**【中文标题】** 硬壳蛤（*Mercenaria mercenaria*）对低盐与高盐胁迫的生存、鳃组织病理及免疫-抗氧化酶活性的多层面响应

《Biology》：Physiological and Immuno-Antioxidant Responses of Mercenaria mercenaria to Salinity Stress

　　

本研究评估了盐度胁迫对硬壳蛤（*Mercenaria mercenaria*）生存、鳃形态以及免疫、渗透调节和抗氧化相关酶活性的影响。研究人员测试了九个盐度水平（0–50 PSU，实用盐度单位），以盐度30为对照组。持续监测生存状况168小时，并估计了低盐和高盐条件下的半数致死盐度。在盐度15、30和50条件下，于24、72和168小时检查鳃组织学，同时在五个时间点测定ACP（酸性磷酸酶）、AKP（碱性磷酸酶）、SOD（超氧化物歧化酶）、CAT（过氧化氢酶）和Na⁺/K⁺-ATPase（钠钾ATP酶）活性。*M. mercenaria*对盐度胁迫表现出较强的耐受性。168小时后，盐度45组累计死亡率为20%，盐度20组为22%，半数致死盐度分别为52.232和15.097。低盐和高盐均导致鳃损伤，包括24小时出现鳃丝收缩，72小时后鳃丝间距增宽。酶活性总体上先升高后降低并趋于稳定，但不同酶的响应时间存在差异。这些结果表明硬壳蛤在胁迫早期（<72小时）具有较强的生理可塑性，而长时间胁迫（>72小时）可能导致死亡风险增加，这可能反映渗透调节、抗氧化能力和免疫防御功能受损，或建立了生理适应状态。上述发现为池塘养殖管理和耐盐品系选育提供了依据。

**【论文解读】硬壳蛤对盐度胁迫的生理与免疫抗氧化响应研究**

**一、研究背景与科学问题**

盐度是影响沿海和河口养殖物种分布、生理状态及生产性能的关键环境因子之一。在河口和近岸系统中，极端降雨、干旱、风暴潮以及淡水流入量的改变均可引发盐度的剧烈波动，这些事件日益被认为是贝类养殖面临的主要威胁。硬壳蛤（*Mercenaria mercenaria*），又称北方圆蛤，原产于北美大西洋沿岸，是一种具有重要商业价值和生态意义的海洋双壳贝类，已在中国沿海养殖区成为重要的池塘养殖品种。尽管硬壳蛤通常被认为具有较强的盐度耐受性，但近年研究表明这种耐受性存在明确限度，低盐和高盐胁迫均可损害其生存、细胞稳态和生理性能。

在双壳贝类器官中，鳃直接暴露于外部环境，承担气体交换、离子转运和滤食功能，是盐度胁迫响应中最早出现结构和功能损伤的部位之一。与此同时，盐度胁迫可激活抗氧化防御和非特异性免疫反应，反映出渗透调节、氧化平衡与生理防御之间的紧密耦合。然而，以往研究多聚焦于孤立的生物学维度，如血细胞生理、特定代谢物或转录组谱，缺乏将整体生存、鳃组织病理、渗透调节能力、非特异性免疫和抗氧化防御整合于一体的多层面评估。为填补这一空白，本研究从多个生物学层次考察了硬壳蛤对低盐和高盐胁迫的响应，旨在为养殖管理和耐盐品系选育提供理论与实践依据。

**二、主要技术方法概述**

研究人员自天津恒乾水产公司养殖池塘（盐度30）采集规格均一的健康硬壳蛤（平均体重30.0 ± 6.5 g，壳长45.4 ± 3.8 mm），经7天暂养适应后开展实验。生存评估设置九个盐度梯度（0、5、10、15、20、30、40、45、50 PSU），每组50只个体，持续监测168小时，采用Probit回归（概率单位回归）估算半数致死盐度（LC₅₀，半数致死浓度）。基于生存分析结果，选择盐度50（高盐处理）、15（低盐处理）和30（对照）进行后续胁迫实验，每组三个重复，每重复50只蛤，在暴露后24、48、72、120和168小时取样。鳃组织经H&E染色（苏木精-伊红染色）后进行定性组织病理学观察；消化腺用于测定ACP、AKP、SOD、CAT和Na⁺/K⁺-ATPase五种酶活性，均采用南京建成生物工程研究所的商品化试剂盒。统计学分析采用双因素方差分析（two-way ANOVA）、独立样本t检验和单因素方差分析。

**三、主要研究结果**

**（1）不同盐度胁迫下硬壳蛤的生存**

硬壳蛤在不同盐度处理间生存率差异显著。对照组（盐度30）在整个实验期间保持100%存活。盐度40组在144小时首次出现死亡，存活率96%；盐度45组168小时存活率降至80%；盐度50组壳完全闭合、活动停止，168小时存活率降至64%。低盐方面，盐度15组168小时存活率仅为52%，极端低盐组（0、5、10）最终存活个体分别仅0、4和7只。Probit回归分析显示，168小时低盐条件下半数致死盐度为15.097（95% CI: 13.913–16.386），高盐条件下为52.232（95% CI: 49.850–57.519），表明硬壳蛤对高盐方向的耐受窗口略大于低盐方向。

**（2）不同盐度胁迫下鳃组织学变化**

盐度30组鳃结构完整，鳃丝排列规则，无明显退变或细胞核位移。盐度50组在24小时出现鳃丝收缩和排列紊乱，鳃丝间距增大；72小时鳃丝细胞出现明显退变；168小时鳃丝肿胀、细胞核偏离正常位置。盐度15组在24小时同样出现鳃丝收缩和结构紊乱；72小时大部分鳃丝细胞发生退变；168小时鳃丝间距显著增大并伴有严重鳃丝收缩。以上结果表明，高盐和低盐胁迫均可导致鳃组织进行性结构损伤。

**（3）高盐胁迫下消化腺酶活性变化**

高盐胁迫（盐度50）下，AKP活性呈先升后降的趋势，48小时达到峰值（0.595 ± 0.074 U/mg prot），为对照组的1.45倍，48和72小时显著高于对照组（p < 0.05），120和168小时恢复至对照水平。ACP活性在72小时达峰（0.578 ± 0.025 U/mg prot），24至72小时均显著高于对照组（p < 0.05），120小时后回落。SOD活性在48小时达峰（0.377 ± 0.084 U/mg prot），为对照组的1.43倍，24和48小时显著升高（p < 0.05）。CAT活性在48小时达峰（0.830 ± 0.012 U/mg prot），24至72小时显著高于对照组（p < 0.05）。Na⁺/K⁺-ATPase（NKA）活性在72小时达峰（0.341 ± 0.004 U/mg prot），24小时显著升高（p < 0.05），48和72小时极显著升高（p < 0.01）。高盐胁迫对所有五种酶均表现出显著的时间依赖性效应。

**（4）低盐胁迫下消化腺酶活性变化**

低盐胁迫（盐度15）下，AKP活性在48小时达峰（0.605 ± 0.102 U/mg prot），为对照组的1.47倍，72小时极显著升高（p < 0.01），120小时后恢复。ACP活性在72小时达峰（0.588 ± 0.032 U/mg prot），72小时显著升高（p < 0.05），120小时极显著升高（p < 0.01），168小时恢复。SOD活性在72小时达峰（0.363 ± 0.019 U/mg prot），48和120小时极显著升高（p < 0.01），168小时恢复。CAT活性在72小时达峰（0.870 ± 0.031 U/mg prot），但各时间点与对照组差异未达到统计学显著水平。NKA活性在72小时达峰（0.342 ± 0.002 U/mg prot），24和48小时极显著升高（p < 0.01），120和168小时恢复至对照水平。

**四、讨论总结与研究结论**

本研究表明，硬壳蛤属于高度广盐性物种，但对盐度极端值仍面临生理挑战。中度低盐胁迫下，蛤通过闭壳减少滤水率以延缓血淋巴渗透平衡，但以生长抑制和免疫改变为代价；中度高盐可促进生长，极端高盐则带来更高的急性死亡风险。鳃组织学结果证实，盐度胁迫早期（<72小时）即可引起鳃丝收缩和结构紊乱，长期暴露（>72小时）则导致鳃丝间距增大、核位移和细胞退变，这与在其他双壳类中观察到的鳃坏死、增生和萎缩等组织病理学变化相一致。ACP和AKP在胁迫早期的短暂升高可能反映非特异性免疫防御的代偿性激活，而后续回落则提示部分适应或免疫激活的减弱。SOD和CAT活性呈现特征性的先升后降模式，表明硬壳蛤在胁迫初期动员抗氧化防御应对ROS（活性氧）积累，但持续胁迫可能导致抗氧化能力被抑制或氧化负担超出酶系统的代偿范围。NKA活性在早期显著升高后逐步恢复，表明其参与短期渗透调节，后期的回落可能意味着成功适应或调节能力下降。综合而言，硬壳蛤在盐度挑战下具有较强的生理可塑性，但这种可塑性依赖于组织结构完整性、免疫防御、抗氧化能力和离子转运的协同调节；短期盐度波动可通过代偿性调节耐受，但长期暴露的后果取决于盐度偏离的幅度和持续时间。

**研究结论：** 本研究表明，*Mercenaria mercenaria*能够耐受较大幅度的盐度波动，对高盐的耐受性优于极端高盐条件。盐度胁迫导致进行性鳃损伤，并诱导免疫、抗氧化和渗透调节酶活性的协同变化，说明硬壳蛤的盐度适应依赖于整合的生理响应。上述发现为水产养殖中的盐度管理和选育具有更强盐度适应能力的硬壳蛤品系提供了生理学依据。