摘 要:為探究不同鹽度馴化對虹鱒(Oncorhynchus mykiss)和金鱒(Oncorhynchus mykiss)的鰓的影響,以鹽度0為對照,研究了15‰和30‰兩種鹽度馴化虹鱒和金鱒后,魚體鰓、血清中Na+/K+-ATP酶活力、血清中皮質(zhì)醇含量和鰓、腎臟的組織學(xué)變化。試驗結(jié)果表明,與對照組相比,低鹽度下隨馴化鹽度提高,虹鱒、金鱒鰓部Na+/K+-ATP酶活力均呈增加趨勢,但高鹽度馴化時二者鰓部Na+/K+-ATP酶活力受抑制,血清中Na+/K+-ATP酶活力較低,且活力隨鹽度變化不大。血清皮質(zhì)醇濃度隨著馴化鹽度增加而升高,鹽度30‰條件下虹鱒和金鱒血清中皮質(zhì)醇的含量達(dá)到最高值。虹鱒和金鱒的組織切片結(jié)果顯示,馴化鹽度過高時對二者腎臟和鰓組織均造成破壞,腎臟組織表現(xiàn)為腎小囊及腎小球遭到破壞并完全消失,鰓組織出現(xiàn)明顯的氯細(xì)胞數(shù)量激增和鰓絲上皮脫落且鰓絲變細(xì)變長。
關(guān)鍵詞:虹鱒(Oncorhynchus mykiss);金鱒(Oncorhynchus mykiss);鹽度;Na+/K+-ATP酶;皮質(zhì)醇;組織結(jié)構(gòu)
虹鱒(Oncorhynchus mykiss)屬鮭形目,鮭科,太平洋鮭屬(或大麻哈魚屬),是世界上廣為養(yǎng)殖的冷水性名貴魚類,具有很高的經(jīng)濟(jì)價值,目前我國已有20多個省(市、自治區(qū))進(jìn)行推廣和養(yǎng)殖,是我國養(yǎng)殖產(chǎn)量最高的鮭鱒魚類[1-2]。金鱒(Oncorhynchus mykiss)是由虹鱒的突變種選育出的金黃色品系,已成為中國繼虹鱒之后第二重要的鱒類養(yǎng)殖品種[3]。鮭鱒魚類多是海淡水洄游魚類,經(jīng)鹽度馴化后可在海水中正常生長[4]。與淡水養(yǎng)殖的鮭鱒魚相比,海水養(yǎng)殖的鮭鱒魚具有生長速度更快、抗病力更強(qiáng)和肉質(zhì)更鮮美等優(yōu)勢[5-6]。然而,目前鮭鱒魚養(yǎng)殖仍以淡水養(yǎng)殖為主,海水工廠化養(yǎng)殖處于起步階段[7]。鮭鱒魚的鹽度馴化是目前海水養(yǎng)殖生產(chǎn)面臨的主要問題之一[8]。鑒于此,本試驗通過測定不同鹽度馴化后虹鱒、金鱒血清、鰓組織中Na+/K+-ATP酶活力、血清中皮質(zhì)醇含量和鰓、腎臟組織學(xué)變化,探究不同鹽度馴化對虹鱒和金鱒的鰓的影響,以期為虹鱒和金鱒的養(yǎng)殖生產(chǎn)實踐提供參考。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
室內(nèi)養(yǎng)殖池,規(guī)格為5.0 m×7.0 m,養(yǎng)殖水深1.0 m;虹鱒,平均體質(zhì)量(367.4±27.1)g;金鱒,平均體質(zhì)量(383.6±31.5)g。
1.2 試驗方法
試驗設(shè)置3個重復(fù)養(yǎng)殖池,每個養(yǎng)殖池虹鱒和金鱒苗種各200尾。試驗設(shè)置0、15‰和30‰共3個鹽度梯度,即試驗組鹽度每天增加5個千分點,逐級提高養(yǎng)殖用水鹽度。在鹽度為0時隨機(jī)選取虹鱒和金鱒各3尾進(jìn)行取樣,鹽度達(dá)到15‰時進(jìn)行取樣,鹽度達(dá)到30‰后再次取樣。試驗期間24 h連續(xù)充氣,控制水體溶氧含量6 mg/L以上,每天定時投喂2次配合飼料,日投喂量為體重的3%,每天吸底清除殘餌及糞便并換水1/2。參照熊瑩槐等[9]和溫茹淑等[10]的方法進(jìn)行樣品采集和指標(biāo)測定,采用試劑盒法測定血清和鰓組織中Na+/K+-ATP酶活力以及血清中皮質(zhì)醇含量,并制作鰓組織和腎臟組織石蠟切片觀察組織變化。
1.3 數(shù)據(jù)處理與分析
試驗數(shù)據(jù)以平均值±偏差表示,采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析,P<0.05表示差異顯著,P>0.05表示差異不顯著。
2 結(jié)果與分析
2.1 鹽度馴化對Na+/K+-ATP酶活力的影響
試驗結(jié)果如表1、表2所示,試驗結(jié)果表明,虹鱒和金鱒鰓的Na+/K+-ATP酶活力均呈現(xiàn)出隨鹽度增加先上升后下降的趨勢,低鹽度脅迫下,各組間差異顯著(P<0.05)。隨著鹽度的不斷升高,虹鱒和金鱒血清Na+/K+-ATP酶活力均呈上升趨勢,但上升幅度較小,同一種類不同鹽度組并未出現(xiàn)明顯差異(P>0.05)。
2.2 鹽度馴化對血清皮質(zhì)醇濃度的影響
試驗結(jié)果如圖1、圖2所示,試驗結(jié)果表明,不同鹽度馴化后,虹鱒和金鱒血清中的皮質(zhì)醇濃度均隨鹽度增加呈上升趨勢,且各鹽度組皮質(zhì)醇濃度差異顯著(P<0.05)。
字母不同表示差異顯著(P<0.05)。下同。
2.3 鹽度馴化對魚體腎臟的影響
試驗結(jié)果如圖3、圖4所示,試驗結(jié)果表明,鹽度為0時,虹鱒和金鱒腎臟組織切片中腎小囊與其中腎小球均呈現(xiàn)健康狀態(tài),結(jié)構(gòu)完整,腎小球清晰可見;鹽度為15‰時,二者腎臟中腎小囊結(jié)構(gòu)破損,結(jié)構(gòu)逐步不明顯,并且逐漸呈現(xiàn)空泡化;鹽度為30‰時,腎臟組織破壞嚴(yán)重,腎小囊及腎小球遭到破壞并完全消失。
2.4 鹽度馴化對魚體鰓的影響
試驗結(jié)果如圖5、圖6所示,試驗結(jié)果表明,鹽度為0時,虹鱒和金鱒鰓組織切片中,氯細(xì)胞主要分布在鰓絲基部,鰓絲上存在少量氯細(xì)胞及大量紅細(xì)胞,處于健康狀態(tài);鹽度為15‰時,二者鰓絲上氯細(xì)胞含量逐漸增多,此時鰓絲扭曲;鹽度為30‰時,二者的鰓絲上皮組織完全遭到破損,并完全脫落,紅細(xì)胞數(shù)量減少,氯細(xì)胞數(shù)量很多。
3 討論
Na+/K+-ATP酶廣泛分布于各類細(xì)胞質(zhì)膜上,能夠通過主動運(yùn)輸消耗能量,在細(xì)胞內(nèi)外形成電位勢,啟動離子通道和二級膜蛋白,以維持滲透壓穩(wěn)定,是廣鹽性魚類滲透壓調(diào)節(jié)能力的重要指標(biāo)之一[11-12]。例如,陳會琴等[13]試驗發(fā)現(xiàn),鹽度馴化可導(dǎo)致羅非魚(Oreochomis niloticus)鰓絲Na+/K+-ATP酶活性顯著升高,但對腎臟和腸道Na+/K+-ATP酶活性無顯著影響;王夢潔等[14]研究發(fā)現(xiàn),不同鹽度脅迫可導(dǎo)致小黃魚(Larimichthys polyactis)鰓和腎臟中的Na+/K+-ATP酶活性發(fā)生顯著變化。本試驗結(jié)果表明,不同鹽度條件下,虹鱒和金鱒鰓的Na+/K+-ATP酶活性發(fā)生顯著變化,但血清的Na+/K+-ATP酶活性變化不顯著,可能是由于Na+/K+-ATP酶活性大小因生物組織的不同而具有較大的差異性[15]。對于廣鹽性虹鱒、金鱒而言,主要是鰓的Na+/K+-ATP酶參與其滲透壓調(diào)節(jié),進(jìn)而維持體內(nèi)離子水平的穩(wěn)定。
皮質(zhì)醇是魚類適應(yīng)海水環(huán)境的重要調(diào)節(jié)激素,能促進(jìn)氯細(xì)胞的增生分化、激活Na+/K+-ATP酶活性,從而增強(qiáng)魚體對鹽度的耐受性,對魚類調(diào)節(jié)及維持滲透壓平衡有著重要作用[16-18]。廣鹽性魚類從淡水進(jìn)入海水后體內(nèi)的皮質(zhì)醇含量一般會升高[17]。張宇婷等[19]研究發(fā)現(xiàn),大鱗鲃(Luciobarbus capito)血清皮質(zhì)醇在高鹽脅迫下顯著高于低鹽脅迫,且皮質(zhì)醇濃度隨鹽度的上升而上升。本試驗結(jié)果顯示,隨著鹽度增加,虹鱒和金鱒血清皮質(zhì)醇濃度均顯著增加,這與張宇婷等的報道相一致,這可能是由于魚體剛接觸鹽度環(huán)境,在環(huán)境壓力作用下受到刺激導(dǎo)致皮質(zhì)醇等應(yīng)激激素的大量分泌,進(jìn)而影響機(jī)體的離子滲透及新陳代謝等以維持機(jī)體的生理平衡[20]。
魚類腎臟是魚體滲透壓調(diào)節(jié)的重要器官,相關(guān)研究表明,鹽度脅迫會導(dǎo)致魚體腎臟的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化[21-22]。魚鰓不僅是呼吸器官,還具備調(diào)節(jié)機(jī)體滲透壓平衡、排泄氨氮等重要功能[23]。當(dāng)環(huán)境鹽度變化時,廣鹽性魚類魚鰓的生理功能和結(jié)構(gòu)等會產(chǎn)生適應(yīng)性改變[21-26]。于娜等[24]研究發(fā)現(xiàn),隨著鹽度的增加,鯔魚(Mugil cephalus)幼魚腎小球和各級腎小管出現(xiàn)了不同程度的萎縮,鰓絲和鰓小片上泌氯細(xì)胞數(shù)量明顯增多,鰓小片上皮出現(xiàn)分離脫落現(xiàn)象。本研究中,隨著鹽度的提升,金鱒和虹鱒腎小囊及腎小球結(jié)構(gòu)遭到破壞并完全消失,鰓絲上氯細(xì)胞含量逐漸增多,鰓絲上皮組織出現(xiàn)破損、脫落現(xiàn)象,這與鯔魚幼魚的研究結(jié)果相似。廣鹽性魚類從淡水轉(zhuǎn)入海水時,大量鹽水被吞入體內(nèi),激活機(jī)體滲透壓調(diào)節(jié)機(jī)制,排尿量減少,腎小球濾過率降低,過多的NaCl從鰓排出,而鰓上皮的泌氯細(xì)胞是魚類機(jī)體離子排出的主要功能細(xì)胞,所以在鹽度環(huán)境刺激下,魚鰓絲泌氯細(xì)胞數(shù)量增多,腎臟退化,腎小球出現(xiàn)萎縮[22,27-28]。
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The effects of salinity domestication on Na+/K+- ATPase activity, cortisol content, and tissue structure of rainbow trout and golden trout
SUN Miaomiao, GU Ying, FU Guanghui, CHEN Baiyao
(Marine and Fisheries Development Promotion Center of Lianyungang City, Lianyungang 222000, China)
Abstract:To understand the effects of salinity taming to the gill of rainbow trout(Oncorhynchus mykiss) and golden rainbow trout(Oncorhynchus mykiss), with salinity 0 as the control group, the Na+/K+-ATPase activity in the gills and serum, cortisol content in serum, and histological changes in gills and kidneys of rainbow trout and golden rainbow trout domesticated at salinity levels 15‰ and 30‰ were studied. The results showed that compared with the control group, under low salinity, the Na+/K+-ATPase activity in the gills of rainbow trout and golden rainbow trout increased with the increase of domestication salinity. However, under high salinity domestication, the Na+/K+-ATPase activity in the gills of both groups was inhibited, the Na+/K+-ATPase activity in the serum was lower, and the activity did not change significantly with salinity. The serum cortisol concentration increased with the increase of domestication salinity, and the cortisol content in the serum of rainbow trout and golden rainbow trout reached the highest value under salinity 30‰. The tissue sectioning results of rainbow trout and golden rainbow trout showed that high domestication salinity caused damage to the kidneys and gill tissues of both species. The renal tissues were characterized by the destruction and complete disappearance of renal capsule and glomeruli, as well as a significant increase in the number of chloride cells and shedding of gill epithelial cells and thinning and elongation of gill filaments in the gill tissues.
Key words:rainbow trout(Oncorhynchus mykiss); golden rainbow trout(Oncorhynchus mykiss); salinity; Na+/K+-ATPase; cortisol; organization structure
(收稿日期:2024-06-20)
基金項目:江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展專項-2023;國家蝦蟹產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-48)。
作者簡介:孫苗苗(1983-),男,高級工程師,研究方向:水產(chǎn)養(yǎng)殖。E-mail:miaosun2007@163.com。
通訊作者:陳百堯(1966-),男,研究員,研究方向:水產(chǎn)養(yǎng)殖。E-mail:1340144799@qq.com。