低溶解氧對中國明對蝦生長的影響及其機制的實驗研究

低溶解氧對中國明對蝦生長的影響及其機制的實驗研究本文綜述了國內(nèi)外關于缺氧對水生甲殼動物生理生態(tài)學影響的研究進展,并以中國明對蝦為研究對象,采用實驗生態(tài)學、生物能量學及生理學等方法,開展了低溶解氧(DO)對其生長、補償生長、能量收支、呼吸代謝、行為選擇及不同組織器官的氧化應激參數(shù)影響的實驗研究,主要研究結(jié)果如下：1.第一部分實驗對中國明對蝦不同溫度下的低氧耐受能力及其在缺氧水體中的行為及代謝反應進行了研究。共設計了4個實驗對中國明對蝦在不同溫度下的窒息點、對不同溶解氧含量水體的探測和逃避和在不同溶解氧含量水體中的代謝率進行了觀察和測定。結(jié)果表明水溫高于20℃時,實驗蝦窒息點隨水溫上升而提高,回歸分析推算得出實驗蝦最低窒息點和出現(xiàn)水溫分別為0.59mg/l和14.7℃；實驗蝦能探測到低氧區(qū)域的存在、完全避開DC<2.0mg/l的區(qū)域并很少進入DO為2.0～2.5mg/l的區(qū)域；在D0<4mg/l時,實驗蝦的耗氧率和排氨率隨DO降低而下降,O：N隨溶解氧降低而上升；長期處于低氧水體的實驗蝦其能量代謝率和排泄能損失率都隨DO降低而下降,由能量代謝率和排泄氮推算得到的O：N則未受到溶解氧含量的顯著影響；長期處于低氧水體的實驗蝦身體水分含量升高,蛋白質(zhì)、脂肪、能量和糖類能量含量顯著降低。以上研究結(jié)果表明,中國明對蝦對低溶解氧非常敏感,屬于有限的溶解氧調(diào)節(jié)型,其臨界溶解氧含量(COL)在4.0mg/l左右。在水體溶氧低于COL時,中國明對蝦短期內(nèi)可以改變代謝底物組成以獲得更高的氧利用效率,而長期缺氧時代謝底物主要來源于食物,其組成不受溶解氧降低的影響。2.第二部分實驗研究了5個溶解氧梯度下(2.09±0.15、3.10±0.29、4.13±0.25、4.73±0.12、5.48±0.09mg/l)中國明對蝦幼蝦的生長及其能量學機制,實驗共持續(xù)30d。結(jié)果表明當水體DO低于4.13mg/l時實驗蝦生長受到抑制。在較低DO處理,實驗蝦攝入能分配到代謝能、蛻皮能及排泄能的比例較高,而分配到生長能的比例較低,同時能量代謝率較低,導致其飼料轉(zhuǎn)化效率及攝食率較低。在低DO處理組實驗蝦蛻皮能較高、存活率較低,死亡實驗蝦甲殼薄軟、殘食等現(xiàn)象較多,說明缺氧會延緩實驗蝦蛻皮后的恢復,導致殘食和高死亡率。實驗結(jié)果表明缺氧會使中國明對蝦幼蝦生長受到抑制、死亡率升高,由此推斷缺氧是影響其群體數(shù)量和適合度的重要因素之一。3.第三部分實驗對中國明對蝦受低溶氧(DO3.11±0.13、2.08±0.21mg/l)脅迫10d后的補償生長現(xiàn)象及能量學機制進行了研究,實驗共持續(xù)50d。研究發(fā)現(xiàn)實驗蝦在低氧脅迫期間代謝能和蛻皮能占攝入能比例較對照組高,但日能量代謝率(J/g/d)相對低,這導致飼料轉(zhuǎn)化效率和攝食率降低,實驗蝦生長受到抑制?；謴驼Ｈ芙庋?5.59±0.19、5.63±0.22mg/l)后20d和30d,兩組實驗蝦分別出現(xiàn)完全補償生長,主要原因是恢復階段過量攝食效應,同時飼料轉(zhuǎn)化效率提高也起到了一定作用。在恢復階段,低氧脅迫后實驗蝦日能量代謝率比對照組高(P<0.05),意味著脅迫后實驗蝦有更多的能量可用于與攝食相關的行為。能量收支分析表明實驗蝦主要通過減少分配到排糞和蛻皮的能量來增加飼料轉(zhuǎn)化效率。結(jié)果表明如果有足夠的時間恢復生長,短期非致死低氧脅迫不會影響中國明對蝦幼蝦后期的生長；中國明對蝦能承受和適應一定程度的溶解氧波動,短期非致死低氧脅迫對天然、放流或養(yǎng)殖群體產(chǎn)量不會有明顯影響。4.第四部分實驗通過測定3-24h低氧暴露(DO2.0±0.1mg/l)和隨后3-24h恢復正常溶氧(DO6.0±0.2mg/l)期間中國明對蝦肌肉、鰓、肝胰臟和血漿中乳酸含量、脂質(zhì)過氧化物丙二醛含量、抗超氧陰離子活力及總抗氧化能力,對短期低氧脅迫及溶氧恢復過程中中國明對蝦組織器官的抗氧化狀態(tài)和氧化損傷進行了初步研究。對照組和各處理組實驗蝦各組織器官中所測得的氧化應激參數(shù)均存在一定差異。低氧脅迫6h和12h實驗蝦血漿和肌肉中的乳酸含量顯著增加,脅迫24h時乳酸含量降到對照組水平；肌肉的乳酸含量在溶氧恢復后升高,12h顯著增加；低氧脅迫對實驗蝦肝胰臟及鰓中乳酸含量、肌肉、鰓及肝胰臟中總抗氧化能力、肝胰臟及鰓中抗超氧陰離子活力、肌肉、肝胰臟、鰓及血漿中的丙二醛含量均無顯著影響,而恢復正常溶氧后肝胰臟總抗氧化能力、鰓的抗超氧陰離子活力、肌肉、鰓及血漿中的丙二醛含量在不同時間顯著增加,可能會造成不同程度的氧化損傷,表明實驗蝦在恢復正常溶氧后比低氧脅迫時的氧化應激反應強烈；恢復正常溶氧24h時,除肌肉中的乳酸含量、鰓的抗超氧陰離子活力、鰓及血漿中的丙二醛含量高于