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文丨煜捷史馆
编辑丨煜捷史馆
大黄鱼是中国近海的主要经济鱼类,它主要分布于中国黄海南部、东海、台湾海峡到南海雷州半岛以东的沿海区域,水深约在60米等深线一带。
2018年,大黄鱼的产量达到了19.8万吨,是我国最大规模的海水网箱养殖鱼类之一,也是八大优势出口养殖水产品之一。
大黄鱼养殖业在快速发展的同时面临一些挑战,包括海岸带土地有限、网箱密度过高、病害严重以及水环境污染风险增加等问题。
研究显示,大黄鱼具有强大的盐度适应性,能够在低盐度(盐度0~10)的养殖水环境中存活,这显著降低了病害风险,因此对扩大其养殖范围以解决产业面临的问题具有重要的意义。
接下来,就跟着煜捷一起起看看:低盐度的环境因素在人工养殖大黄鱼过程中,能否降低大黄鱼的患病风险。
盐度环境因素盐度作为一项重要的环境因素,对鱼类的生长、繁殖、能量代谢和离子平衡等方面都会产生一定程度的影响。
不论是海水鱼类还是淡水鱼类,它们主要通过相关酶和转运蛋白的生物合成和功能发挥来适应环境盐度的变化,而这些生理过程也会间接影响血液的生理生化相关指标。
血液是动物体内循环系统的一部分,具有生理调节、防御和物质运输等功能,与鱼体的代谢、疾病和营养都密切相关。
当外部环境因素发生变化,导致鱼体的生理状态发生改变时,都会明显影响血液的生理生化指标。
而且根据不少研究表明,在淡水鱼类沙塘鳢的盐度胁迫实验中,随着盐度的增加,鱼体的红细胞数目呈现先减少后增加的趋势,而白细胞数目则恰恰相反。
低盐度胁迫对大黄鱼的血液同样生效,并由此衍生出一系列的生理生化指标,为实现大黄鱼低盐度养殖产业化提供理论支持,增进了人们对于这一领域的认知。
那么我们该如何在大黄鱼处于低盐度胁迫环境下,观测相关生理生化指标的变化呢?
实验设置为了确保生理生化指标的稳定与相对平稳,鱼种为体表完整、活力强的幼鱼,平均体重为(56.06±5.22)克,平均全长为(20±1.5)厘米。
另外,这种观测和检测过程需要在专门的循环水养殖车间进行,养殖桶的规格为1吨,降盐的幅度和速率采用了最为常见的方法。
一共设定了5个处理组,其中试验组的盐度分别为2(S2)、4(S4)、6(S6)、8(S8),而对照组的盐度为24(S24)。
每个处理组均设有3个重复,每个养殖桶内养殖400尾幼鱼,总计1,200尾。
养殖用水的溶氧量被控制在5毫克/升以上,pH值维持在8.0~8.2之间,氨氮含量保持小于0.2毫克/升。
每天进行吸污换水操作,喂食市售颗粒饲料,喂食量为鱼体体重的2%~3%,具体喂食量根据鱼群的摄食情况而定,详细记录了养殖过程中的相关信息。
在养殖60天后,每个处理组随机选择3尾鱼,使用1毫升医用注射器从尾部静脉采集血液,每尾鱼采集1毫升血液。
制备血涂片:将采集的血液滴在载玻片上,另取一个平整的载玻片,将其夹角呈45度向右缓慢推动,使血液均匀涂布在载玻片上;
待涂片自然晾干后使用瑞氏染液染色8分钟,然后用蒸馏水冲洗掉多余染料,制成血涂片,晾干后用于血细胞大小测量、白细胞分类观察和百分比统计。
制备血清:将血液置于室温下静置1小时,待其凝固后,将其放入4℃冰箱中冷藏4小时,然后在4℃条件下以4,000转/分钟的速度离心10分钟,以收集血清,用于测定血清相关酶活性。
制备血浆:将血液置于室温下静置1小时,待其凝固后,将其放入4℃冰箱中冷藏4小时,然后在4℃条件下以4,000转/分钟的速度离心10分钟,将离心后的血浆保存在4℃冰箱内,以备吞噬活性检测使用。
使用经过台微尺校对后的 LAS-DM3000 显微镜,随机测量每组各 50 个血细胞的长、短径以及核的长、短径。
同时,使用 LAS-DM3000 显微镜以 40 倍放大观察白细胞,并进行分类,对每组各 100 个白细胞进行百分比统计。
血清中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、溶菌酶(LZM)活性,以及免疫球蛋白(IgG)含量,均采用专门的生物工程研究所的试剂盒进行测定。
取 0.2 mL 抗凝血加入 0.2 mL 金黄色葡萄球菌菌悬液,放置于 1 mL 离心管,37 ℃水浴 60 分钟,期间,每隔 10 分钟摇动 1 次,从中吸取 5μL 混合液制成血涂片,每组制作 5 片。
甲醇固定 10 分钟,吉姆萨染色 1.5 小时,水洗风干后油镜观察,吞噬百分比和吞噬指数采用常规的计算方法进行。
数据统计分析采用 SPSS17.0 处理,使用单因素方差分析中的多重比较分析对结果进行显著性差异检验。
那么经过一系列的检测,低盐度胁迫下的大黄鱼究竟都呈现出了怎样的结果?
实验结果实验证明:低盐度养殖确实对大黄鱼存在一定的影响,其中白细胞的分类比影响更为明显。
大黄鱼的白细胞分类比值大小排列为:血栓细胞 > 淋巴细胞 > 单核细胞 > 嗜中性粒细胞。
在低盐度胁迫条件下,试验组 S6 的血栓细胞比例为(56.41±9.31)%,嗜中性粒细胞比例为(9.23±6.19)%,均显著高于其他盐度处理组(P<0.05)。
单核细胞比例为(14.38±3.52)%,淋巴细胞比例为(19.98±2.44)%,均低于其他盐度处理组,值得注意的是,试验组 S2 的淋巴细胞比例为(29.70±1.38)%,显著高于其他处理组(P<0.05)。
大黄鱼血细胞的长径、短径、核长径和核短径分别介于(9.85±0.76)~(11.25±0.97)μm、(7.89±0.71)~(8.76±0.87)μm、(3.98±0.42)~(4.81±0.68)μm 和(3.03±0.26)~(3.22±0.22)μm。
在低盐胁迫下,试验组S2、S4和S6的血细胞的长径与核长径均大于对照组S24,而血细胞的短径与核短径则小于对照组S24。
低盐度养殖对大黄鱼白细胞大小的影响研究结果显示,大黄鱼白细胞的各项尺寸参数在不同盐度条件下存在明显变化,淋巴细胞的长径、短径、核长径和核短径分别在(6.22±0.98)~(11.25±0.98)μm和(5.63±0.94)~(9.17±0.94)μm之间。
单核细胞的长径、短径、核长径和核短径分别在(8.91±0.95)~(13.11±0.95)μm和(7.12±0.93)~(12.24±0.93)μm之间,嗜中性粒细胞的长径、短径、核长径和核短径分别在(8.91±0.99)~(13.25±0.99)μm和(6.87±1.20)~(11.63±1.20)μm之间。
血栓细胞的核长径和核短径分别在(3.51±0.52)~(5.94±0.52)μm和(2.92±0.51)~(5.13±0.51)μm之间。
在受到盐度胁迫的情况下,试验组S2、S4和S6的淋巴细胞和嗜中性粒细胞的个体大小明显大于对照组S24。
试验组S8的血栓细胞个体大小大于对照组S24,而淋巴细胞、嗜中性粒细胞和单核细胞的个体大小均小于对照组S24。
这些结果表明,低盐度养殖条件下,大黄鱼白细胞的大小受到明显的影响,不同类型的白细胞对盐度变化表现出不同的响应。
大黄鱼血清中的IgG含量在不同盐度下表现出明显的变化,在盐度范围为(0.19±0.05)~(0.33±0.03)g·L-1之间,对照组S24的IgG含量明显高于试验组,差异具有统计学意义(P<0.05)。
在不同盐度条件下,试验组S4的CAT活性表现出显著提高,达到(3.44±0.404)U·mL-1,明显高于其他处理组(P<0.05)。
在试验组S8中,LZM活性也显著提高,达到(3.30±0.111)U·mL-1,与其他处理组相比差异显著(P<0.05)。
CAT活性在(210.36±13.0)~(237.98±14.36)U·mL-1范围内变化,另外,SOD活性随着盐度的降低呈上升趋势。
那么深究实验结果,盐度的变化是如何降低大黄鱼病害风险的?
大黄鱼病害风险大黄鱼与哺乳动物相似,主要以红细胞为主,与军曹鱼、沙塘鳢和虹鳟鱼的血细胞观察结果一致。
血细胞个体大小依次为嗜中性粒细胞、单核细胞、红细胞、淋巴细胞和血栓细胞,与鲫鲤(Carassius auratus),军曹鱼相同。
鱼类因淋巴系统发育不够完善,故血细胞在免疫调节中起重要作用,主要参与自身损伤修复、体液以及渗透压调节。
当外界环境变化时,血细胞也会产生相应的变化。例如,在进化过程中,鱼类为适应不同的环境,不断的进化使红细胞体积不断减小,运动能力不断加强,通过增加相对表面积,增强呼吸能力。
在低盐度环境下,大黄鱼受到渗透压减弱的影响,导致红细胞个体大小明显增大,为了维持细胞内外渗透压平衡而使红细胞体积增大,相对表面积减小,而在高渗溶液中,红细胞体积则减小。
通过此次的实验结果不难发现,嗜中性粒细胞比例及细胞大小随盐度的升高呈现先上升后降低的趋势。
研究结果显示,随着盐度的升高,血清中的蛋白含量显著降低,这表明,鱼类为了应对盐度胁迫,加速了新陈代谢,导致能量消耗增加,从而血液中的蛋白含量下降。
大黄鱼在受到低盐度胁迫时,血清中的免疫球蛋白水平也随着盐度的下降而减少。
而依照进一步的研究表明,盐度的变化会促使鱼体产生更多的自由基,从而引发蛋白氧化和DNA损伤,进而影响鱼类的正常生长。
鱼体具备一系列抗氧化防御机制来对抗氧化压力,包括清除超氧阴离子自由基的酶和保护细胞免受氧化损伤的酶如SOD以及消除H2O2的CA。
有趣的是,我们还发现当大黄鱼受到低盐度胁迫时,CAT活性一开始下降,然后逐渐升高,最终趋于稳定的状态。
当大黄鱼受到低盐度胁迫时,血清中的SOD活性也随着盐度的降低而增加,与舌齿鲈,许氏平鲉以及军曹鱼等其他鱼类的研究结果相符。
这说明低盐度环境下,大黄鱼以及其他鱼类的抗氧化机制会发生适应性变化,以维持细胞内稳态,自然也就降低了自身患病的风险。
低盐度养殖对大黄鱼血液生理生化指标的影响研究表明,随着盐度的下降,大黄鱼血清中蛋白和免疫球蛋白含量降低,反映了鱼体为应对盐度胁迫而加速代谢和能量消耗。
低盐度环境会导致自由基生成,引发蛋白氧化和DNA损伤,但鱼类具备抗氧化防御机制,包括SOD和CAT酶,以维持细胞内稳态。
CAT活性呈现先降低后升高的趋势,而SOD活性在低盐度条件下增加,这些发现有助于更深入理解低盐度对大黄鱼的生理适应机制。