温度驯化对齐口裂腹鱼热耐受和生长代谢的影响

发布时间：2020-05-28 16:43

【摘要】：水生态系统温度受气候、纬度、季节、水体深度等因素的影响,不可避免的呈现出波动变化,开展有关鱼类对温度变化适应性的研究具有重要意义。齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)是我国特有的一种冷水性经济鱼类和产区名贵优质鱼种,已被列为长江上游二级保护特有鱼类,主要分布在水温较低的流域,其生长速度慢且性成熟晚。目前由于人为因素导致其自然资源加速减少,并且较高的水温条件不利于齐口裂腹鱼的存活,故在扩大其人工养殖方面也面临着地域、气候等与温度相关条件的限制。如何提高齐口裂腹鱼的热耐受和生长能力一直是其在资源保护和人工养殖中待解决的问题。为解明不同温度驯化对齐口裂腹鱼热耐受和生长代谢的影响,本研究设置了较低(17℃)、适宜(22℃)、较高(27℃)、和昼夜波动(17-27℃)四个驯化温度,将300尾平均体重为1.97±0.13 g,体长为6.3±0.18 cm的齐口裂腹鱼幼鱼置于相同规格的循环过滤水充气系统中,进行为期28 d的恒定和波动温度驯化,各组均在每天固定时间饱足投喂2次。分别对驯化第4 d、14 d和28 d时各温度组齐口裂腹鱼IGF-1、GH和HSP70基因表达量以及驯化第14 d和28 d组织的糖代谢和抗氧化酶活性进行检测。旨在了解不同水温驯化对齐口裂腹鱼热耐受、生长性能、糖代谢和抗氧化机能的影响。主要结果如下。(1)不同驯化温度对齐口裂腹鱼热耐受及肝脏HSP70基因表达的影响。(1)随驯化温度的升高,齐口裂腹鱼的临界高温(CT _(max))和致死高温(LT _(max))值升高;随驯化温度的降低,临界低温(CT _(min))和致死低温(LT _(min))值降低。(2)17-27℃波动温度驯化条件下,齐口裂腹鱼的温度耐受范围(CT _(max)-CT _(min))显著高于17℃、22℃和27℃恒温组。(3)在17-27℃温度区间内,齐口裂腹鱼的热耐受区域面积为294.7°C~2,其驯化反应率在低温阶段(17-22℃)大于高温阶段(22-27℃);低温驯化反应率在高温段明显小于低温段。(4)齐口裂腹鱼肝脏HSP70基因表达对低温不敏感,对高温很敏感,第4 d就显著升高。肝脏中HSP70基因表达对低温17℃和波动温度刺激不敏感,随驯化天数逐渐上升,直到28 d才显著升高。结果表明,17-27℃的波动温度驯化,显著提高了齐口裂腹鱼的温度耐受范围和热耐受能力。(2)不同温度驯化对齐口裂腹鱼生长、消化吸收及脑GH和肝脏IGF-1基因表达的影响。(1)各驯化组的齐口裂腹鱼的特定生长率(SGR)和增重率(WGR)受温度影响的结果表现为:17-27℃≈22℃17℃27℃,各恒温驯化的组间差异显著,摄食量与其特定生长率呈正相关。(2)17℃组齐口裂腹鱼全鱼粗蛋白含量显著高于其他组;22℃和变温组幼鱼的粗脂肪含量显著高于其他组;27℃组幼鱼的水分和粗灰分含量显著高于其他组。(3)不同驯化温度对肠道消化和吸收酶活性均具有显著影响,其中胰蛋白酶活性大小表现为17-27℃22℃27℃17℃;22℃组和27℃组脂肪酶活性显著高于17℃组和变温组;22℃组的肠道淀粉酶活性最高。变温组肠道中的肌酸激酶和谷氨酰转肽酶的活性均显著高于三个恒温组,17℃组的Na~+,K~+-ATP酶活性最高。(4)22℃组和变温组的前肠绒毛比较粗壮,27℃组前肠绒毛出现了萎缩的现象且绒毛数量较少。(5)齐口裂腹鱼脑GH和肝脏中IGF-1基因表达量受驯化温度影响明显,GH基因的表达与驯化温度呈正相关,肝脏IGF-1基因表达量在波动性温度17-27℃和适温22℃条件下有较高的表达,在高温27℃和低温17℃下表达显著下调;研究发现各组脑中GH基因表达量随时间变化趋势与肝脏中IGF-1基因表达量变化趋势相似,具有协同性,肝脏IGF-1基因表达与生长表现指标呈正相关,提示IGF-1基因在温度驯化对生长调控中起着更直接作用。结果表明,22℃和17-27℃的水温条件下齐口裂腹鱼肠道消化和吸收酶活性较高,肠道形态健康,生长调控主要基因GH和IGF-1表达量显著上调,有利于促进齐口裂腹鱼的生长。(3)不同驯化温度对齐口裂腹鱼组织糖原含量和糖代谢酶活性的影响。(1)27℃组齐口裂腹鱼肝糖原含量最高,变温组的肝糖原含量最低;22℃组的肌糖原含量最高,17℃组肌糖原含量最低。(2)随驯化温度的升高肝脏中糖酵解相关酶,己糖激酶(HK)活性降低,丙酮酸激酶(PK)和柠檬酸合酶(CS)活性升高,果糖-6-磷酸激酶(PFK)活性呈现出先升高后降低趋势,而肌肉中HK活性和PK活性变化趋势与肝脏相反,变温组PFK、PK、CS活性显著高于22℃组。(3)随驯化温度的升高,肝脏糖异生相关酶,果糖1,6-一磷酸酶(FBP)和葡萄糖-6-磷酸酶(G-6-Pase)活性表现为先升高后降低;在肌肉中,随驯化温度的升高FBP活性升高,G-6-Pase活性下降。变温组肝脏和肌肉中FBP和G-6-Pase活性均显著低于22℃组。表明变温组中齐口裂腹鱼利用糖原分解供能的能力提高,合成和储存糖原的能力降低。(4)不同驯化温度对齐口裂腹鱼组织抗氧化酶活性的影响。(1)27℃组肝脏和肌肉组织中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性均随驯化时间的延长而升高,肠道中抗氧化酶活性变化趋势相反,并且肠道和肌肉中的丙二醛(MDA)含量随时间延长而升高,在驯化第28d时,肌肉中MDA含量显著高于其他组;变温组肝脏和肠道中SOD和CAT活性均随驯化时间的延长而升高,在驯化第28 d时,肝脏中MDA含量和CAT活性显著高于其他组;17℃组肝脏、肌肉和肠中抗氧化酶活性随驯化时间的延长变化不显著,在驯化第28 d时,肝脏中MDA、SOD活性与22℃无显著差异。(2)17℃组,肌肉和肠道中总抗氧化能力(T-AOC)均随驯化时间延长而降低;变温组的肝脏和肠道以及27℃组肌肉中T-AOC随驯化时间延长而升高,在驯化第28 d时,肝脏中T-AOC表现为:17℃≈22℃≈17-27℃27℃组,肌肉中表现为:27℃17-27℃17℃22℃组。研究表明,28 d的27℃高温驯化会导致鱼体肠道的氧化损伤和肝脏抗氧化能力的降低,17-27℃的波动温度驯化使其各组织抗氧化能力均显著提高。综上,不同温度驯化对齐口裂腹鱼的热耐受、生长代谢和抗氧化机能具有显著影响,适温22℃和17-27℃波动温度驯化通过上调脑GH和肝脏IGF-1基因表达从而促进其生长,波动性温度驯化可提高齐口裂腹鱼的温度耐受能力和对糖类的消化利用能力,并提高其抗氧化能力。提示在实践中可采用波动性温度驯化方式对齐口裂腹鱼进行驯化,以提高其对高温的耐受和适应能力。
【图文】：

齐口裂腹鱼,驯化温度,前肠,HE染色

图 4.1 不同驯化温度下齐口裂腹鱼前肠 HE 染色检测结果Figure 5.1 HE staining test results of foregut in the intestine of Schizothorax prendifferent domestication temperatures注：A、B、C、D 分别表示 17℃、22℃、27℃和 17-27℃组；放大倍数为 40×。Note: A, B, C, and D represent the group of 17 °C, 22 °C, 27 °C, and 17-27 °C; the arrow indicates glycogen; the magnificati4.2.4 不同温度驯化对齐口裂腹鱼脑 GH 和肝脏 IGF-1 基因表达量的影响随驯化时间的延长，17 ℃组脑中 GH 基因表达量呈现出降低趋势且在第 4 d 时 GH 表达量显著高于其他组，在第 28 d 时显著低于其他组（P<0.05组 GH 基因表达量随驯化天数增加呈现升高趋势；变温组也呈逐渐升高趋驯化第 28 d 时 GH 基因表达量显著高于其他组（P<0.05）。

驯化温度,齐口裂腹鱼,口裂,肝脏

第 5 章不同温度驯化对齐口裂腹鱼糖代谢和抗氧化酶活性的影响表 5.2 不同驯化温度对齐口裂腹鱼组织糖原生成的影响Table 5.2 Effects of different domestication temperatures acclimation on glycogen productioof Schizothorax prenanti项目 17℃ 22℃ 27℃ 17-22℃肝糖原/(mg/kg) 44.54±1.98b45.23±0.85b59.97±4.39c39.4±0.93肌糖原/(mg/kg) 1.58±0.06a3.39±0.02c2.46±0.06b2.55±0.06
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S917.4

【参考文献】