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为探究温度与溶解氧(DO)对鱼类的影响,研究人员以黄颡鱼为对象,开展不同温度(15、26、32℃)和 DO 浓度(2.5、6.5 mg/L)的胁迫实验。发现不适条件会抑制生长、引发氧化应激等,为水产健康养殖提供理论依据。
在水产养殖中,水温与溶解氧(DO)是影响鱼类生存与生长的核心环境因子。随着气候变化和高密度养殖模式的普及,鱼类常面临极端温度(如夏季高温、冬季低温)与低氧的双重挑战。然而,目前关于长期温度与低氧复合胁迫对鱼类生理影响的研究尚不充分,尤其是对经济鱼类生长代谢、抗氧化系统及免疫机制的综合作用机制仍需深入探讨。为填补这一研究空白,中国科学院水生生物研究所的研究人员以我国重要淡水经济鱼类黄颡鱼(
Pelteobagrus fulvidraco)为研究对象,开展了相关研究,成果发表在《Aquaculture Reports》。
研究人员采用双因素实验设计(3 温度 ×2 DO),将黄颡鱼(初始体重 13.05±0.34 g)置于 15℃、26℃、32℃三种温度和 2.5 mg/L(低氧)、6.5 mg/L(常氧)两种溶解氧浓度下,进行为期 28 天的胁迫实验。通过测定生长性能、代谢指标、抗氧化酶活性、免疫因子表达及组织病理变化等,系统分析复合胁迫对黄颡鱼的影响。
3.1 生长性能和肌肉 proximate composition
研究发现,温度与 DO 的交互作用显著影响黄颡鱼的生长参数。在常氧条件下,15℃和 32℃组的终末体重(FBW)、增重率(WG)和特定生长率(SGR)显著低于 26℃最佳温度组,饲料转化率(FCR)则随温度升高而升高。低氧胁迫下,32℃组的 FBW、WG 和 SGR 下降更为显著,且肌肉粗蛋白和粗脂肪含量显著降低,表明高温环境下黄颡鱼对低氧更敏感。
3.2 代谢
代谢分析显示,低氧和极端温度导致血清葡萄糖(Glu)含量降低,乳酸(LA)和乳酸脱氢酶(LDH)活性升高,糖酵解关键酶(己糖激酶 HK、磷酸果糖激酶 PFK、丙酮酸激酶 PK)活性显著增强,表明黄颡鱼通过激活无氧糖酵解途径应对胁迫。高温低氧组肌肉糖原含量升高,进一步印证了能量代谢模式的转变。
3.3 抗氧化防御系统
氧化应激指标显示,低氧和极端温度显著升高血清和鳃组织中丙二醛(MDA)含量,激活超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化酶活性及基因表达。其中,32℃低氧组鳃组织 MDA 含量最高,抗氧化酶基因(sod1、cat)表达显著上调,表明复合胁迫加剧了氧化损伤。
3.4 免疫和凋亡
免疫响应方面,低氧和温度胁迫导致血清碱性磷酸酶(AKP)、溶菌酶(LZM)、补体 C3(C3)和免疫球蛋白 M(IgM)活性波动,头肾中炎症因子(IL-1β、tnfaip2)和凋亡相关基因(caspase-3、caspase-9)表达显著增加。组织病理观察发现,鳃组织出现上皮脱落、充血和次级鳃瓣弯曲,头肾组织结构松散、淋巴细胞坏死,证实复合胁迫引发免疫损伤和细胞凋亡。
3.5 组织学分析
研究表明,长期温度与低氧复合胁迫对黄颡鱼的生长代谢、抗氧化系统、免疫功能和组织结构均产生显著负面影响,且高温环境会加剧低氧胁迫的毒性效应。黄颡鱼在应对复合胁迫时,通过激活无氧代谢和抗氧化防御系统维持稳态,但长期胁迫会导致能量耗竭、免疫抑制和细胞凋亡,最终影响生存和生长。该研究不仅揭示了鱼类对温度和低氧复合胁迫的响应机制,也为水产养殖中优化环境管理、制定应激预防策略提供了关键理论依据,特别是在夏季高温期和冬季越冬期,需重点关注水体溶氧水平,以保障黄颡鱼的健康生长和养殖效益。