圆口铜鱼应激生理机制及缓解策略研究

发布时间：2018-01-27 11:05

本文关键词： 圆口铜鱼应激操作胁迫运输麻醉生理血液皮质醇　出处：《华中农业大学》2014年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：长江是我国第一大河,共有鱼类约350余种,是我国鱼类资源的宝库。长江上游以山区为主,坡陡水急,流态复杂多样,特有鱼类数量达124种。近年来,由于各类水电工程设施的兴建,长江流域生态环境急剧恶化,鱼类洄游通道受阻、造成生境破碎、产卵场和栖息地被破坏或丧失,加之缺乏严格和科学的管理,多种鱼类资源接近衰竭。长江鱼类特别是珍稀特有鱼类资源已经成为目前急需解决的问题。圆口铜鱼隶属于鲤形目、鲤科、泩亚科,属河道洄游鱼类,产漂流性卵,是长江上游特有鱼类和重要的经济鱼类。然而,近年来,由于过度捕捞,特别是受水电工程设施建设等人类活动的影响,圆口铜鱼资源量急剧下降,渔获物中低龄鱼和幼鱼个体比重逐年增加。更为严峻的是,长江干流和金沙江中下游水电工程的建设,已经阻挡了圆口铜鱼的洄游通道,并将淹没其大部分产卵场。如果不采取有效措施,这种长江上游特有的重要经济鱼类将可能面临灭绝境地。增殖放流被认为是保护珍稀濒危鱼类的有效措施之一,驯养足够的亲鱼是增殖放流的前提。然而,由于圆口铜鱼具有激烈的应激反应特征,且在人工养殖时极易感染小瓜虫病,死亡率较高,导致人工驯养圆口铜鱼难度较大。目前,除了零星的试验性养殖外,尚未见室内驯养成功的报道。本研究针对圆口铜鱼移养驯化过程中的关键操作程序,通过对圆口铜鱼正常、不同程度操作胁迫、麻醉与低温运输状态下其血液生理生化、关键组织形态结构以及应激蛋白HSP70/HSC70变化特征的观测,探究圆口铜鱼应激反应的基本规律,并寻找缓解圆口铜鱼应激反应的措施,具体内容及主要研究结果如下：对船体网箱养殖近一年的圆口铜鱼血细胞形态及生理生化参数进行了测定,建立了网箱养殖圆口铜鱼生理生化指标的参考区间。同其他鱼类相比,圆口铜鱼血液皮质醇基础水平较高(185.70ng/mL),这可能是和其具有发达的肝胰联合体、摄食能力强、代谢水平高、喜急流环境等生物学习性有关。加之圆口铜鱼驯化程度低,对人工养殖环境适应周期长等因素导致其基础皮质醇处于较高水平。和野生圆口铜鱼相比,网箱养殖圆口铜鱼血糖、甘油三酯、总蛋白和球蛋白水平均明显偏高,这可能是由于人工养殖环境下圆口铜鱼能获得更加充足的高能饵料,以及网箱高密度养殖条件下鱼类的活动范围被限制、活动量减少等原因所致。对网箱养殖圆口铜鱼施以低强度(30s)和高强度(60s)的急性离水胁迫,并分别于刺激后的0、1、4、12、24、72、120、168h采取血液、肝、鳃、肾组织,测定血液生理生化参数的变化特征及关键组织器官的形态结构变化。结果显示,不同强度操作胁迫刺激后的前24h,圆口铜鱼均表现出以血液皮质醇、溶菌酶活性、葡萄糖和谷丙转氨酶急剧升高为典型特征的急性应激反应。组织形态学的观察显示,不同强度的离水胁迫均可诱发圆口铜鱼鳃、肾形态结构的变化或损伤。离水胁迫后的24h发现两处理组均自然感染了小瓜虫,且随时间的延长有加剧的趋势,至实验结束时(168h),虽然圆口铜鱼血液皮质醇、谷丙转氨酶、谷草转氨酶水平已回复到正常水平,但其血液葡萄糖、乳酸和溶菌酶活性均维持在较高水平,说明圆口铜鱼依旧处于疾病感染和适应新环境的慢性应激阶段。通过行为观察和实践运输成活率等预实验研究,得出适于圆口铜鱼长途运输的MS-222的麻醉浓度为20-40mg/L。为考查圆口铜鱼对长途运输胁迫的应激反应特征和麻醉、低温以及二者联合使用对圆口铜鱼长途运输应激反应的缓解效果,设置了常温不麻(Hna)、常温麻醉(Ha)、低温不麻(Lna)和低温麻醉(La)四个处理组,于运输后的0h采取水样,并分别于运输后的0、4、24、72和168h采取血液。检测结果显示,经14h的长途运输,四个处理组总氨氮(TAN)、非离子氨氮(NH3-N)、亚硝酸氮(NO2-N)和总氮(TN)均明显升高(P0.05)；且除NO2-N外,这些指标在高温处理组的浓度均明显高于低温处理组。运输后及恢复过程中,血液皮质醇、葡萄糖、乳酸、转氨酶等生化指标多数呈现出明显的先升高后降低的典型急性应激反应特征。麻醉处理在抑制运输过程中圆口铜鱼的活动、能量消耗方面作用明显,低温处理则在抑制长途运输过程中圆口铜鱼皮质醇的升高、提高溶菌酶活力、降低鱼类活动方面发挥重要作用。因此,建议在高温条件下对圆口铜鱼进行长途运输时,低温麻醉处理是首选,其次是单独使用低温或MS-222处理,而且运输前的禁食时间控制在48-72h为宜。此外,运输后的前两周圆口铜鱼尚处在急性或慢性应激状态,此期间要特别注重鱼体健康护理。利用圆口铜鱼心脏组织克隆出HSC70和HSP70基因全长的cDNA序列,其cDNA序列全长分别为2330bp、2290bp,编码氨基酸数目为649个、643个。通过比对分析发现,圆口铜鱼HSC70和HSP70两种基因与其他动物的同源性较高。组织差异性表达结果显示,HSP/HSC70基因mRNA在圆口铜鱼不同组织中的表达有所差异,HSP70和HSC70在不同组织中的表达量从高到低依次分别为肌肉、眼、肾、鳃、脑、脾、心脏和鳍,以及肝、眼、鳃、鳍、心脏、脾、脑、肌肉和肾脏。急性操作胁迫过程中圆口铜鱼HSC70除在肝中的表达外,HSP70/HSC70两种基因mRNA在其他不同组织中的变化并不明显,与血液生理生化指标的变化一致性程度较低。因此,在圆口铜鱼的急性操作胁迫和长途运输胁迫的应激评估中,不易将HSP70和HSC70作为应激的评价指标,此方面的研究有待于深入。
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【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S917.4

【参考文献】