細(xì)胞到球形氯細(xì)胞的過(guò)渡細(xì)胞。通過(guò)在適應(yīng)后期，血清滲透壓，血清PRL，GH和IGF-1水平在淡水和各鹽水組間沒(méi)有差異，也是淡水中已經(jīng)形成鹽水適應(yīng)機(jī)制的一種反映。通過(guò)“分級(jí)稀釋建立高連續(xù)梯度鹽度選擇實(shí)驗(yàn)的裝置及方法”，分析得出5月齡中華鱘的喜好鹽度區(qū)間為7.5-8.5psu，該鹽度接近于等滲點(diǎn)9.52psu;
　　3.鹽度改變了中華鱘血清離子的組成。
　　9月齡中華鱘等離子點(diǎn)為:K+:9.65±1

7、.01psu;Cl-:6.82±0.37psu;Na+:9.40±0.58psu;Ca2+:1.62±0.71psu。血清鈉離子濃度隨鹽度增加沒(méi)有顯著變化(P=0.250)，但血清氯離子隨著鹽度的增加而增加(P＜0.05)，NaCl理論貢獻(xiàn)值和實(shí)際貢獻(xiàn)百分比在各鹽度沒(méi)有差異（OsmNaCl=224.27±3.17-233.41±2.63mOsm/kg，93.39±2.22％-96.79±4.17％）。在各個(gè)鹽度，血清Mg2+的水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低

8、于水樣Mg2+濃度。但是血清P濃度卻是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水樣。血清K+，Mg2+濃度隨鹽度升高而顯著升高，但血清Ca2+則沒(méi)有變化，Mg∶Cl比隨環(huán)境鹽度升高而增加，Ca∶Cl比和K∶Cl比隨鹽度升高則沒(méi)有變化。對(duì)比分析淡水組和等滲組血清電解質(zhì)，發(fā)現(xiàn)血清K+，Mg2+，Ca2+濃度，Mg∶Cl，Ca∶Cl和K∶Cl比值沒(méi)有顯著差異。
　　4.鹽度改變了中華鱘的行為。
　　對(duì)于9月齡中華鱘而言，在所有鹽度組中鰓蓋運(yùn)動(dòng)頻率最低(74±2m

9、in-1)和最低的擺尾頻率（51±3min-1）均出現(xiàn)在IW(isosmoticwater)組。飼料轉(zhuǎn)換率FCR(1.14-1.46)和特定生長(zhǎng)率SGR(0.85-1.31)在所有鹽度組中沒(méi)有顯著性差異（包括等滲點(diǎn)）（PFCR＞0.05和PSGR＞0.05）。各鹽度下早中晚攝食節(jié)律方面，0.25，6.32和25psu組均沒(méi)有差異，在12psu下晚20:00攝食量顯著高于15L00，在19psu下，8L00攝食量顯著多于20L00。日攝食

10、方面，在與等滲鹽度差異較大的鹽度水體（0.27psu和25psu）中華鱘依靠更多的攝食，補(bǔ)充用于滲透壓調(diào)節(jié)消耗的能量。
　　5.等滲(IW)和淡水組(FW)對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，鹽度影響中華鱘血清PRL激素和GH/IGF-1mRNA的表達(dá)。
　　對(duì)于9月齡中華鱘而言，在適應(yīng)期實(shí)驗(yàn)中，PRL在12.7psu時(shí)略高于至5.98，6.32和9.69psu，但在19.1和25psu又下降到低鹽度先前水平。生長(zhǎng)激素隨鹽度增加而增加，在25psu

11、時(shí)最高。IGF-1的趨勢(shì)和GH相反，IGF-1的水平最低發(fā)生在25psu。在適應(yīng)后實(shí)驗(yàn)中，三種激素水平鹽度隨鹽度變化沒(méi)有表現(xiàn)出顯著差異性。在等滲組和淡水組比較實(shí)驗(yàn)中，淡水中PRL水平顯著高于等滲組(P＜0.01)但GH和IGF-1水平在等滲組和淡水組則沒(méi)有顯著性差異。
　　6.酶含量方面，淡水中華鱘相比于等滲鹽度下中華鱘，消耗較大的消化力為滲透壓調(diào)節(jié)提供能量。
　　對(duì)于9月齡中華鱘而言，中腸，后腸和腎的Na+/K+-ATP酶

12、含量在IW組和FW(freshwater)組相似，而在鰓絲(P＜0.05)，前腸(P＜0.01)和螺旋瓣(P＜0.01)FW明顯高于IW高約7％。前腸，螺旋瓣和胃在FW中脂肪酶含量比IW組高出10％(P＜0.05)。此外，前腸ALT含量在FW顯著高于IW(P＜0.05)。在肝臟中淀粉酶的含量也是FW組高于IW組(P＜0.05)。另外，在螺旋瓣的蛋白酶含量在FW高于IW約18.1％，而在中腸，則是在IW高于FW約13.2％(P＜0.05)

13、。
　　7.等滲(IW)和淡水組(FW)對(duì)比實(shí)驗(yàn)中機(jī)體組成成分的差異顯著。
　　對(duì)于9月齡中華鱘而言，在等滲(IW)和淡水組(FW)對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，脂肪及其脂肪酸組成，糞便蛋白質(zhì)、脂肪及其氨基酸和脂肪酸組成沒(méi)有差異，但是肌肉鈣離子組成差異顯著。經(jīng)過(guò)52天的實(shí)驗(yàn)，等滲組肌肉鈣離子含量顯著高于淡水組;全骨板和頭部軟骨鈣、磷含量等滲組低于淡水組，但是鎂離子含量則是等滲組高于淡水組。
　　8.鹽度造成中華鱘卵質(zhì)的差異。
　　

14、海水卵較之于淡水卵蛋白含量明顯較高，脂肪含量則明顯偏低。脂肪酸含量有極大地差異。兩種卵均含17種氨基酸，包括10種魚(yú)類(lèi)必需氨基酸?？偘被崃亢透靼被釠](méi)有差異。卵黃蛋白沒(méi)有差異。磷元素、鎂離子和維他命A在海水卵中含量明顯多于淡水卵，維他命E則是淡水卵多于海水卵。鈣離了和鋅離子沒(méi)有差異。在淡水卵中檢測(cè)到鎘離子，海水卵中則未檢測(cè)到。
　　9.中華鱘血清滲透壓和等滲點(diǎn)和年齡最相關(guān)，自幼魚(yú)到性成熟，中華鱘等滲點(diǎn)為8.3-11.5psu。<

15、br>　　5月齡中華鱘的喜好鹽度位于等滲鹽度點(diǎn)，血清滲透壓與年齡最相關(guān)。9月齡子一代中華鱘幼魚(yú)在0.27，6，12，19和25psu鹽度下適應(yīng)后，水滲透壓和鹽度的關(guān)系通過(guò)線性擬合確定。二階多項(xiàng)式擬合血清滲透壓和鹽度之間的關(guān)系，通過(guò)解方程求得等滲點(diǎn)為9.57±0.06psu。在該鹽度下，血清滲透壓等于咸水滲透壓，魚(yú)體無(wú)滲透壓力。五月齡子二代中華鱘在淡水中氯細(xì)胞已經(jīng)形成咸水適應(yīng)機(jī)制，等滲點(diǎn)鹽度為9.52psu。以“分級(jí)稀釋建立高連續(xù)鹽度梯度

16、實(shí)現(xiàn)水生動(dòng)物鹽度選擇實(shí)驗(yàn)的裝置和方法”為新的實(shí)驗(yàn)體系，分析得出5月齡子二代中華鱘喜好鹽度為8.5-9.5psu，這和5月齡子二代中華鱘等滲點(diǎn)9.52psu保持一致。對(duì)5月齡和9月齡中華鱘血清滲透壓分析發(fā)現(xiàn):鹽水環(huán)境和淡水環(huán)境下滲透壓沒(méi)有顯著差異，淡水環(huán)境下滲透壓可作為鹽水環(huán)境滲透壓;等滲點(diǎn)下血清滲透壓和與中華鱘相適應(yīng)的淡水條件下血清滲透壓在同一個(gè)水平。據(jù)此，該結(jié)果提供了遷地保護(hù)下大型中華鱘亞成體等滲點(diǎn)的簡(jiǎn)易計(jì)算方法。測(cè)得淡水環(huán)境下中華鱘

17、血清滲透壓，即作為等滲點(diǎn)鹽度滲透壓。將此滲透壓帶入鹽度和滲透壓關(guān)系式，即可計(jì)算出等滲點(diǎn)鹽度。血清滲透壓和年齡的二次多項(xiàng)式模擬最吻合，相關(guān)系數(shù)最高。因此認(rèn)為年齡和中華鱘血清滲透壓最相關(guān):Y=278.061-11.3127X+0.6587X2，Y表示血清滲透壓，X表示年齡。對(duì)該二次多項(xiàng)式求導(dǎo)得出導(dǎo)數(shù)為0時(shí)，年齡為8.6年，即從出生到9齡時(shí)，中華鱘血清滲透壓逐漸降低;從9齡開(kāi)始，中華鱘血清開(kāi)始隨年齡增加而逐漸升高。同理等滲點(diǎn)也和年齡最為相關(guān):

18、Y=9.79431-0.35711X+0.0213X2，Y表示血清滲透壓，X表示年齡。一階求導(dǎo)得零點(diǎn)橫坐標(biāo)為8.38齡，即第9齡，這和滲透壓結(jié)果一致。即從出生到9齡時(shí)，中華鱘等滲點(diǎn)逐漸降低;從9齡開(kāi)始，中華鱘血清開(kāi)始隨年齡增加而逐漸升高。
　　總之，考慮到在等滲鹽度組較之于淡水組明顯較低的鰓蓋運(yùn)動(dòng)頻率，擺尾頻率，鰓絲Na+/K+-ATPase含量以及所觀察到的低脂肪酶，ALT和淀粉酶含量，顯著降低的日攝食量和不變的特定生長(zhǎng)率，肌肉