刺参(apostichopus japonicus selenka)对典型环境胁迫的生理生态学响应及其机制研究

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1、中国海洋大学博士学位论文刺参（ApostichopusjaponicusSelenka）对典型环境胁迫的生理生态学响应及其机制研究姓名：臧元奇申请学位级别：博士专业：水产养殖指导教师：董双林；田相利201206刺参(ApostichopusjaponicusSelenka)对典型环境胁迫的生理生态学响应及其机制研究摘要Selenka)属于棘皮动物门(Echinodermata)、海参纲(Holothroidea)，是我国重要的海水养殖经济种类。近年来，由于其较高的经济价值，刺参养殖业在我国发展很

2、快，目前已成为海水养殖的支柱产业之一。本论文以刺参为研究对象，设计了典型的环境胁迫因子，包括温度、氨氮、饥饿和夏眠、运输、排脏等，对比研究了胁迫种类、胁迫强度、胁迫作用方式等对刺参生理和生态学的不同影响。通过本研究的进行，不仅可以揭示环境胁迫对刺参影响的生理和生态学机制，丰富刺参生物学研究内容，还有助于找到消除或缓解环境胁迫对刺参负面影响的方法，从而为改进刺参养殖技术、促进刺参养殖业的健康发展提供必要的理论依据，因此具有重要的理论和实际意义。研究结果总结如下：1．采用实验生态学的方法，研究了不同

3、变温模式(变温回复、变温维持)、变温强度(16±4℃，±8℃，±12℃)及变温方向(升温、降温)对刺参(ApostichopusjaponicusSelenka)幼参(体重3．37-4．619)热休克蛋白70(Hsp70)表达的影响。主要结果如下：(1)升温组在不同变温模式下刺参热休克蛋白70表达量在实验开始后均迅速升高，说明温度胁迫可以迅速诱导热休克蛋白70的表达∽<0．05)。(2)在升温回复实验中，温度可以诱导热休克蛋白70的迅速表达(P<0．05)，当放回正常温度时，热休克蛋白70水平逐

4、渐下降，下降趋势一直保持到72h，其中R24组在第72h与对照组无显著差异∽>O．05)，R20组在第48h与对照组无显著差异(尸>0．05)，这说明热应激后热休克蛋白70表达迅速但维持时间较短。(3)升温维持组刺参热休克蛋白70表达在实验开始后迅速升高，之后缓慢降低但始终维持在～个较高的水平上，说明持续的热应激可以诱导热休克蛋白70持续表达。(4)刺参热休克蛋白70的诱导强度不仅与变温持续时间有关，并且也与变温强度相关联。在本实验中，升温组变温幅度越大，刺参热休克蛋白70的表达越迅速，表达强度

5、越高，维持时间越长。(5)本实验研究发现，升温组刺参热休克蛋白表达在应激开始后2h迅速升高，但是降温组刺参热休克蛋白表达在应激开始后4h内保持相对稳定，然后迅速升高至第8h达到最高。刺参热休克蛋白70的表达对不同变温方向的相应不同，相比降温波动，刺参对升温波动更加敏感。综上，更多的研究应当以此为基础，关注于更复杂的、贴近自然状态的热应激条件下刺参热休克蛋白表达的规律和分子机制。2．以初始体重为(50．50土1．67)g左右的刺参(ApostichopusjaponicusSelenka)为研究对

6、象，研究了不同氨氮浓度对刺参体壁和体腔液中酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及Hsp70表达的影响。20天慢性毒性实验研究结果表明：(1)刺参体壁和体腔液ACP、AKP活性在0．51和2．04mg／U氨氮浓度下表现出先上升后降低的趋势，而在5．09、10．19和50．93mg／L下，则表现出降低的趋势；(2)不同浓度氨氮胁迫下，刺参体壁CAT活性均呈现降低趋势，且与氨氮浓度呈现显著的负相关性(尸

7、51、5．09、10．19和50．93medU浓度下则均随取样时间而降低；(3)在氨氮浓度0．51～5．09metE时，刺参体壁和体腔液SOD活性均表现出不同程度的先增高后降低的趋势，而在高浓度下则与氮氮浓度显著负相关；(4)在氨氮胁迫下，刺参体壁、呼吸树、肠道和体腔液中Hsp70表达量迅速升高，氨氮胁迫第5天时检测到达到最高；随后各组织Hsp70的表达量缓慢降低，但在氨氮胁迫第20天时，各组织Hsp70的表达量仍显著高于氨氮胁迫前的水平伊

8、明显的正相关性。综合本研究结果可以看出，随着氨氮胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长，刺参免疫酶活性趋于降低，同时机体清除自由基的能力下降，机体非特异性免疫防御系统遭到损伤。而Hsp70表达量维持在较高水平，对于增强机体的抗逆性具有重要的作用。3．采用实验生态学方法，研究了刺参(ApostichopusjaponicusSelenka)在夏眠、实验性夏眠、饥饿状态下生长、代谢及免疫应答的变化。通过测定刺参体重、耗氧率(ocg)、体壁和体腔液中免疫酶活性包括酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、过