溫度對三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)代謝生理特征影響的基礎研究.pdf

1、本研究以三疣梭子蟹幼蟹為實驗材料，較為系統地研究了兩種環(huán)境介質（水和空氣）中，不同溫度水平及溫度突變對三疣梭子蟹代謝生理特征的影響，主要研究結果如下:
　　1.不同溫度水平對水環(huán)境中三疣梭子蟹代謝生理特征的影響
　　在實驗室條件下測定了三疣梭子蟹在16、23和30℃三種溫度水平下的代謝速率、物質代謝和能量代謝水平，從代謝生理角度探討了蟹對不同溫度環(huán)境的適應性。主要實驗結果如下:三疣梭子蟹不同溫度水平下的呼吸速率隨溫度的升高而

2、顯著升高(P＜0.05)。血淋巴中，血藍蛋白水平隨溫度升高而降低，但各組差異不顯著(P＞0.05);代謝物質水平均在23℃時最低，僅葡萄糖水平隨溫度變化顯著（P＜0.05）;隨著溫度升高，尿酸和乳酸水平逐漸增加，但后者差異不顯著（P＞0.05），而30℃組的尿酸水平顯著高于其他處理組(P＜0.05)。能量代謝結果顯示，不同溫度水平下的呼吸代謝酶活力存在一定差異:PK活力隨溫度升高而降低(P＞0.05)，與LDH活力變化（P＜0.05）相

3、反，而CCO在23℃時活力顯著高于其他處理組(P＜0.05)。各處理組細胞能量狀態(tài)相近，僅不同溫度處理組的AMP/ATP差異達到顯著水平（P＜0.05）。實驗結果初步表明，三疣梭子蟹主要依賴碳水化合物進行物質代謝的調節(jié)以及通過無氧代謝和線粒體有氧代謝改變機體能量代謝水平，從而穩(wěn)定細胞能量狀態(tài)，以適應不同溫度環(huán)境。
　　2.溫度突變對水環(huán)境中三疣梭子蟹代謝生理特征的影響
　　在實驗室條件下測定了三疣梭子蟹在兩種溫度突變環(huán)境（2

4、3→16℃和23→30℃，分別以T16和T30表示）中血淋巴中血藍蛋白、尿酸、葡萄糖和乳酸含量以及肌肉組織中糖原含量、代謝酶活力和腺苷酸水平，從代謝生理角度探討了蟹對溫度突變環(huán)境的適應性。主要實驗結果如下:T30組蟹的耗氧率顯著高于T16組（P＜0.05）;在血淋巴中，突變溫度能夠顯著影響蟹血糖、血藍蛋白、尿酸和乳酸水平（P＜0.05）;能量代謝分析結果顯示:兩處理組的能量生成途徑活力均受到抑制，但突變溫度僅顯著影響蟹體糖酵解途徑活力(

5、P＜0.05)，同時T16組的細胞能量狀態(tài)較T30組更佳(P＜0.05)。實驗結果初步表明，三疣梭子蟹主要依賴碳水化合物進行物質代謝的調節(jié)以適應環(huán)境溫度變化;相比低溫環(huán)境，蟹在高溫環(huán)境中的體內氧濃度水平和血氧容量較低，細胞能量穩(wěn)態(tài)受到破壞，對環(huán)境的適應能力較差。
　　3.溫度對環(huán)境介質轉換過程中三疣梭子蟹氨氮代謝的影響
　　在實驗室條件下，測定了不同空氣溫度（16、23和30℃）環(huán)境中及其后入水恢復(23℃)期間，三疣梭子蟹

6、體內氨氮水平及與氨氮毒性降解相關的酶活力變化，并分析了不同離水時間（23℃條件下）對蟹恢復期間各指標的影響，探討了氨氮負荷與三疣梭子蟹存活間的關系，以及空氣溫度和離水時間長短對離水狀態(tài)誘發(fā)的氨氮負荷和適應性生理活動的影響。在本文中，16、23和30℃空氣環(huán)境處理組蟹分別以AT16、AT23和AT30表示，不同離水時間(0.5和3h)處理組分別以AT23-0.5和AT23-3.0表示。主要實驗結果如下:(1)三疣梭子蟹死亡率隨著空氣溫度的

7、升高和離水時間的延長而逐漸增加，而AT23組的氨氮負荷顯著高于其他組（P＜0.05）;在空氣環(huán)境中，各組蟹體內的氨氮負荷隨離水時間的延長而顯著升高(P＜0.05)，與氨氮毒性降解的相關指標亦顯著升高(P＜0.05);在恢復階段，AT16和AT30組蟹排氨率較實驗前水平顯著升高(P＜0.05)，而AT23組顯著降低（P＜0.05），離水時間延長提高了體內TFAA水平但降低了尿素水平(P＜0.05)，統計分析表明離水時間顯著影響與前者有關的

8、GDH和GS活力和與后者有關精氨酸酶活力（P＜0.05）;與AT23組相比，AT16和AT30組蟹體內的氨氮負荷較低(P＜0.05)，同時二者GS和精氨酸酶活力升高（P＜0.05），但GDH活力下降（P＜0.05）。實驗結果初步表明離水狀態(tài)誘發(fā)的氨氮負荷增加可能不是導致三疣梭子蟹在離水狀態(tài)中死亡的主要原因之一;對經歷介質環(huán)境變化的蟹而言，溫度變化能夠提升其氨氮解毒途徑活力和入水恢復期間的氨氮排泄速率，從而降低體內的氨氮負荷。
　　

9、4.溫度對環(huán)境介質轉換過程中三疣梭子蟹能量代謝特征的影響
　　在實驗室條件下，分析了三種空氣溫度條件（16、23和30℃)和兩種離水時間(0.5和3h)對三疣梭子蟹血淋巴中血藍蛋白、尿酸、葡萄糖和乳酸含量以及肌肉組織中糖原含量、代謝酶活力和腺苷酸水平的影響，探討了介質轉換過程中，空氣溫度和離水時間對三疣梭子蟹代謝生理特征的影響。主要實驗結果為:(1)介質溫度變化及離水時間過長可顯著提升蟹在恢復階段的耗氧率(P＜0.05);(2)各

10、血淋巴指標水平在空氣環(huán)境中隨著離水時間而逐漸升高，再入水后逐漸恢復至接近對照水平，研究表明空氣溫度對大部分指標產生顯著影響（P＜0.05）;(3)蟹在離水狀態(tài)時或恢復期間糖原含量降低，尤其是AT30組，同時各組的代謝酶活力亦下降。統計分析表明，空氣溫度能顯著影響蟹PK、CCO和AK活力（P＜0.05），而離水時間能顯著影響PK和LDH活力(P＜0.05);(4)細胞能量狀態(tài)的變化與空氣溫度相關:在離水狀態(tài)時，AT16組核苷酸水平和AEC

11、保持穩(wěn)定，而AT23和AT30組出現顯著降低（P＜0.05）;相反，在恢復期間，AT16迅速降低，而AT23和AT30組與對照水平相近。實驗結果初步表明，無水環(huán)境可抑制三疣梭子蟹的能量生成，溫度升高時，細胞能量狀態(tài)的下降和離水狀態(tài)誘發(fā)的低氧內環(huán)境加劇可能是三疣梭子蟹在空氣環(huán)境中及再入水后死亡的兩個重要原因。
　　5.溫度對不同介質環(huán)境中三疣梭子蟹代謝生理特征的影響
　　在實驗室條件下，研究了兩種溫度（16和30℃）條件下環(huán)境

12、介質（水和空氣）對三疣梭子蟹血淋巴中血藍蛋白、葡萄糖和乳酸含量以及肌肉組織中糖原含量、代謝酶活力和腺苷酸水平的影響，探討了捕撈、運輸或儲存過程中的脅迫環(huán)境對三疣梭子蟹能量代謝的影響。主要實驗結果為:溫度和介質環(huán)境均顯著影響三疣梭子蟹機體無氧代謝水平以及肌肉能量代謝。隨著突變溫度的升高，乳酸、ADP和AMP含量、CCO和LDH活力以及ADP/ATP、AMP/ATP顯著升高(P＜0.05)，而葡萄糖和ATP含量、AEC和K' ADEN顯著降

13、低(P＜0.05);低溫條件下，離水狀態(tài)下蟹血藍蛋白和乳酸含量與水環(huán)境蟹差異顯著（P＜0.05），但二者肌肉代謝酶活力和細胞能量狀態(tài)間無顯著差異(P＞0.05);高溫條件下，離水狀態(tài)的蟹血藍蛋白和ATP含量、AEC和K'ADEN顯著低于水環(huán)境中的蟹（P＜0.05），而葡萄糖、ADP和AMP含量以及ADP/ATP和AMP/ATP顯著高于后者（P＜0.05），二者肌肉代謝酶活力差異不顯著(P＞0.05)。實驗結果初步表明高溫（尤其是離水狀態(tài)

14、）下，三疣梭子蟹耗能增加，而組織代謝供能不足，能量狀態(tài)的失衡可能是蟹死亡的重要誘因之一。
　　6.低溫及海水低溫處理對空氣環(huán)境中三疣梭子蟹代謝生理特征的影響
　　無水運輸是三疣梭子蟹的重要運輸方式之一，然而該過程中適宜的溫度條件一直沒有得到確定。因此，本研究在實驗室條件下，比較了蟹在不同空氣溫度條件（4、8、12和16℃，分別以AE4、AE8、AE12和AE16表示）下的存活情況、血淋巴指標、鰓組織細胞能量狀態(tài)以及相關基因的

15、表達水平，同時比較分析了低溫海水處理（16℃，以SA16表示）對三疣梭子蟹上述指標的影響，探討了空氣環(huán)境中，不同低溫水平以及低溫海水處理對蟹存活和代謝生理特征的影響。主要實驗結果為:(1) AE12和SA16組的存活時間最長(35 h)，存活狀態(tài)優(yōu)于其他處理組;(2)當梭子蟹直接置于空氣環(huán)境中時，各處理組血藍蛋白水平不同程度降低，而尿酸、葡萄糖和乳酸水平均顯著升高(P＜0.05);與AE16組相比，SA16組血藍蛋白和尿酸水平顯著降低（

16、P＜0.05）;(3)低溫能顯著影響細胞能量狀態(tài):隨著溫度降低(16→8℃)，鰓組織TAN、ATP和AEC水平逐漸下降;(4)隨著溫度降低，Na+/K+-ATP酶、V-ATP酶、HSP90、HIF-1α和AMPK表達顯著上調(P＜0.05)，而CCO、NADH-QR和AK的mRNA表達水平無顯著變化(P＞0.05)。實驗結果初步表明，當空氣溫度維持在12℃左右時更有利于梭子蟹的存活，此時環(huán)境脅迫較小，細胞能量狀態(tài)穩(wěn)定;此外低溫海水處理對