大菱鲆幼鱼对慢性硝氮胁迫的生理响应及机制研究
近年来，随着地下水资源短缺及绿色生态养殖模式的推广，大菱鲆（ Scophthalmus maximus ）等多种重要经济鱼类的养殖模式逐渐以工厂化循环水养殖模式为主。工厂化循环水养殖模式具备节水、节能、高效和环境冲击小等优点，并且配备生物滤池等核心工艺，可以将氨氮和亚硝态氮等关键水质参数控制在安全养殖范围内。然而，在不断转化氨氮和亚硝态氮的同时，加之系统内较低的换水量，势必造成养殖水体中硝氮的较高浓度积累。另外，随着人类活动加剧和工农业迅速发展，自然环境水体中的硝氮浓度也在逐年升高，关于硝氮对水生生物毒性影响的报道也日益增多。因此，循环水养殖模式下，养殖水体中较高浓度的硝氮积累是否影响大菱鲆养...
| Main Author: | |
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| Other Authors: | |
| Format: | Other/Unknown Material |
| Language: | Chinese |
| Published: |
2021
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| Subjects: | |
| Online Access: | http://ir.qdio.ac.cn/handle/337002/170655 |
| Summary: | 近年来，随着地下水资源短缺及绿色生态养殖模式的推广，大菱鲆（ Scophthalmus maximus ）等多种重要经济鱼类的养殖模式逐渐以工厂化循环水养殖模式为主。工厂化循环水养殖模式具备节水、节能、高效和环境冲击小等优点，并且配备生物滤池等核心工艺，可以将氨氮和亚硝态氮等关键水质参数控制在安全养殖范围内。然而，在不断转化氨氮和亚硝态氮的同时，加之系统内较低的换水量，势必造成养殖水体中硝氮的较高浓度积累。另外，随着人类活动加剧和工农业迅速发展，自然环境水体中的硝氮浓度也在逐年升高，关于硝氮对水生生物毒性影响的报道也日益增多。因此，循环水养殖模式下，养殖水体中较高浓度的硝氮积累是否影响大菱鲆养殖？循环水养殖系统中，大菱鲆养殖的安全硝氮浓度是多少？硝氮对大菱鲆的毒性机制和影响途径是什么？ 这些都是大菱鲆循环水养殖研究和硝氮毒理研究中亟待解决的问题。因此，为探究硝氮对经济鱼类的毒性效应，本论文以大菱鲆为研究对象，以不同浓度的硝氮作为胁迫因子，首先在循环水养殖系统中探究了硝氮对大菱鲆幼鱼生长和健康福利的影响，其次结合多种生理参数、生化和分子指标分析其毒性机制。主要的研究内容和结果如下： （ 1 ）硝氮对大菱鲆幼鱼生长、健康状况及内分泌的影响 本研究在 12 个实验型循环水养殖系统中开展，分为 4 个处理组，分别为对照组（ CK ），低硝氮组（ LN ）、中硝氮组（ MN ）和高硝氮组（ HN ），以大菱鲆幼鱼为研究对象，进行长达 60 天的胁迫实验。生长数据表明：高硝氮组的累积存活率（ CS ）、绝对生长率（ AGR ）和特定生长率（ SGR ）显著低于对照组（ P < 0.05 ），饵料系数（ FCR ）显著高于对照组（ P < 0.05 ）。组织学结果表明：较高浓度的硝氮暴露能够诱导大菱鲆幼鱼鳃和肝脏组织出现组织学损伤，肾脏和脾脏无明显变化。 ELISA 和 qRT-PCR 分析表明 : 与对照组相比，低、中、高硝氮组三碘甲状腺原氨酸（ T 3 ）水平显著降低（ P < 0.05 ）；高硝氮组四碘甲状腺原氨酸（ T 4 ）水平显著降低（ P < 0.05 ）；高硝氮组生长激素（ GH ）、生长激素受体 b （ GHRb ）和胰岛素样生长因子 -1 （ IGF-1 ）水平显著降低（ P < 0.05 ）；高硝氮组促皮质素释放激素（ CRH ）、促肾上腺皮质激素（ ACTH ）和皮质醇（ cortisol ）水平显著升高（ P < 0.05 ）。其他结果表明：高硝氮组谷丙转氨酶（ GPT ）、谷草转氨酶（ GOT ）和热激蛋白 HSP70 水平显著高于对照组（ P < 0.05 ）。以上结果表明，慢性硝氮暴露对大菱鲆幼鱼的生长、健康和内分泌功能有负面影响。硝氮可能是通过诱导 GH/IGF-1 ， HPT 和 HPI 轴的功能紊乱而发挥内分泌干扰作用，从而导致大菱鲆幼鱼的生长受到抑制。 （ 2 ）硝氮对大菱鲆幼鱼肠道健康状况的影响 通过研究大菱鲆幼鱼肠道的组织学变化、屏障功能、免疫状态和肠道菌群组成来评估硝氮暴露对大菱鲆幼鱼肠道健康状况的影响。组织学结果表明：低、中、高浓度硝氮暴露能够诱发大菱鲆幼鱼肠道出现不同程度的组织学损伤，如肠道微绒毛萎缩和固有层坏死等。 qRT-PCR 分析表明 : 与对照组相比，高硝氮组紧密连接蛋白关键基因如 occludin 、 tricellulin 和 ZO-1 等表达显著降低；免疫相关基因 HSP70 、 HSP90 、 TLR-3 、 IL-1β 、 TNF-α 表达显著升高（ P < 0.05 ）， TGF-β 、 LYS 、 IGF-1 表达显著降低（ P < 0.05 ）。肠道菌群分析结果表明：较高浓度的硝氮暴露后能够诱导大菱鲆肠道菌群结构发生改变，并可能改变其 α- 多样性和 β- 多样性；中和高硝氮组病原菌或机会病原菌比例显著增加（ P < 0.05 ）。以上结果表明，慢性硝氮暴露对大菱鲆幼鱼的肠道健康有明显的负面影响。长期暴露于浓度超过 50 mg/L NO 3 - -N 的硝氮环境中可诱导海洋硬骨鱼类—大菱鲆的肠道菌群失调，并直接增加病原菌或机会病原菌入侵的风险。 （ 3 ）硝氮对大菱鲆幼鱼血液生理参数、氧化还原状态和细胞凋亡的影响 通过检测不同时间点大菱鲆血浆中的硝氮、亚硝态氮含量、生理应激指标、多种重要离子浓度变化、抗氧化因子水平及鳃凋亡相关基因表达综合评估硝氮对大菱鲆幼鱼的慢性毒性效应。硝氮和亚硝态氮蓄积分析表明：环境硝氮暴露浓度越高，血浆中硝氮和亚硝态氮蓄积浓度越高。高铁血红含量分析表明：暴露于环境中能够诱发大菱鲆出现高铁血红症，尤其在高硝氮组。生理指标分析表明：中、高硝氮组血浆皮质醇，葡萄糖，甘油三酯，乳酸的浓度显著高于对照组。离子浓度分析表明：中、高浓度的硝氮暴露显著降低血浆中 Na + 和 Cl - ... |
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