淡水养殖凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）对环境胁迫的生理生态响应

【摘要】本研究以凡纳滨对虾为实验材料，通过一系列实验室环境胁迫实验，初步研究了温度和非离子氨胁迫对淡水养殖凡纳滨对虾生理生态特征的影响，并比较了淡水和海水养殖凡纳滨对虾对环境胁迫的生理生态响应差异。主要结果如下：1．温度和非离子氨胁迫对淡水养殖凡纳滨对虾存活的影响为探讨海水和淡水养殖条件下凡纳滨对虾对温度突变和非离子氨的耐受性，设置了温度突变和非离子氨胁迫两组急性实验。实验结果表明：（1）养殖条件、温度突变和时间三者交互作用对凡纳滨对虾存活率的影响不显著（P＞0.05）；当温度由22℃分别突变到7、12和37℃时，两种养殖条件下对虾存活率均随突变时间的延长而呈下降趋势；海水养殖对虾高、低温突变幅度均不宜超过10℃，；淡水养殖对虾高温突变幅度不宜超过10℃，低温突变幅度不宜超过5℃。实验表明淡水养殖对虾对低温的适应能力低于海水养殖对虾，而对高温的适应能力高于海水养殖对虾。（2）非离子氨浓度、养殖条件和胁迫时间对对虾存活率均有显著的影响（P＜0.05），且三者间的交互作用明显（P＜0.05）；非离子氨对海水养殖对虾的96hLC50和安全浓度SC分别为1.612和0.161mg/L，对淡水养殖对虾的96hLC50和安全浓度SC分别为0.629和0.063mg/L。各时间点的LC50均是海水养殖对虾高于淡水养殖对虾。海水养殖对虾对非离子氨的耐受能力高于淡水养殖对虾。2.温度胁迫对淡水养殖凡纳滨对虾生理生态的影响2.1温度胁迫对淡水养殖凡纳滨对虾呼吸代谢酶和HSP70表达的影响研究了长期淡水养殖条件下，低温突变（22℃→16℃）和高温突变（22℃→28℃）后凡纳滨对虾己糖激酶（HK）、丙酮酸激酶（PK）、乳酸脱氢酶（LDH）和琥珀酸脱氢酶（SDH）活力、以及热休克蛋白70（HSP70）表达的变化，并与长期海水养殖条件下的相关指标进行了比较。结果发现：（1）温度突变初期，淡水和海水养殖对虾鳃和肌肉中HK、PK和LDH活力均有不同程度升高，随着突变时间的延长，酶活力逐渐下降，除淡水养殖对虾肌肉PK和LDH活力在低温突变48h仍显著高于突变前的水平以外，其它处理组中两种养殖条件对虾鳃和肌肉HK、PK和LDH活力均恢复到温度突变前的水平；温度突变后，淡水和海水养殖对虾鳃和肌肉中SDH活力呈现先下降后回升的变化趋势，除海水养殖对虾鳃SDH活力在低温突变48h仍显著低于温度突变前的水平以外，在高、低温度突变48h，其他处理组对虾，SDH活力基本恢复到突变前的水平。（2）温度突变后，淡水和海水养殖对虾鳃和肌肉HSP70表达量先升高后下降，温度突变48h，HSP70表达量基本恢复到突变前的水平。低温突变后，淡水和海水养殖对虾鳃中HSP70表达量变化显著（P＜0.05），而肌肉中HSP70含量变化不显著（P＞0.05）；高温突变后，淡水养殖对虾鳃和肌肉HSP70含量均无显著变化（P＞0.05），海水养殖对虾鳃和肌肉HSP70表达量变化显著（P＜0.05）。（3）恒温22℃，淡水养殖对虾鳃和肌肉中HK、PK和SDH活力以及HSP70表达量均低于海水养殖对虾，而LDH活力则高于海水养殖对虾。2.2温度胁迫对淡水养殖凡纳滨对虾免疫的影响研究了长期淡水养殖条件下，低温突变（22℃→16℃）和高温突变（22℃→28℃）后凡纳滨对虾血细胞数量（THC）、酚氧化酶（PO）活力、一氧化氮合酶（NOS）活力、超氧化物歧化酶（SOD）活力以及丙二醛（MDA）含量的变化，并与长期海水条件下的相关指标进行了比较。结果发现：（1）低温突变后，淡水和海水养殖对虾体内THC、血淋巴PO和SOD活力显著降低；NOS活力则先升高，后恢复到正常水平；淡水养殖对虾血淋巴MDA含量显著升高，而海水养殖对虾血淋巴MDA含量无明显变化。高温突变后，淡水和海水养殖对虾THC在6-12h最低，随后得到恢复；高温突变48h，淡水养殖对虾血淋巴PO和NOS活力恢复到正常水平，而海水养殖对虾血淋巴PO和NOS活力显著下降；淡水养殖对虾血淋巴SOD活力显著下降，而海水养殖对虾血淋巴SOD活力变化不显著；淡水和海水养殖对虾血淋巴MDA含量先升高后恢复到正常水平。（2）低温突变后，淡水和海水养殖对虾肝胰腺PO、NOS和SOD活力均呈先升高后下降的变化趋势，MDA含量在3-6h增加，随后逐渐恢复到温度突变前的水平。高温突变后，淡水养殖对虾肝胰腺PO活力无显著变化，NOS和SOD活力则先上升后恢复到温度突变前的水平，而海水养殖对虾肝胰腺PO、NOS和SOD活力显著降低；淡水和海水养殖对虾肝胰腺MDA含量变化趋势相似，在6h达到最高，48h恢复到正常水平。（3）恒温22℃，淡水养殖对虾THC略高于海水对虾，血淋巴和肝胰腺PO、NOS和SOD活力均显著低于海水养殖对虾，MDA含量则显著高于海水养殖对虾。总体而言，长期淡水养殖下凡纳滨对虾整体免疫水平下降，对低温突变的适应力较弱，对高温突变具有一定的耐受能力。3.非离子氨胁迫对淡水养殖凡纳滨对虾生理生态的影响3.1非离子氨胁迫对淡水养殖凡纳滨对虾呼吸代谢酶和HSP70表达的影响研究了长期淡水养殖条件下，非离子氨胁迫（0.1mg·L-1和0.5mg·L-1）后，凡纳滨对虾己糖激酶（HK）、丙酮酸激酶（PK）、乳酸脱氢酶（LDH）和琥珀酸脱氢酶（SDH）活力、以及热休克蛋白70（HSP70）表达量的变化，并与长期海水养殖条件下的相关指标进行了比较。结果发现：（1）低浓度非离子氨胁迫引起淡水养殖凡纳滨对虾鳃HK活力显著升高（P＜0.05），而高浓度非离子氨胁迫引起淡水和海水养殖对虾鳃HK活力显著上升（P＜0.05）；高、低浓度非离子氨胁迫后，淡水和海水养殖对虾肌肉HK活力变化均不显著（P＞0.05）。高、低浓度非离子氨胁迫后，两种养殖条件凡纳滨对虾鳃PK活力先升高，后恢复到正常水平；而海水养殖对虾肌肉PK活力变化不显著，淡水养殖对虾肌肉PK活力显著升高（P＜0.05）。低浓度非离子氨胁迫对淡水和海水养殖凡纳滨对虾鳃和肌肉LDH活力影响不显著（P＞0.05），而高浓度非离子氨对淡水养殖对虾鳃和肌肉LDH活力均具有显著影响（P＜0.05）。高、低浓度非离子氨胁迫后，淡水和海水养殖凡纳滨对虾鳃和肌肉SDH活力均显著降低（P＜0.05）。（2）高、低浓度非离子氨胁迫后，淡水和海水养殖对虾HSP70表达量显著升高（P＜0.05），且淡水养殖对虾HSP70表达量升高的幅度大于海水养殖对虾。（3）总体来说，非离子氨对淡水养殖对虾机体的损伤程度要略高于海水养殖对虾；非离子氨胁迫后，凡纳滨对虾有氧代谢迅速减弱，而无氧代谢在胁迫初期略有升高，随后减弱，推测非离子氨胁迫可能使对虾机体主要供能物质发生改变。3.2非离子氨胁迫对淡水养殖凡纳滨对虾免疫的影响研究了长期淡水养殖条件下，非离子氨胁迫（0.1mg·L-1和0.5mg·L-1）后，凡纳滨对虾血细胞数量（THC）、酚氧化酶（PO）活力、一氧化氮合酶（NOS）活力、超氧化物歧化酶（SOD）活力以及丙二醛（MDA）含量的变化，并与长期海水养殖条件下的相关指标进行了比较。结果发现：（1）非离子氨胁迫后淡水和海水养殖对虾THC和PO活力均显著下降（P＜0.05），且随着非离子氨浓度的升高下降幅度加大。（2）低浓度非离子氨胁迫后，淡水和海水养殖对虾NOS活力均先升高后显著降低（P＜0.05），而高浓度胁迫后，NOS活力则持续降低。（3）非离子氨胁迫初期，淡水和海水养殖对虾血淋巴SOD活力无显著变化（P＞0.05），而在胁迫3-6h后酶活力显著降低（P＜0.05），肝胰腺SOD活力在非离子氨胁迫后持续下降。（4）非离子氨胁迫后，淡水和海水养殖对虾血淋巴和肝胰腺中MDA含量均出现不同程度的升高。总体而言，非离子氨胁迫降低对虾非特异性免疫能力，打破抗氧化系统平衡性，且淡水养殖凡纳滨对虾整体免疫水平低于海水养殖对虾，更易受到非离子氨的影响。4.温度和非离子氨胁迫对淡水养殖凡纳滨对虾细胞凋亡的影响研究了长期淡水养殖条件下，温度突变（16℃←22℃→28℃）和非离子氨胁迫（0.1mg·L-1和0.5mg·L-1）后，凡纳滨对虾细胞色素C（cyt-C）含量和caspase-3活性的变化规律，并与长期海水养殖条件下的相关指标进行了比较。结果发现：（1）温度突变5d，淡水和海水养殖凡纳滨对虾血淋巴cyt-C含量均显著高于突变前的水平（P＜0.05）；低温突变5d，淡水养殖对虾肝胰腺cyt-C含量显著升高，而海水养殖对虾肝胰腺cyt-C含量无显著变化；高温突变5d，淡水和海水养殖对虾cyt-C含量均显著高于突变前的水平（P＜0.05）。（2）温度突变后，淡水养殖对虾血淋巴caspase-3活性显著升高（P＜0.05），而海水养殖对虾血淋巴caspase-3活性在低温突变后无显著变化（P＞0.05），在高温突变后显著升高（P＜0.05）；淡水养殖对虾肝胰腺caspase-3活性在低温突变后显著升高（P＜0.05），在高温突变后呈无规则波动，海水养殖对虾肝胰腺caspase-3活性在温度突变后无显著变化（P＞0.05）。（3）淡水和海水养殖对虾血淋巴和肝胰腺cyt-C在低浓度非离子氨胁迫后显著升高（P＜0.05），而在高浓度胁迫后则呈现先升高后下降的趋势。（4）低浓度非离子氨胁迫后，淡水和海水养殖对虾血淋巴和肝胰腺caspase-3活性均显著升高（P＜0.05）；高浓度胁迫后，淡水和海水养殖对虾血淋巴caspase-3活性先升高后显著降低，而肝胰腺caspase-3活性则持续升高。总体而言，长期淡水养殖对虾对低温的适应能力低于海水养殖对虾；非离子氨胁迫后，淡水和海水养殖对虾的生理响应规律基本一致。
【作者】贾旭颖；
【导师】王芳；
【作者基本信息】中国海洋大学，水产养殖，2014，博士
【关键词】凡纳滨对虾；温度；非离子氨；淡水；海水；存活；呼吸代谢酶；HSP70；免疫；细胞凋亡；

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