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盐度胁迫下尼罗罗非鱼鳃离子细胞和Na~+-K~+-ATPase a1的渗透调节

作　者: 庄青青
导　师: 赵金良
学　校: 上海海洋大学
专　业: 动物遗传育种与繁殖
关键词: 尼罗罗非鱼鳃离子细胞 NKA 渗透调节盐度胁迫
分类号: S917.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

鳃是鱼类进行离子交换的主要渗透调节器官，鳃上皮中含有的大量离子细胞(也称线粒体丰富细胞、氯细胞)是离子分泌和吸收的主要场所。离子细胞膜上的Na~+-K~+-ATP酶(Na~+-K~+-ATPase，NKA)也称为Na~+泵，是一种普遍存在的跨膜蛋白，是离子转运的关键酶之一，可通过水解一分子ATP主动地将3Na~+运出膜外和将2K~+运进膜内。NKA通过提供其他离子运输系统的动力来维持跨膜稳态。尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)为广盐性养殖鱼类，本研究通过开展尼罗罗非鱼从淡水转入到不同盐度的咸水环境中胁迫实验，分析生化水平（NKA酶活）、分子水平（NKA转录水平）、生理水平（血清渗透压和离子）和细胞水平（鳃离子细胞类型、数目、位置）变化情况，系统阐述尼罗罗非鱼鳃离子细胞和Na~+-K~+-ATPase应对环境盐度变化的渗透调节，为开展半咸水养殖鱼类品种驯化和选育工作提供基础资料和依据。本研究首先利用扫描电镜和免疫组化技术，研究了尼罗罗非鱼鳃中离子细胞的分布，及其不同盐度(0、10、20、30)胁迫对离子细胞数目和形态变化的影响。扫描电镜结果表明，离子细胞分布在鳃丝的鳃小片基部，根据其表面开口长度，可分为Ⅰ型（＞6.5μm）、Ⅱ型（3.2～6.5μm）和Ⅲ型（＜3.2μm）3种亚型；不同盐度下离子细胞总数目变化趋势为：盐度10＜盐度20＜盐度0＜盐度30；从盐度0转移到盐度10后，离子细胞总数目减少，Ⅰ型离子细胞数目显著下降；盐度20中的离子细胞数量高于盐度10，但不显著；盐度30中的离子细胞总数随Ⅲ型离子细胞数量的提高而显著增加。免疫组织化学进一步证实了不同盐度条件下Na~+-K~+-ATP ase免疫反应阳性细胞均分布在鳃丝的鳃小片基部。扫描电镜和免疫组化技术结果表明，尼罗罗非鱼可通过改变鳃离子细胞数量和形态结构来适应环境中的盐度变化，推测Ⅰ型和Ⅲ型离子细胞分别在低盐、高盐适应中起着重要作用。为进一步揭示尼罗罗非鱼鳃的渗透调节机理，分别设置了两种不同的盐度胁迫实验，实验组A （盐度0→7.5→15→20→25）和实验组B （盐度0→7.5→15→7.5→0），检测其血清渗透压、血清离子（Na~+、Cl-、K~+）浓度与盐度变化关系，以及鳃Na~+-K~+-ATPase（NKA）酶活活性与NKA a1mRNA表达水平变化与盐度变化关系。结果表明，实验组A中，血清渗透压水平随环境盐度的增加显著增加，呈正相关关系；血清Na~+、Cl-浓度随着盐度增加而升高，血清K~+浓度先随着盐度（7.5，15）上升显著，但在20和25盐度中显著下降；鳃NKA酶活活性及NKA a1mRNA表达水平也随着盐度的增加呈上升趋势。实验组B中，从0盐度转移至15盐度中，血清渗透压、血清Na~+、Cl-、K~+浓度、NKAa1mRNA表达水平及酶活力均呈现出显著上升趋势；从15盐度转移至0盐度时，各指标均呈现出下降趋势。结果表明，随环境盐度的变化，尼罗罗非鱼体内渗透压基本呈正相关变化，Na~+、Cl-离子浓度变化与渗透压变化趋势一致；尼罗罗非鱼可通过鳃中NKA转录水平和酶活活性变化，调节体内离子浓度，来维持体内渗透相对平衡。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章引言  11-21
  1.1 鱼类渗透调节与耐盐适应  11
  1.2 鳃离子细胞渗透调节特征  11-17
    1.2.1 鳃离子细胞的分布  12-13
    1.2.2 离子细胞亚型的鉴定和功能分析  13-17
  1.3 Na~+-K~+-ATPase  17-19
  1.4 本研究的目的与意义  19-21
第二章盐度胁迫对尼罗罗非鱼鳃离子细胞调节变化的影响  21-30
  2.1 前言  21
  2.2 材料与方法  21-24
    2.2.1 实验材料  21-23
    2.2.2 实验方法  23-24
  2.3 结果  24-27
    2.3.1 扫描电镜定位定量鳃离子细胞类型  24-26
    2.3.2 免疫组织化学定位离子细胞分布特征  26-27
  2.4 讨论  27-30
第三章盐度胁迫对尼罗罗非鱼鳃 Na+-K+-ATPase a1 调节变化的影响  30-46
  3.1 前言  30-31
  3.2 材料与方法  31-36
    3.2.1 实验材料  31-33
    3.2.2 方法  33-36
    3.2.3 数据分析  36
  3.3 结果  36-42
    3.3.1 不同盐度胁迫下鳃 NKA a1 亚基 m RNA 表达变化  36-39
    3.3.2 不同盐度胁迫下鳃 NKA 酶活性表达变化  39-40
    3.3.3 不同盐度胁迫下血清渗透压变化  40-41
    3.3.4 不同盐度胁迫下血清离子浓度变化  41-42
  3.4 讨论  42-46
    3.4.1 尼罗罗非鱼血清渗透压、离子浓度与环境盐度变化关系  42-44
    3.4.2 NKAa1mRNA、酶活在盐度适应中的表达变化  44-46
小结  46-48
参考文献  48-56
硕士期间发表论文  56-57
致谢  57

盐度胁迫下尼罗罗非鱼鳃离子细胞和Na~+-K~+-ATPase a1的渗透调节

内容摘要

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