限制溶解氧供应对褐牙鲆幼鱼生长的影响及其机制的实验研究

论文摘要

本文综述了国内外有关缺氧对鱼类生理生态学影响以及鱼类对缺氧的适应方式的研究进展,采用实验生态学、生物能量学及生理学等方法,开展了低溶解氧(DO)对褐牙鲆幼鱼生长、补偿生长、能量分配、能量代谢、呼吸行为、血液指标及不同组织器官氧化应激指标影响的实验研究,主要研究结果如下:1.限制溶解氧供应对褐牙鲆幼鱼生长、能量分配、呼吸行为及生理指标的影响实验室条件下共设计了3个实验来研究5个溶解氧梯度(2.24±0.24、3.14±0.24、4.27±0.18、5.38±0.25、6.94±0.14 mg/l)对褐牙鲆幼鱼生长,能量分配、呼吸行为、血液指标和氧化应激指标的影响,实验共持续40天。结果表明褐牙鲆幼鱼在溶解氧含量≥5.38 mg/L的环境中生长速度快,能量分配趋于适宜快速生长的分配模式,而当溶解氧含量≤2.4 mg/l时,幼鱼生长缓慢,生长能比例小,生理机体不活跃,不利于褐牙鲆生长;限制溶解氧供应对幼鱼的摄食能、摄入的能量分配于呼吸消耗、排粪消耗和生长的比例有显著影响,而对排泄损失能量的比例没有显著地影响;限制溶解氧供应使褐牙鲆幼鱼呼吸节律和呼吸运动剧烈程度有所加强,血液中与呼吸代谢有关的机能有所加强,即低于最适溶解氧供应使褐牙鲆幼鱼的呼吸行为和血液生理出现一系列变化和适应。肌糖原含量除DO5.38处理组与其它四个处理组存在显著差异外,基本也无显著差异,但也可以明显看出,较高溶解氧的两个处理组肌糖原含量高于DO较低的三个处理组。DO≤4.27 mg/l时,血糖含量明显升高,表明在溶解氧含量下降到这一浓度时,鱼体内糖原大量被动员作为能源。DO≥3.14 mg/l时,乳酸含量虽没有显著差异,但随着溶解氧的降低,乳酸含量呈下降趋势。抗超氧阴离子活力、过氧化物歧化酶(SOD)、还原型谷光甘肽与氧化型谷光甘肽比值(GSH/GSSG)、丙二醛(MDA)在各处理组中均没有显著差异,DO=4.27 mg/l时,总抗氧化能力明显高于对照组。氧化应激指标测定结果表明,在本实验条件下褐牙鲆幼鱼可以通过自身调节维持氧化抗氧化体系的平衡。2.溶解氧下降过程中褐牙鲆幼鱼的能量代谢和氧化应激实验测定了褐牙鲆幼鱼在溶解氧由7.4 mg/l下降至0.9 mg/l过程中耗氧率、排氨率、氧氮比以及氧化应激指标的变化。实验结果表明随溶解氧含量降低,褐牙鲆幼鱼的耗氧率呈“U”型变化,可能是由于溶解氧降低后幼鱼逃避活动和呼吸行为强度的增加从而导致低氧时代谢率的提高。而氧氮比呈倒“U”型变化,表明在溶解氧含量下降过程中,褐牙鲆幼鱼有明显动员体内糖原作为能量代谢底物的过程。在溶解氧含量下降过程中,褐牙鲆幼鱼肌肉中丙二醛(MDA)含量增加,表明低氧胁迫使褐牙鲆幼鱼处于氧化应激态,尽管肌肉和肝脏中SOD酶活性有增大的趋势,但体内产生过多的活性氧自由基,使得脂质过氧化反应增强,脂质过氧化物增多,机体仍表现出氧化损伤。3.低溶解氧胁迫后褐牙鲆幼鱼的补偿生长实验研究了低溶解氧胁迫10d后褐牙鲆幼鱼的补偿生长及机制。实验共设置3个处理(2、4、7.5 mg/L)对褐牙鲆幼鱼胁迫10d,然后恢复至7.5 mg/l,观察其补偿生长现象。结果表明,胁迫结束时溶解氧含量较低的两个处理组实验鱼体重显著小于对照组,在经过20 d的补偿生长后赶上对照组,但随后并不能显著超过对照组。日生长系数表明在恢复生长的第1个10 d内是补偿生长发生的主要时期。摄食和饲料转化效率的结果表明,低溶解氧胁迫后褐牙鲆幼鱼的补偿生长主要依靠提高恢复正常溶解氧后的摄食率和一定程度上提高饲料转化效率来获得。胁迫期间实验鱼呼吸能和排泄能比例较高是导致饲料转化效率低的主要原因,而胁迫结束后褐牙鲆幼鱼分配于呼吸能和排泄能比例比对照组略低是饲料转化效率提高的主要原因。研究结果发现,褐牙鲆幼鱼经历短期非致死低溶解氧胁迫后具有完全补偿生长能力,因此环境中短期的低溶解氧不会对褐牙鲆幼鱼的生长产生明显影响。

论文目录

• 0 前言
• 摘要
• Abstract
• 1 综述
• 摘要
• Abstract
• 1.1 近岸海域缺氧现状
• 1.2 缺氧对鱼类的生理生态学影响
• 1.3 鱼类对缺氧的适应方式
• 参考文献
• 2 限制溶解氧供应对褐牙鲆幼鱼生长、能量分配、呼吸行为及生理指标的影响
• 摘要
• Abstract
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 实验用鱼来源及驯化
• 2.1.2 实验养殖设施及条件
• 2.1.3 实验设计
• 2.1.4 实验Ⅰ限制溶解氧供应对鱼类的生长和能量代谢的影响
• 2.1.5 实验Ⅱ限制溶解氧供应对呼吸机能和血液指标的影响
• 2.1.6 实验Ⅲ限制溶解氧供应对氧化应激的影响
• 2.1.7 数据的统计分析
• 2.2 结果
• 2.2.1 不同溶解氧供应条件下水中溶解氧浓度的变化曲线
• 2.2.2 不同溶解氧供应条件下水中pH 值的变化曲线
• 2.2.3 不同溶解氧供应条件下水中氨氮和亚硝酸氮的含量
• 2.2.4 生长、摄食率与饲料转化效率
• 2.2.5 能量分配
• 2.2.6 幼鱼鳃重体重比
• 2.2.7 呼吸生理指标
• 2.2.8 血液指标
• 2.2.9 氧化应激
• 2.3 讨论
• 2.3.1 限制溶解氧供应对褐牙鲆幼鱼生长的影响
• 2.3.2 限制溶解氧供应对褐牙鲆幼鱼能量分配的影响
• 2.3.3 限制溶解氧供应对褐牙鲆幼鱼呼吸行为的影响
• 2.3.4 限制溶解氧供应对褐牙鲆幼鱼血液指标的影响
• 2.3.5 限制溶解氧供应对褐牙鲆幼鱼氧化应激的影响
• 参考文献
• 3 溶解氧下降过程中褐牙鲆幼鱼的能量代谢和氧化应激
• 摘要
• Abstract
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验设计
• 3.1.2 样品收集与测定
• 3.1.3 数据计算
• 3.1.4 数据的统计分析
• 3.2 实验结果
• 3.2.1 溶解氧含量下降过程中褐牙鲆的能量代谢
• 3.2.2 溶解氧含量下降过程中褐牙鲆的氧化应激
• 3.3 讨论
• 3.3.1 溶解氧水平对褐牙鲆幼鱼能量代谢的影响
• 3.3.2 溶解氧水平对褐牙鲆幼鱼氧化应激的影响
• 参考文献
• 4 低溶解氧胁迫后褐牙鲆幼鱼的补偿生长
• 摘要
• Abstract
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 实验设计
• 4.1.2 样品收集与数据记录
• 4.1.3 样品测定
• 4.1.4 数据计算
• 4.1.5 数据的统计分析
• 4.2 实验结果
• 4.2.1 生长
• 4.2.2 摄食
• 4.2.3 饲料转化效率
• 4.2.4 能量分配
• 4.2.5 胁迫和恢复后的血液指标
• 4.2.6 肌肉和肝脏糖原含量
• 4.2.7 氧化应激
• 4.3 讨论
• 4.3.1 缺氧胁迫后褐牙鲆幼鱼的补偿生长
• 4.3.2 缺氧胁迫后褐牙鲆幼鱼补偿生长的机制
• 4.3.3 褐牙鲆幼鱼缺氧胁迫及恢复生长后血液指标、糖元及氧化应激的变化
• 参考文献
• 致谢
• 个人成果