盐度胁迫下“太湖3号”日本沼虾抗氧化系统响应机制及其在咸淡水养殖中的应用价值

本研究针对中国盐碱水资源开发利用需求，以耐盐性经济虾类“太湖3号”日本沼虾（Macrobrachium nipponense）为对象，通过96-h LC50测定、抗氧化酶活性（CAT/SOD/GR/GSH-Px/MDA）检测及组织形态学分析，揭示其盐度适应机制。结果表明该品系通过激活肝胰腺和鳃的抗氧化防御系统（如上调Cat、Mn-SOD、Cu/Zn-SOD基因表达）缓解氧化损伤，为盐碱水养殖提供理论依据。

　　

随着全球淡水资源的日益紧张，如何高效利用盐碱水资源成为水产养殖业可持续发展的关键挑战。中国拥有约46亿平方米的低洼盐碱水域，分布于东北、华北和西北等19个省份。这类水体因高碳酸盐碱度、复杂水质及离子比例失衡而无法直接用于农业或饮用，但若开发盐耐受型水产养殖技术，不仅能缓解淡水压力，还可激活盐碱地的经济生态价值。在这一背景下，具有广盐适应性的经济物种筛选及其耐受机制解析成为研究热点。

日本沼虾作为中国第三大淡水经济虾类，年产量超20万吨，其祖先源于海洋，在演化过程中保留了较强的耐盐能力。然而，经选育的“太湖3号”品系以生长速度快著称，其耐盐性是否因能量分配偏向生长而削弱，尚不明确。为此，南京农业大学无锡渔业学院周荣团队在《Scientific Reports》发表研究，系统评估了“太湖3号”在急慢性盐度胁迫下的抗氧化响应与组织适应性。

研究采用96小时急性暴露实验（盐度梯度0–30‰）确定半致死浓度（LC₅₀），并通过30天慢性实验（4‰与8‰盐度）分析肝胰腺和鳃的抗氧化酶活性（超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px、谷胱甘肽还原酶GR、丙二醛MDA）、组织形态学变化及免疫基因（Cat、Mn-SOD、Cu/Zn-SOD）表达。实验虾苗源自江苏大浦日本沼虾育种基地，体重0.36±0.05 g，体长20.03±1.22 mm。关键技术包括：光学盐度计定量盐度、商业试剂盒测定酶活、石蜡切片HE染色观察组织结构、实时荧光定量PCR（qPCR）分析基因表达，以真核翻译起始因子5A（Eif）为内参基因。

研究结果

1. 96-h LC₅₀盐度测定

“太湖3号”的96-h LC₅₀为11.841‰，显著低于野生种群（25.80‰），表明其能量可能优先分配给生长而非渗透调节。

2. 急性盐度胁迫对抗氧化酶活性的影响

肝胰腺中GSH-Px与GR活性在10–15‰时显著升高（P<0.05），MDA含量在5‰时达峰值；鳃组织CAT、GR、GSH-Px活性随盐度上升而增强，MDA水平下降。

3. 组织形态学观察

盐度≥10‰时，肝胰腺基底膜破裂、管腔扩张；鳃上皮肿胀、鳃片间距增宽，显示结构适应性调整。

4. 慢性盐度胁迫下的酶活与基因表达

肝胰腺与鳃的CAT、SOD、GR、GSH-Px活性在4‰与8‰胁迫下均呈时间依赖性波动，峰值多出现于第4–7天。qPCR显示Cat、Cu/Zn-SOD、Mn-SOD在鳃与肝胰腺中显著上调（P<0.05），其中Cu/Zn-SOD在8‰胁迫下第1天即快速响应。

结论与意义

本研究首次量化了“太湖3号”日本沼虾的盐度耐受阈值（11.841‰），并阐明其通过协同激活抗氧化酶系统（SOD、CAT、GR、GSH-Px）与免疫基因（Cat、Mn-SOD、Cu/Zn-SOD）缓解氧化损伤的分子机制。组织学证据进一步揭示鳃与肝胰腺在盐度≥10‰时通过结构重塑支持渗透调节。该研究为“太湖3号”在盐碱水养殖中的推广提供了生理学依据，对优化咸淡水养殖策略、提升资源利用效率具有重要实践价值。