日本沼虾生长蜕皮期同类相残而受生物胺胁迫的LC50及鳃和肝胰腺的组织病理学研究

摘要

日本沼虾别名青虾，在我国是重要的淡水养殖经济品种，也是大范围养殖的淡水虾中仅有的本土虾种，具有较大的经济价值和食用价值。近年来，除了品种来源因素外，养殖环境条件——尤其是日本沼虾在养殖过程中的竞争性采食行为、同类相残行为、抱食颗粒饲料行为所形成的残饵、腐败尸体，会影响养殖的水质环境，进而影响日本沼虾的生长速度、繁殖效率和存活率，成为造成产量不高、价格昂贵、规格大小差异显著，不能很好的满足市场的不同需求等的最关键负面因素之一，阻碍日本沼虾市场规模扩大化。生物胺是生物体组织细胞中的一种重要的必需成分，在蛋白质与核酸的加工及保持生物质膜理化稳定性中其均产生十分重要的影响；但过量的生物胺会产生毒性作用，对生物体的生长、发育、繁殖等会产生负面或抑制性影响。 本文通过探究在日本沼虾蜕皮生长期同类相残行为的关键影响因素，此时期养殖水体中最主要的生物胺种类及含量变化趋势，以及通过生物胺对日本沼虾的急性毒性和亚急性毒性试验，为养殖生产提供生物胺防治的预防措施和确定换水周期提供理论依据，为《渔业水质标准(GB 11607-89)》的进一步修订提供生物胺的水质指标和限量标准，同时为进一步发掘日本沼虾生物胺相关抗性基因奠定理论基础。 通过隔板、光照试验，确定了日本沼虾在生长蜕皮期裸露的肌肉表层的可溶性分泌物成为引诱同类产生自残行为的直接因素；光照越强，日本沼虾发现蜕皮个体的时间越短、准确性越高、攻击速度越快、攻击的致命性越高；而在无视觉作用下，日本沼虾主要依靠嗅觉发现蜕皮同类个体的位置，并产生同类相残行为。依据主要生物胺的种类和理化性质，考虑易溶于水、25℃伴连续增氧条件下稳定性良好的特性，以及水产品中存在的主要生物胺类型，选取了组胺、尸胺和亚精胺3种典型类型开展试验。运用HPLC方法，确定了尸胺是日本沼虾在生长蜕皮期养殖水体中72h内变化最为显著的生物胺，是日本沼虾腐败尸体溶释水体中含量最多、变化最显著的生物胺类型。通过急性毒性试验，确定了尸胺胁迫对日本沼虾24h半致死浓度为24h LC50=371.7 33mg/L，同理48h LC50=250.735mg/L、72h LC50=218.191mg/L，96h LC50=202.712mg/L；以100作为防护系数，依据公式:MPC=96hLC50/100，得到尸胺对日本沼虾的安全浓度为SC=2.02712mg/L，属于中等毒性毒物。尸胺急性攻毒后观察表明，200mg/l低浓度胁迫、350mg/l的中等浓度胁迫以及500mg/l的高浓度胁迫下日本沼虾，在处理2 h内均出现了绕圈游动、浮头、个体打斗的共性，可能是尸胺胁迫导致日本沼虾呼吸困难，争夺氧气所致；处理超过2h表现为明显的明浮头，围绕水面狂游，偶见弹跳跃出水面的现象；后期表现为恢复平静、沉于水底、动作表现延迟缓慢，部分个体表现为身体侧翻，但仍具有生命力的现象，这是日本沼虾处于濒死状态的生理行为表现。在9 6hLC50的5%-20%的浓度条件下，15d尸胺的亚急性毒性处理日本沼虾会引起虾体鳃组织和肝胰腺组织的细胞水平、亚显微结构水平的病理变化，肝胰腺胰腺管肿大，空泡化严重，胰腺管末端的E-细胞逐渐减少，会阻碍肝胰腺相关功能细胞的再生；线粒体双层生物质膜破裂，溶酶体 (Ly)数量显著增多，粗面内质网(Rer)肿胀扩大；高尔基体(Go)排列愈加松散，这些变化导致肝胰腺功能结构的直接损坏，从而影响组织的生物学功能。鳃组织中鳃膜破碎、亚几丁质层结构破碎，鳃腺的菊花状结构改变，膨大、肿胀；锥形的肾原细胞肿大，失去了原有的锥形结构，鳃丝与鳃轴中的颗粒细胞(GC)肿胀，高尔基体(Go)的高尔基片层偶见连接断裂；粗面内质网(Rer)上大量的核糖体脱落，溶酶体(Ly)含量增多；这些变化会抑制鳃组织的排泄功能的发挥，导致水体中尸胺在鳃组织中不断积累；进一步诱发病变。 结合本文研究结果，一是建议在养殖生产中、尤其是日本沼虾生长蜕皮期，可以减少光照、产生气味阻隔、降低应激水平以有效地预防同类相残行为，从而减少死亡数量、降低水体中生物胺的含量；二是建议3d左右为一个短换水周期，换水量要在总量的1/3以上；15d左右为一个长换水周期，实现整池的水体更换；三是建议渔业用水标准中考虑生物胺指标，其中尸胺最高检出限量为2.02mg/L；四是在日本沼虾生物胺抗性基因挖掘过程中，可以考虑对与增强代谢、免疫等相关的功能基因的表达作进一步探究。

目录

声明

英文缩略词

1前 言

1.1 日本沼虾及其养殖近况

1.2 水产动物的同类相残行为

1.3 日本沼虾的鳃组织

1.4 日本沼虾的肝胰腺组织

1.5 生物胺的简介及其生理学功能

1.6 本研究的目的及意义

2 材料与方法

2.1 试验材料

2.2 试验方法

3结果与分析

3.1日本沼虾蜕皮期同类相残行为及关键影响因素观测结果分析

3.2 HPLC对日本沼虾蜕皮期养殖水体中生物胺的测定结果分析

3.3 尸胺对日本沼虾的LC50及SC测定分析

3.4 尸胺对日本沼虾的行为影响观测结果

3.5 尸胺胁迫下日本沼虾鳃组织的组织切片及电子显微镜观察分析

3.6 尸胺胁迫下日本沼虾肝胰腺组织的组织切片及电子显微镜观察分析

4 讨论

4.1 日本沼虾生长蜕皮期同类相残行为及预防措施

4.2 生物胺的急性毒性影响

4.3 生物胺的亚急性毒性影响

5 结论

参考文献

致谢

8 攻读学位期间发表论文情况