低溶解氧對(duì)中國(guó)明對(duì)蝦生長(zhǎng)的影響及其機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究

低溶解氧對(duì)中國(guó)明對(duì)蝦生長(zhǎng)的影響及其機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究本文綜述了國(guó)內(nèi)外關(guān)于缺氧對(duì)水生甲殼動(dòng)物生理生態(tài)學(xué)影響的研究進(jìn)展,并以中國(guó)明對(duì)蝦為研究對(duì)象,采用實(shí)驗(yàn)生態(tài)學(xué)、生物能量學(xué)及生理學(xué)等方法,開展了低溶解氧(DO)對(duì)其生長(zhǎng)、補(bǔ)償生長(zhǎng)、能量收支、呼吸代謝、行為選擇及不同組織器官的氧化應(yīng)激參數(shù)影響的實(shí)驗(yàn)研究,主要研究結(jié)果如下：1.第一部分實(shí)驗(yàn)對(duì)中國(guó)明對(duì)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(yīng)進(jìn)行了研究。共設(shè)計(jì)了4個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)中國(guó)明對(duì)蝦在不同溫度下的窒息點(diǎn)、對(duì)不同溶解氧含量水體的探測(cè)和逃避和在不同溶解氧含量水體中的代謝率進(jìn)行了觀察和測(cè)定。結(jié)果表明水溫高于20℃時(shí),實(shí)驗(yàn)蝦窒息點(diǎn)隨水溫上升而提高,回歸分析推算得出實(shí)驗(yàn)蝦最低窒息點(diǎn)和出現(xiàn)水溫分別為0.59mg/l和14.7℃；實(shí)驗(yàn)蝦能探測(cè)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(jìn)入DO為2.0～2.5mg/l的區(qū)域；在D0<4mg/l時(shí),實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)期處于低氧水體的實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)期處于低氧水體的實(shí)驗(yàn)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(guó)明對(duì)蝦對(duì)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(shí),中國(guó)明對(duì)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(zhǎng)期缺氧時(shí)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(shí)驗(yàn)研究了5個(gè)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(guó)明對(duì)蝦幼蝦的生長(zhǎng)及其能量學(xué)機(jī)制,實(shí)驗(yàn)共持續(xù)30d。結(jié)果表明當(dāng)水體DO低于4.13mg/l時(shí)實(shí)驗(yàn)蝦生長(zhǎng)受到抑制。在較低DO處理,實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)能的比例較低,同時(shí)能量代謝率較低,導(dǎo)致其飼料轉(zhuǎn)化效率及攝食率較低。在低DO處理組實(shí)驗(yàn)蝦蛻皮能較高、存活率較低,死亡實(shí)驗(yàn)蝦甲殼薄軟、殘食等現(xiàn)象較多,說明缺氧會(huì)延緩實(shí)驗(yàn)蝦蛻皮后的恢復(fù),導(dǎo)致殘食和高死亡率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明缺氧會(huì)使中國(guó)明對(duì)蝦幼蝦生長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)對(duì)中國(guó)明對(duì)蝦受低溶氧(DO3.11±0.13、2.08±0.21mg/l)脅迫10d后的補(bǔ)償生長(zhǎng)現(xiàn)象及能量學(xué)機(jī)制進(jìn)行了研究,實(shí)驗(yàn)共持續(xù)50d。研究發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)蝦在低氧脅迫期間代謝能和蛻皮能占攝入能比例較對(duì)照組高,但日能量代謝率(J/g/d)相對(duì)低,這導(dǎo)致飼料轉(zhuǎn)化效率和攝食率降低,實(shí)驗(yàn)蝦生長(zhǎng)受到抑制?；謴?fù)正常溶解氧(5.59±0.19、5.63±0.22mg/l)后20d和30d,兩組實(shí)驗(yàn)蝦分別出現(xiàn)完全補(bǔ)償生長(zhǎng),主要原因是恢復(fù)階段過量攝食效應(yīng),同時(shí)飼料轉(zhuǎn)化效率提高也起到了一定作用。在恢復(fù)階段,低氧脅迫后實(shí)驗(yàn)蝦日能量代謝率比對(duì)照組高(P<0.05),意味著脅迫后實(shí)驗(yàn)蝦有更多的能量可用于與攝食相關(guān)的行為。能量收支分析表明實(shí)驗(yàn)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(shí)間恢復(fù)生長(zhǎng),短期非致死低氧脅迫不會(huì)影響中國(guó)明對(duì)蝦幼蝦后期的生長(zhǎng)；中國(guó)明對(duì)蝦能承受和適應(yīng)一定程度的溶解氧波動(dòng),短期非致死低氧脅迫對(duì)天然、放流或養(yǎng)殖群體產(chǎn)量不會(huì)有明顯影響。4.第四部分實(shí)驗(yàn)通過測(cè)定3-24h低氧暴露(DO2.0±0.1mg/l)和隨后3-24h恢復(fù)正常溶氧(DO6.0±0.2mg/l)期間中國(guó)明對(duì)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(duì)短期低氧脅迫及溶氧恢復(fù)過程中中國(guó)明對(duì)蝦組織器官的抗氧化狀態(tài)和氧化損傷進(jìn)行了初步研究。對(duì)照組和各處理組實(shí)驗(yàn)蝦各組織器官中所測(cè)得的氧化應(yīng)激參數(shù)均存在一定差異。低氧脅迫6h和12h實(shí)驗(yàn)蝦血漿和肌肉中的乳酸含量顯著增加,脅迫24h時(shí)乳酸含量降到對(duì)照組水平；肌肉的乳酸含量在溶氧恢復(fù)后升高,12h顯著增加；低氧脅迫對(duì)實(shí)驗(yàn)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(fù)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(shí)間顯著增加,可能會(huì)造成不同程度的氧化損傷,表明實(shí)驗(yàn)蝦在恢復(fù)正常溶氧后比低氧脅迫時(shí)的氧化應(yīng)激反應(yīng)強(qiáng)烈；恢復(fù)正常溶氧24h時(shí),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