盐度应激对尼罗罗非鱼的免疫损伤及β-葡聚糖的缓解作用研究

发布时间：2020-05-09 21:31

【摘要】：至今为止,已经有大量的研究致力于探索尼罗罗非鱼在盐度应激条件下生理生化水平的变化,但是从免疫学的角度揭示盐度应激对其产生的影响的研究还十分有限。高渗条件下,有关鱼类免疫器官在组织学和转录组学等方面的应激应答反应的报道较少。本实验首先探究了,长期盐度应激对尼罗罗非鱼的两种免疫器官(脾脏和头肾)的影响,进行了为期八周的养殖实验,以淡水为对照组,评估了长期盐度应激(16psu)对尼罗罗非鱼的生长性能、血液免疫指标,以及对两种免疫器官(脾脏和头肾)在组织学及转录组学的影响。结果显示,淡水组和盐度应激组,尼罗罗非鱼的增重和特定生长率皆无显著差异。但盐度应激(16psu)会引起充血性脾肿大,且血小板和凝血相关的因子在尼罗罗非鱼表达显著减少,红细胞分布宽度变异系数和平均红细胞血红蛋白显著增加。同时,在尼罗罗非鱼脾脏和头肾的组织切片中,观察到大量巨噬细胞中心和色素沉积。透射电镜的结果显示,盐度应激(16psu)组同对照组相比,其脾脏和头肾中有更多含有沉积颗粒的异常巨噬细胞和中性粒细胞。在转录组学方面,在脾脏和头肾中,分别有772和502个基因被标注为显著差异表达,分别对应5个和1个能显著改变免疫系统的通路,且盐度应激(16psu)组脾脏补体通路显著下调。本研究表明,长期暴露于高渗透环境下的尼罗罗非鱼可诱发脾肿大,同时凝血功能降低,增强了脾脏的吞噬活性和降低补体通路。随后,为了进一步探究了盐度应激下,营养物质β-葡聚糖的免疫营养调控作用,设计了后续实验,从生长、组织学、血液学、免疫和生长因子的表达和肠道微生物方面评估了饲料中β-葡聚糖缓解盐度应激对尼罗罗非鱼免疫器官损伤的作用。实验配制了三种等氮等能的β-葡聚糖饲料,添加水平分别为0%(基础饲料)、0.2%和0.4%,饱食投喂,以基础饲料-淡水组与基础饲料-盐度应激组(16psu)的尼罗罗非鱼为对照,养殖周期为8周。结果显示,盐度应激下,不同添加水平的β-葡聚糖,其生长存活皆高于未添加组,与投喂基础饲料的淡水组的生长存活相比无显著差异。高盐度应激下,罗非鱼脾脏出现肿大现象,脾脏系数升高(P0.05),脾脏内红细胞显著增多,0.2%的β-葡聚糖有缓解脾肿大作用,脾脏系数显著降低,并与淡水基础饲料组的脾脏系数无显著差异。高盐度应激下,肠道组织出现破坏现象,中肠的小肠绒毛有破碎,杯状细胞少,而不同添加水平的β-葡聚糖添加组,肠绒毛无破碎,杯状细胞多,小肠绒毛长,肠绒毛排列紧密,同淡水组肠道组织完整性类似。血液学方面,盐度应激下,血液中红细胞RBC、白细胞WBC、血球压积HCT、平均血红细胞血红蛋白浓度MCHC、红细胞分布宽度变异系数RDW、血小板数目PLT和血小板压积PCT与淡水组相比皆升高,而饲料中添加β-葡聚糖显著降低这些血液指标。同时,随着盐度应激对罗非鱼生长和组织学结构的影响,免疫和生长因子也发生相应的变化,变化如下:脾脏内,盐度应激组的巨噬细胞迁移抑制因子MIF-2、转化生子因子TGF-β1、TNF-α和IL-1的表达升高;而饲料中添加β-葡聚糖能显著降低MIF-2、TGF-β1、TNF-α表达,而显著增加IL-1的表达。在肠道内,饲料中添加β-葡聚糖能显著降低盐度应激条件下的MIF-2和IL-1β的表达,升高TNF-α的表达,盐度应激下,添加0.4%β-葡聚糖组TGF-β1也显著升高。头肾中,饲料中添加β-葡聚糖能显著增加盐度应激条件下的TNF-α的表达(P0.05),0.4%β-葡聚糖能显著降低盐度应激条件下的IL-1的表达(P0.05)。肠道菌群作为一种评价健康的指标,为罗非鱼免疫研究提供了新方向。结果显示:盐度应激能改变肠道菌群结构与丰富度。盐度应激,属水平下,一些致病菌丰度增加,如:韦荣球菌属(Veillonella)、海洋放线菌(Rubrobacter)和暖绳菌(Caldlinea)。一些应激压力应激的菌也显著增加,如Gracilibacter菌和Perlucidibaca菌。而一些优势内源菌丰度却显著降低,如不动杆菌(Acinetobacter)。饲料中添加不同浓度的β-葡聚糖能显著改善菌群结构,一些条件致病菌显著降低,如:假单胞菌(Pseudomonas)、Staphylococcus菌、链球菌(Streptococcus)、假单胞菌(Pseudomonas)、棒状杆菌(Corynebacterium);—些拮抗细菌显著增加,独岛氏菌(Dokdonella)、栖热菌(Thermus)、Sphingopyxis菌和嗜盐细菌(Salinicoccus)也显著增加。
【图文】：

红色部分为红细胞，罗非鱼盐度应激组对比淡水组的脾红细胞增多（图逡逑２．３ａ，Ｃ）。盐度应激组罗非鱼脾脏还现出了明显的巨噬细胞和大量黑色巨噬细胞中逡逑心（图２．３ｂ，，Ｄ）。盐度应激组比淡水组，罗

本文编号：2656768