# 高温胁迫下华盛顿蛤（*Saxidomus purpuratus*）的短期热应激响应：存活、耗氧率与血淋巴生化特征

《Fishes》：Short-Term Thermal Stress Responses in Washington Clam, Saxidomus purpuratus: Survival, Oxygen Consumption, and Hemolymph Biochemistry

　　

研究人员考察了成年华盛顿蛤（*Saxidomus purpuratus*）的短期热响应，采用了存活率、耗氧率（OCR）与血淋巴指标测定。存活实验每个温度设30只个体，分配于3个重复水槽中。呼吸测定每个温度使用3个独立呼吸室，每室10只个体。每个水槽取5只个体采集血淋巴。存活率与OCR在10、15、20、25和30 °C下评估。血淋巴于10–25 °C暴露96 h后取样，于30 °C暴露24 h后取样，因最高温度下死亡迅速发生。10–20 °C存活率超过90%，25 °C降至70%，30 °C在96 h后降至0%。半致死时间（LT₅₀）在10–25 °C超过96 h，但在30 °C为43.8 h。OCR随温度升高至25 °C，随后在30 °C下降。Q₁₀值在20 °C与25 °C之间最高。96 h后，葡萄糖（GLU）、天冬氨酸氨基转移酶（AST）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）和总胆固醇（TCHO）在各处理间存在差异，而甘油三酯（TG）和总蛋白（TP）无差异。超氧化物歧化酶（SOD）蛋白丰度在25 °C最高。在本实验条件下，25 °C伴随明显的亚致死胁迫，而30 °C引起严重短期胁迫并超出蛤的短期耐受能力。

**研究背景**　华盛顿蛤（*Saxidomus purpuratus*）是分布于韩国沿岸沙砾质底质、从潮间带至约40 m水深的经济性双壳贝类，主要依靠潜水渔业采捕。年产量在2005年前曾超过3000吨，此后持续下降，2017年降至1104吨的低点。该种自2001年起纳入总可捕量管理制度，2008年列入国家种群恢复计划，但近年捕捞量仍维持在约1116吨，约为历史最高值的17%。水温上升可能对该种的持续存在构成日益增大的威胁，韩国海洋水产部报告该种在28 °C以上出现大量死亡。然而，该种对热胁迫的生理响应及其上限热耐受性仍认识不足。以往研究主要集中于年龄与生长、性腺发育和繁殖等基础生物学性状，对升温及其他气候相关胁迫因子的生理响应了解较少。全球海洋热浪日趋频繁和强烈，1982—2016年卫星观测期内海洋热浪天数增加54%，IPCC第六次评估报告预计在高碳排放情景（SSP5-8.5）下到2040年海洋热浪发生频率将增加三倍，这对活动能力有限的底内双壳贝类可能产生致命影响。韩国南部海岸水温上升速度为全球平均的1.5倍，夏季平均水温由2003—2007年的19.81 °C升至2008—2012年的21.90 °C和2013—2017年的23.63 °C。已有研究报道该种幼体最适生长温度为20–25 °C，但成体在体型、能量储备和生理状况上不同于幼体，幼体数据不能直接外推；同时，跨温度梯度的存活、代谢活动与血淋巴生化指标的综合评估仍然缺乏。因此本研究设置10–30 °C实验温度，旨在确定LT₅₀以评估成体在高温环境下的临界存活时间，并量化其热胁迫耐受限度。

**研究内容与结论**　研究人员将20 °C暂养的成体按1 °C h^?1连续调温至目标温度，分别开展存活、呼吸测定和血淋巴分析，预期OCR随温度升高至临界限度后出现呼吸抑制并伴随死亡率上升。结果显示，10–20 °C存活率接近全存活，25 °C降至70%，30 °C全部死亡，LT₅₀为43.8 h；OCR升至25 °C达最高后于30 °C下降，20–25 °C间Q₁₀最高而25–30 °C间低于1；96 h处理组中GLU、AST、ALT和TCHO随温度变化，25 °C下SOD蛋白丰度最高。研究表明，在实验条件下25 °C伴随明显亚致死胁迫，30 °C则造成严重短期胁迫并超出短期耐受能力，上限临界热阈值位于25–30 °C之间，且亚致死与致死条件之间间隔狭窄。

**关键技术方法**　实验动物于2024年10月采自韩国Geoje，运至韩国海洋科学技术院（KIOST）在循环过滤系统中暂养一周（水温20 °C，盐度30.1–33.5 psu，溶解氧>7.0 mg L^?1），选用壳长82.75 ± 3.17 mm、体重145.92 ± 14.53 g的个体。采用可编程加热器（2 kW）与冷水机以1 °C h^?1速率调温，以YSI Pro 2030校正温度并维持±0.1 °C。存活实验以水槽为实验单元，每6 h监测一次，死亡以对轻柔机械刺激无壳或水管反应判定，LT₅₀采用概率分析（暴露时间经log₁₀转换）估计并以Pearson卡方检验拟合优度。呼吸测定采用封闭流水式呼吸系统，以室进出口溶氧差、流量和软体组织湿重计算OCR，并在12L:12D光周期下进行，Q₁₀由处理均值计算，日代谢能量需求（MER）以氧热当量13.6 J mg O₂^?1估算。血淋巴自围心腔以3 mL注射器（24G × 1/2″，无抗凝剂）抽取，离心后上清于?70 °C保存，AST、ALT、GLU、TG、TP、TCHO以FUJI DRI-CHEM 4000i测定，SOD以竞争抑制ELISA试剂盒测定蛋白浓度（450 nm读数，四参数逻辑标准曲线）。统计分析采用Shapiro–Wilk与Levene检验、单因素方差分析及Tukey检验、两因素重复测量方差分析，显著性设为p < 0.05。

**研究结果**

**3.1 存活率与LT₅₀**　通过96 h存活监测发现，10和15 °C终存活率为100%，20 °C为96.7%；25 °C在48 h后降至80%以下并逐渐下降，96 h时为70.0%；30 °C在24 h后急剧下降并于96 h内全部死亡。10–25 °C累积死亡率未达50%，LT₅₀表示为>96 h；30 °C经概率分析估计LT₅₀为43.8 h（95%置信区间：40.8–46.7 h；PROBIT (p) = ?9.259 + 5.640·log₁₀t；Pearson χ² = 8.851，df = 14，p = 0.840）。

**3.2 耗氧率（OCR）**　通过24 h呼吸测定（期间无死亡）发现，10、15、20、25和30 °C平均OCR分别为101.6 ± 14.0、182.7 ± 24.5、242.9 ± 33.2、805.7 ± 152.5和492.3 ± 33.6 mg O₂ kg^?1 h^?1，温度显著影响OCR（p < 0.05），Tukey检验显示25 °C最高。光暗比较显示，10–20 °C光暗值无显著差异，25和30 °C暗期OCR较低（p < 0.05）；两因素重复测量方差分析显示温度（F(4, 10) = 43.83，p < 0.001，η² = 0.90）、光照条件（F(4, 10) = 11.82，p < 0.05，η² = 0.37）及其交互作用（F(4, 10) = 8.33，p < 0.001，η² = 0.62）均显著，最高OCR出现在25 °C光照条件下（1065.7 ± 131.6 mg O₂ kg^?1 h^?1）。由处理均值计算的Q₁₀在20–25 °C间最高（11.0），25–30 °C间低于1.0（0.37）。日平均MER在10、15、20、25和30 °C分别为33.2 ± 4.6、59.6 ± 8.0、79.3 ± 10.8、263.0 ± 49.8和160.7 ± 11.0 kJ kg^?1 d^?1，以25 °C最高。

**3.3 血淋巴参数**　在96 h处理组（10–25 °C）内，血淋巴GLU、AST、ALT和TCHO在温度间存在显著差异（GLU：F(3, 8) = 19.2，p < 0.001，η² = 0.88；AST：F(3, 8) = 10.38，p < 0.05，η² = 0.80；ALT：F(3, 8) = 11.25，p < 0.05，η² = 0.81；TCHO：F(3, 8) = 3.99，p < 0.05，η² = 0.60），而TG和TP无差异（均F(3, 8) = 0.801，p = 0.527，η² = 0.23）。GLU在20 °C最高、25 °C最低（Tukey，p < 0.05）；AST和ALT在20 °C显著低于10和25 °C（p < 0.05）；TCHO在20和25 °C显著高于10 °C（p < 0.05）。SOD浓度在96 h处理间存在方差非齐性（F(3, 8) = 11.34，p < 0.05，η² = 0.81），25 °C（32.24 ± 1.83 ng mL^?1）显著高于15 °C（20.15 ± 5.77 ng mL^?1，p < 0.05）和20 °C（13.85 ± 0.38 ng mL^?1，p < 0.05），与10 °C（15.35 ± 1.44 ng mL^?1）差异不显著（p = 0.262）。30 °C组于24 h取样，仅作描述性急性响应呈现：GLU 238.0 ± 68.6 mg dL^?1、AST 48.9 ± 12.5 U L^?1、ALT 52.3 ± 24.1 U L^?1、TG 1.95 ± 0.18 mg dL^?1、TP 0.20 ± 0.02 g dL^?1、TCHO 13.7 ± 1.2 mg dL^?1，SOD显著升高（44.90 ± 5.79 ng mL^?1），因暴露时长不同未纳入正式统计比较。

**讨论部分总结**　在存活方面，讨论指出25 °C存活率在48 h后逐渐下降、30 °C死亡迅速，LT₅₀为43.8 h，说明该种上限临界热阈值位于25–30 °C之间；与在26 °C下LT₅₀为24 h的硬壳蛤（*Spisula solidissima*）幼体及在26 °C下12 h内100%死亡、96 h半致死温度23.8 °C的虾夷扇贝（*Mizuhopecten yessoensis*）相比，本研究成体表现出相对较高的热耐受性，其48 h后存活率逐渐下降被视为种间热耐受差异；25 °C下至少70%个体存活96 h与30 °C全部死亡之间的明显差异，表明成体亚致死胁迫与致死条件之间间隔狭窄，温度由约25 °C升至30 °C可导致存活率迅速下降，但恒温实验室获得的LT₅₀不能直接用于预测养殖设施或自然种群的死亡时间与程度。在耗氧率方面，OCR随温度由10 °C升至20 °C并在25 °C最高，由于25 °C存活率已下降，该升高可能反映热胁迫下代谢需求增加而非有利的生理响应；30 °C降至492.3 ± 33.6 mg O₂ kg^?1 h^?1，可能与代谢抑制、活动减少、氧限制或渐进性生理损伤有关，但因未测定厌氧代谢物和线粒体功能，机制尚不确定。光暗差异提示光周期可能影响严重热胁迫下活动相关耗氧，也可能反映开壳或水管运动变化；该种为底内蛤类，经水管换气，摄氧与开壳和水管伸展密切相关，在呼吸室中蛤可能在光期更活跃、暗期活动下降，10–20 °C代谢需求与活动水平较低使光周期效应难以检出，不直接依赖光的日节律也可能参与其中，这些可能仍需通过连续监测壳运动或整体活动加以检验；日本鲍及其杂交种光期OCR较高的报道与本研究观察大体一致，但在缺乏直接行为测定前不能外推至该种。20–25 °C间Q₁₀高达11.0提示氧消耗呈陡峭非线性增加，与河蚬（*Corbicula fluminea*）报道相似，但因活动、操作、禁食时长和开壳行为可影响Q₁₀估计，该值不应视为确定性代谢阈值；25–30 °C间Q₁₀低于1.0提示随温度升高氧消耗下降，可能与代谢抑制、闭壳、活动减少或严重应激个体的生理损伤有关，机制因未测定厌氧代谢物、线粒体功能和壳行为而不确定。MER在25 °C最高，30 °C降至160.7 ± 10.9 kJ kg^?1 d^?1，可能源于活动减少、代谢抑制或生理功能障碍，因未测定能量储备和代谢效率，这些解释应视为初步。在血淋巴参数与代谢状态方面，因30 °C组取样于24 h而10–25 °C组于96 h，前者代表独立的急性响应，未与96 h处理直接比较；96 h各组中GLU、AST、ALT和TCHO随温度变化，SOD蛋白丰度在25 °C最高；AST和ALT在20 °C（暂养温度）最低而在10和25 °C升高，可能提示对温度偏离的响应，但仅凭这些测定无法确定机制；30 °C下GLU、ALT、AST、TP和TG虽也存在描述性差异，但因暴露时长不同不能归因于温度本身；25 °C 96 h后GLU最低而30 °C 24 h后GLU较高，暴露时长差异使二者无法统计比较，这种相反的葡萄糖模式可能与急性应激动员循环葡萄糖、长期应激耗竭能量储备的双相响应相容，但因未测定糖原周转该解释仍属初步；ALT和AST变化可能反映代谢调节或一般组织应激，但不能证明消化腺损伤，TP和TG降低也可能源于营养动员、摄食减少、血淋巴稀释或合成下降；25 °C下高OCR、转氨酶升高、葡萄糖降低与SOD蛋白丰度升高的组合与明显的亚致死胁迫相符，但ELISA测定的是SOD蛋白丰度而非催化活性且未评估氧化损伤标志物，故结果不能确立氧化损伤、抗氧化能力下降或SOD功能激活；接近25 °C的长期暴露可能影响能量平衡，但需通过测定糖原储备和氧化损伤的慢性暴露研究加以确认。

**结论翻译**　本研究考察了成年*Saxidomus purpuratus*对10至30 °C恒定实验室温度的短期响应。存活率在30 °C急剧下降，估计LT₅₀为43.8 h；OCR升至25 °C后于30 °C下降。20 °C与25 °C之间的高Q₁₀估计值应仅解释为描述性处理均值，因其基于三个独立呼吸室且可能受行为影响。在96 h各组中，GLU、AST、ALT和TCHO随温度变化，SOD蛋白丰度在25 °C最高；然而ELISA测定不能确立SOD活性或氧化损伤。在本实验方案下，25 °C伴随明显的亚致死胁迫，而30 °C引起严重短期胁迫。这些结果不能界定慢性养殖最适温度，也不能预测养殖场或野生种群的死亡情况。未来研究应考察波动性热浪，并纳入性腺发育阶段、行为、抗氧化酶活性、氧化损伤标志物、糖原和厌氧代谢物。