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钙镁离子浓度及盐度驯化对褐牙鲆幼鱼血清渗透压的影响及其渗透调节机制的研究

作　者: 张灵燕
导　师: 张秀梅
学　校: 中国海洋大学
专　业: 增殖养殖工程
关键词: Ca2+ Mg2+ 盐度驯化 褐牙鲆 血清渗透压 Na~+-K~+-ATPase Ca2+-ATPase 血清离子 氯细胞 黏液细胞
分类号: S917.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)是分布于我国、日本和韩国等东北亚沿岸的底栖鱼类,具有重要的经济价值,在海水鱼类养殖业中占有重要地位。本实验以褐牙鲆幼鱼为研究对象,研究了钙镁离子总浓度、钙离子浓度及盐度驯化对其血清渗透压的影响,并对其渗透调节机制进行了探讨,主要得到以下结果及结论：1、钙离子浓度对褐牙鲆幼鱼血清渗透压的影响及其渗透调节机制的研究Ca2+由自然海水(9.7 mM)向低浓度组(a1：1.25 mM)突变216 h内,褐牙鲆幼鱼血清渗透压在6 h时显著升高(P<0.05),12 h后即恢复至正常水平；鳃和肠Na--K+-ATPase和Ca2+-ATPase活力略有下降,呈现下降(6 h和72 h)后回升(12 h和96 h)并趋于稳定的趋势,肾Na+-K+-ATPase和Ca2+-ATPase活力显著升高(P<0.05),呈现上升(6 h)后下降(24 h)并趋于稳定的趋势；血清Na+、Cl-和K+含量无显著变化,实验6 h后,血清Ca2+含量下降并维持稳定,但与对照组无显著差异(P>0.05),血清Mg2+含量则显著上升并维持稳定(P<0.05)；光镜结果显示(216 h),鳃丝横切面内氯细胞密度以及大小与对照组均无显著差异(P>0.05)；电镜结果显示(6 h),氯细胞微管系统分支减少。Ca2+由自然海水(9.7 mM)向高浓度组(a3:37.5,a4:75,a5:100 mM)突变216 h内,血清渗透压无显著变化(P>0.05)；鳃、肠、肾Na+-K+-ATPase和Ca2+-ATPase活力均升高,呈现上升(6 h、72 h和6 h)后下降(24 h、96 h和24 h)并趋于稳定的趋势；血清Na+、Cl和K+含量无显著变化,a3和a4组血清Ca2+含量与对照组无显著差异(P>0.05),a5组血清Ca2+含量72 h后显著增加并维持稳定(P<0.05),a4、a5处理组血清Mg2+含量显著下降并维持稳定(P<0.05),但a3组血清Mg2+含量无显著变化(P>0.05)；光镜结果显示(216 h),各处理组鳃丝氯细胞密度无显著变化,氯细胞大小略有增加,其中a5组显著高于对照组(P<0.05)；电镜结果显示(6 h),a5组氯细胞线粒体内嵴发达,而微管系统出现衰弱现象。Ca2+由自然海水(9.7 mM)向低浓度组(b1：5 mM)突变60 d后,除鳃丝氯细胞密度显著增加(P<0.05)外,其它各项指标均无显著变化。Ca2+由自然海水(9.7 mM)向高浓度组(b3:20, b4:37.5, b5:75 mM)突变60 d后,各处理组血清渗透压均无显著变化；b3和b4组鳃、肠、肾Na+-K+-ATPase和Ca2+-ATPase活力恢复至正常水平,而b5组鳃、肠、肾Na+-K+-ATPase和Ca2+-ATPase活力略有增加,其中鳃和肠Na+-K+-ATPase和Ca2+-ATPase活力显著高于对照组(P<0.05)；各处理组血清Na+、Cl和K-含量无显著变化,血清Ca2+含量与水中Ca2+浓度呈正相关,其中b5组显著高于对照组(P<0.05),而血清Mg2-含量与水中Ca2+浓度呈负相关且均显著低于对照组(P<0.05)；各处理组氯细胞密度均无显著变化(P>0.05),b5组氯细胞大小显著增加(P<0.05),而b3和b4组氯细胞大小无显著变化；b5组氯细胞微管系统密集且管系分支增加。综合分析认为,Ca2+浓度发生突变时,在短期应激反应和长期适应过程中,褐牙鲆幼鱼血清渗透压均无显著变化,但其通过调节鳃、肠和肾Na+-K+-ATPase和Ca2+-ATPase活性及改变血清Ca2+和Mg2+含量来维持体液离子的动态平衡。2、钙镁离子总浓度对褐牙鲆幼鱼血清渗透压的影响及其渗透调节机制的研究钙镁离子由自然海水(60 mM)向低浓度组(A1: 7.5, A2:27 mM)突变216 h内,A1和A2组血清渗透压分别在72 h和6 h显著增加(P<0.05),在其它取样时间无显著变化；鳃Na+-K+-ATPase和Ca2+-ATPase活力呈先下降(6 h)后上升(72 h)再下降(96 h)并趋于稳定的趋势；A1组血清Na+、K-和Cl-含量无显著变化(P>0.05),血清Ca2+含量在48 h内略有下降,72 h后恢复至正常水平,血清Mg2+含量略有增加,在6 h和144 h时显著高于对照组(P<0.05),A2组血清离子含量无显著变化(P>0.05)；光镜结果显示(216 h),A1和A2组氯细胞密度和大小均无显著变化；电镜结果显示(216 h),A1组氯细胞微管系统疏松,线粒体内嵴出现溶解现象。钙镁离子由自然海水(60 mM)向高浓度组(A4:105, A5:180 mM)突变216 h内,A4组血清渗透压在72 h和216 h显著高于对照组(P<0.05),在其它取样时间与对照组无显著差异,A5组血清渗透压在24 h后显著升高并维持稳定(P<0.05)；鳃Na+-K+-ATPase和Ca2+-ATPase活力呈现上升(72h)后下降(96 h)并趋于稳定的趋势；A4组血清离子含量无显著变化(P<0.05),A5组血清Na+、Cl和Ca2+分别在48 h、24 h和6 h后显著增加并趋于稳定(P<0.05),K+在72 h和96 h时显著增加(P<0.05),Mg2+含量下降并维持稳定,在6 h和12 h时显著低于对照组(P<0.05)；光镜结果显示(216 h),A4组氯细胞密度和大小均无显著变化(P>0.05),A5组氯细胞密度无显著变化,而氯细胞大小显著高于其他各组(P<0.05)；电镜结果显示(216 h),A4组氯细胞线粒体体积略有增大,A5组氯细胞线粒体密度显著增加,微管系统管径变粗。钙镁离子由自然海水(60 mM)向低浓度组(B1:27, B2:45 mM)突变60 d后,血清渗透压和血清离子均恢复至正常水平；鳃Na+-K+-ATPase和Ca2+-ATPase活力显著高于对照组(P<0.05)；光镜结果显示,B1组氯细胞密度显著增加(P<0.05),氯细胞大小无显著变化；电镜结果显示,B1组氯细胞线粒体密度显著增加,微管系统发达。钙镁离子由自然海水(60 mM)向高浓度组(B4:90, B5:105 mM)突变60 d后,血清渗透压、血清离子和鳃Na+-K+-ATPase和Ca2+-ATPase活力均无显著变化；光镜结果显示,B5组氯细胞密度显著下降(P<0.05),而氯细胞大小显著增加(P<0.05)；电镜结果显示,B5组氯细胞微管系统分支增加,管径变粗。综合分析认为,钙镁离子浓度发生突变时,在短期应激反应中,低钙镁处理组和高钙镁处理组褐牙鲆幼鱼血清渗透压均显著增加,经60天适应后均恢复至正常水平,褐牙鲆幼鱼主要通过调节其鳃Na+-K+-ATPase和Ca2+-ATPase活性及血清离子含量来维持其体液离子的动态平衡。3、钙镁离子浓度对褐牙鲆幼鱼鳃黏液细胞数量、超微结构及分泌方式的影响褐牙鲆幼鱼在低浓度钙镁离子人工海水中(A1:7.5, A2:27mM)适应9 d后,鳃弓黏液细胞数量增加,但与对照组无显著差异(P>0.05),高浓度钙镁离子组(A4:105, A5:180 mM)黏液细胞数量减少,其中A5组显著低于对照组及各低浓度钙镁离子组(P<0.05)；在低浓度钙镁离子人工海水中(B1：27 mM)适应60 d后,鳃弓黏液细胞数量显著增加(P<0.05),高浓度钙镁离子处理组(B3：105 mM)鳃弓黏液细胞数量减少,但与对照组无显著差异(P>0.05)；在低浓度钙离子人工海水中(C1：1.25 mM)适应9 d后,鳃弓黏液细胞数量增加,各高浓度钙离子组(C3:37.5, C4:75, C5:100 mM)鳃弓黏液细胞数量减少,但各处理组间鳃弓黏液细胞数量无显著差异(P>0.05)；在低浓度钙离子人工海水中(D1：5 mM)适应60 d后,鳃弓黏液细胞数量增加,但与对照组无显著差异(P>0.05),各高浓度钙离子处理组(D3:37.5,D4:75 mM)鳃弓黏液细胞数量减少,其中D4组显著低于D1组(P<0.05),但D3、D4组与对照组均无显著差异(P>0.05)。高浓度钙离子胁迫组鳃弓黏液细胞的数量与对照组无显著差异(P>0.05),且其鳃丝黏液细胞的超微结构相同；高浓度钙离子胁迫组和对照组鳃丝黏液细胞的分泌方式相同,均为顶浆分泌,但胁迫组实验鱼黏液细胞分泌活动旺盛,大量黏液正在向胞外排放,而对照组黏液细胞的黏液分泌量较少。综合分析认为,低浓度钙镁离子或钙离子能够刺激褐牙鲆幼鱼鳃弓黏液细胞的增殖,而高浓度钙镁离子或钙离子则能够抑制黏液细胞的增殖,且褐牙鲆幼鱼对高浓度钙离子胁迫具有较强的耐受能力。4、盐度驯化对褐牙鲆幼鱼血清渗透压和鳃Na+-K+-ATPase活力的影响(1)盐度驯化对血清渗透压的影响：在以不同日盐度变化幅度的低盐和高盐驯化过程中,褐牙鲆幼鱼血清渗透压与驯化到的盐度均呈明显正相关性,随驯化盐度升降而上升或下降。在驯化至高盐47后的适应过程中,以日变幅7驯化的处理组血清渗透压2 d后显著下降并趋于稳定(P<0.05),而以日变幅14驯化的处理组血清渗透压呈逐渐升高趋势；在驯化至低盐5后的适应过程中,以日变幅7驯化的处理组血清渗透压2 d后显著下降并趋于稳定(P<0.05),而以日变幅14驯化的处理组血清渗透压在第2 d时显著下降(P<0.05),4 d后趋于稳定。(2)盐度驯化对鳃丝Na+-K+-ATPase活力的影响：以日变幅3.5驯化至5和47的过程中,Na+-K+-ATPase活力均呈升高趋势,而以日变幅7和14驯化至不同盐度时,Na++K+-ATPase活力均无显著变化(P>0.05)。在驯化至高盐47后的适应过程中,以日变幅7驯化的处理组Na--K+-ATPase活力2 d后显著上升并趋于稳定(P<0.05),而以日变幅14驯化的处理组Na+-K+-ATPase活力呈现上升后下降的趋势,各时间段均无显著差异(P>0.05)；在驯化至低盐5后的适应过程中以日变幅7驯化的处理组Na+-K+-ATPase活力第2 d时显著增加,之后略有下降并趋于稳定,而以日变幅14驯化的处理组Na+-K+-ATPase活力则呈先下降后回升再下降的趋势。综合分析认为,褐牙鲆幼鱼鳃丝Na--K+-ATPase活力在其正常生活的环境中最低,而在高盐驯化和低盐驯化时均升高,此外,以日变幅7的盐度驯化能够缩短褐牙鲆幼鱼在盐度适应过程中的调整时间。

全文目录


摘要  5-10
Abstract  10-21
0 前言  21-22
第一章 文献综述  22-48
  1.1 Ca~(2+)、Mg~(2+)对鱼类的影响  22-27
    1.1.1 Ca~(2+)、Mg~(2+)对鱼类生长与存活的影响  22-24
    1.1.2 Ca~(2+)、Mg~(2+)对海水鱼分布的影响  24
    1.1.3 Ca~(2+)、Mg~(2+)对鱼类渗透调节的影响  24-27
  1.2 参与Ca~(2+)、Mg~(2+)调节的主要器官及其运输机制  27-32
    1.2.1 鳃及Ca~(2+)、Mg~(2+)在鳃中的运输机制  28-29
    1.2.2 肠及Ca~(2+)、Mg~(2+)在肠中的运输机制  29-30
    1.2.3 肾及Ca~(2+)、Mg~(2+)在肾中的运输机制  30-32
  1.3 鱼类渗透压调节研究进展  32-34
    1.3.1 淡水鱼的渗透压调节  32-33
    1.3.2 海水鱼的渗透压调节  33-34
  参考文献  34-48
第二章 钙离子浓度对褐牙鲆幼鱼血清渗透压的影响及其渗透调节机制的研究  48-80
  前言  48-49
  2.1 材料与方法  49-51
    2.1.1 实验材料  49
    2.1.2 实验设计  49-50
    2.1.3 样品测定  50-51
    2.1.4 数据分析  51
  2.2 结果  51-55
    2.2.1 褐牙鲆幼鱼的行为变化  51-52
    2.2.2 钙离子浓度对褐牙鲆幼鱼血清渗透压的影响  52
    2.2.3 钙离子浓度对褐牙鲆幼鱼鳃、肠、肾Na~+-K~+-ATPase和Ca~(2+)-ATPase活力的影响  52-53
    2.2.4 钙离子浓度对褐牙鲆幼鱼血清离子的影响  53-54
    2.2.5 钙离子浓度对褐牙鲆幼鱼鳃丝氯细胞密度和大小的影响  54
    2.2.6 钙离子浓度对褐牙鲆幼鱼鳃丝氯细胞超微结构的影响  54-55
  2.3 讨论  55-62
    2.3.1 钙离子浓度对褐牙鲆幼鱼血清渗透压的影响  55-56
    2.3.2 钙离子浓度对褐牙鲆幼鱼鳃、肠、肾Na~+-K~+-ATPase和Ca~(2+)-ATPase活力的影响  56-57
    2.3.3 钙离子浓度对褐牙鲆幼鱼血清离子的影响  57-59
    2.3.4 钙离子浓度对褐牙鲆幼鱼鳃氯细胞密度、大小及超微结构的影响  59-60
    2.3.5 在Ca~(2+)突变条件下褐牙鲆幼鱼的短期和长期渗透调节机制  60-62
  参考文献  62-66
  附件  66-80
第三章 钙镁离子总浓度对褐牙鲆幼鱼血清渗透压的影响及其渗透调节机制的研究  80-110
  前言  80-81
  3.1 材料与方法  81-84
    3.1.1 实验材料  81
    3.1.2 实验设计  81-82
    3.1.3 样品测定  82-83
    3.1.4 数据分析  83-84
  3.2 结果  84-87
    3.2.1 褐牙鲆幼鱼的行为变化  84
    3.2.2 钙镁离子总浓度对褐牙鲆幼鱼血清渗透压的影响  84
    3.2.3 钙镁离子总浓度对褐牙鲆幼鱼鳃Na~+-K~+-ATPase和Ca~(2+)-ATPase活力的影响  84-85
    3.2.4 钙镁离子总浓度对褐牙鲆幼鱼血清离子的影响  85-86
    3.2.5 钙镁离子总浓度对褐牙鲆幼鱼鳃丝氯细胞密度和大小的影响  86
    3.2.6 钙镁离子总浓度对褐牙鲆幼鱼鳃丝氯细胞超微结构的影响  86-87
  3.3 讨论  87-93
    3.3.1 钙镁离子总浓度对褐牙鲆幼鱼血清渗透压的影响  87-88
    3.3.2 钙镁离子总浓度对褐牙鲆幼鱼鳃Na~+-K~+-ATPase和Ca~(2+)-ATPase活力的影响  88-89
    3.3.3 钙镁离子总浓度对褐牙鲆幼鱼血清离子的影响  89-90
    3.3.4 钙镁离子总浓度对褐牙鲆幼鱼鳃氯细胞密度、大小及超微结构的影响  90-91
    3.3.5 在钙镁离子总浓度突变条件下褐牙鲆幼鱼的短期和长期渗透调节机制  91-93
  参考文献  93-97
  附件  97-110
第四章 钙镁离子浓度对褐牙鲆幼鱼鳃黏液细胞数量、超微结构及分泌方式的影响  110-138
  前言  110-111
  4.1 材料与方法  111-114
    4.1.1 实验材料  111
    4.1.2 实验设计  111-113
    4.1.3 样品测定  113-114
    4.1.4 数据分析  114
  4.2 结果  114-116
    4.2.1 褐牙鲆幼鱼的行为变化  114
    4.2.2 钙镁离子浓度对褐牙鲆幼鱼鳃弓黏液细胞数量的影响  114-115
    4.2.3 高浓度钙离子胁迫对褐牙鲆幼鱼鳃弓黏液细胞数量、超微结构及分泌方式的影响  115-116
  4.3 讨论  116-119
  参考文献  119-122
  附件  122-138
第五章 盐度驯化对褐牙鲆幼鱼血清渗透压和鳃Na~+-K~+-ATPase活力的影响  138-151
  前言  138-139
  5.1 材料与方法  139-140
    5.1.1 实验材料  139
    5.1.2 实验设计  139
    5.1.3 样品测定  139-140
    5.1.4 数据分析  140
  5.2 结果  140-141
    5.2.1 盐度驯化对褐牙鲆幼鱼血清渗透压的影响  140
    5.2.2 盐度驯化对褐牙鲆幼鱼鳃Na~+-K~+-ATPase活力的影响  140-141
  5.3 讨论  141-144
    5.3.1 盐度驯化对褐牙鲆幼鱼血清渗透压的影响  141-142
    5.3.2 盐度驯化对褐牙鲆幼鱼鳃Na~+-K~+-ATPase活力的影响  142-143
    5.3.3 褐牙鲆幼鱼在盐度驯化条件下的渗透调节机制  143-144
  参考文献  144-149
  附件  149-151
致谢  151-152
个人简历和在校期间发表的学术论文  152

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