水体锌暴露对南方鲇Silurus meridionalis幼鱼的生态毒理学影响

以人工授精获得的南方鲇Silurus meridionalis Chen幼鱼(18.92±0.09)g为研究对象,以ZnSO4·7H2O为毒物源,在水温(27.5±0.5)℃、硬度25~30mg CaCO3/L条件下,测得水体锌(Zn^(2+))暴露对南方鲇的96h半致死质量浓度(96hLC50)为8.98mg/L.在水体Zn^(2+)质量浓度分别为0(对照组)、1/60 96hLC50和1/30 96hLC50(分别为149.60μg/L和299.30μg/L)的条件下,进行了为期8周的慢性暴露实验,结果表明:实验鱼的终末体质量、特定体质量生长率、肥满度和肝指数均随着Zn^(2+)质量浓度的上升呈下降趋势,且高质量浓度Zn(1/30 96h LC50)暴露组的终末体质量、特定体质量生长率、肥满度和肝指数均显著低于对照组(p<0.05);而肾指数与静止代谢率随Zn^(2+)质量浓度的上升呈升高趋势,低质量浓度Zn(1/60 96hLC50)暴露组肾指数显著高于对照组(p<0.05),高质量浓度Zn暴露组静止代谢率显著高于其余2个处理组(p<0.05).随着水体Zn^(2+)质量浓度的升高,鱼体蛋白质质量分数、灰分质量分数、干物质质量分数以及能量密度均呈下降趋势,而脂肪质量分数变化趋势恰相反.2个Zn暴露组鱼体蛋白质质量分数均显著低于对照组(p<0.05),高质量浓度Zn暴露组鱼体能量密度显著低于对照组(p<0.05),脂肪、灰分、干物质质量分数在各组间差异不具有统计学意义.实验鱼的肝、鳃、肾、肠、脑和肌肉等器官组织及全鱼中的Zn累积量均随水体Zn^(2+)质量浓度呈升高趋势;高质量浓度Zn暴露组肝、鳃、肠及全鱼的Zn累积量均显著高于对照组(p<0.05),而肌肉或脑Zn累积量在各组间差异不具有统计学意义.两暴露组鱼体各组织中Zn的累积量顺序相同,从大到小依次为肠、鳃、肾、肝、全鱼、脑、肌肉,两暴露组组内肠、鳃和肾中Zn累积量相近且均显著高于其他组织(p<0.05),肌肉中的Zn累积量均显著低于其他组织(p<0.05).通过讨论提出,水体Zn暴露改变了南方鲇的能量利用模式,鱼体优先利用蛋白质提供解毒所需额外能量,降低了鱼体蛋白质及能量累积的速率,导致其生长速度减缓;水体Zn主要通过鳃进入鱼体,经血液循环后分布到鱼体各器官组织,其中肌肉是Zn累积的"非活跃组织".

用宏基因组分析南方鲇(Silurus meridionalis)肠道菌群及抗性基因组成

为了解人工养殖南方鲇(Silurus meridionalis)肠道菌群结构以及抗性基因的组成,采用宏基因组测序技术和生物信息学方法分析人工养殖南方鲇肠道菌群,分离验证了6株不同的细菌。结果显示,肠道菌群共注释到47个门、1425个属、4171个种,其中类志贺邻单胞菌(Plesimonas shigelloides)为优势种,3个样本中相对丰度分别为23.3%、23.4%和26.4%。KEGG分析显示,南方鲇肠道菌群的基因主要参与糖类代谢和氨基酸代谢过程。GO分析显示,南方鲇肠道菌群的基因主要参与代谢过程、细胞成分和催化反应。CARD数据库注释,鉴定出5151个抗性基因,注释到31种抗生素类型,其中有7个抗性基因未注释到具体抗生素。成功分离、培养和纯化了类志贺邻单胞菌、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila,)、维氏气单胞菌(A.veroni)、温和气单胞菌(A.sobria)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)6种细菌。本研究结果为南方鲇肠道菌群结构提供初步分析,并统计了抗性基因携带情况,以期为南方鲇人工养殖病害防治提供参考数据。

延迟首次投喂对南方鲇(Silurus meridionalis Chen)仔鱼身体含能量、体长及游泳能力的影响

在(22.0±0.5)℃条件下,将人工孵化的南方鲇仔鱼分别于出膜后4、5、6、7天进行首次投喂(其中4d的为对照组),首次投喂前(出膜后4d)取样测量体长、体重、身体含能量作为初始值,于出膜后7d(延迟投喂实验)和21d(继续喂养实验)分别测定体长、体重、身体所含能量和临界游泳速度。结果显示:延迟投喂实验结束时各处理组的体重、身体含能量和体长随首次投喂时间的延迟均呈下降趋势,相对临界游泳速度随首次投喂时间的延迟表现为先提高后降低的趋势,绝对临界游泳速度在延迟投喂2d以内无显著差异;继续喂养实验结束时处理组各指标逐渐接近对照组水平,两种临界游泳速度表现为同步变化趋势;另外,体长特定生长率相对百分比(SGRL%)的变化幅度小于身体含能量特定生长率相对百分比(SGRE%)的变化幅度,而绝对临界游泳速度相对百分比(Ucrit%)的变化又小于体长特定生长率相对百分比的变化。结果表明:早期食物资源的短缺会导致南方鲇仔鱼体重、身体含能量产生明显变化,体长生长速度的变化则相对较小,而短期饥饿不会显著降低南方鲇仔鱼的游泳能力。

饲料碳水化合物水平对南方鲇(Silurus meridionalis)幼鱼肝脏、胰脏和肾脏的组织学影响

为研究饲料碳水化合物对南方鲇(Silurus meridionalis)的组织结构的影响,配制分别含0%,15%,30%糊化玉米淀粉的等能饲料分别作为对照、中水平和高水平碳水化合物(CHO)饲料,观察以3种饲料喂养8周后南方鲇鱼体肝脏、胰脏和肾脏的组织形态学.结果发现:中水平碳水化合物和高水平碳水化合物组的肝细胞多发生肿胀和空泡化,部分肝细胞膜破裂.中水平碳水化合物和高水平碳水化合物组的肝细胞密度差异不显著,二者均显著低于对照组(p<0.05).高水平碳水化合物组肝细胞短径显著大于对照组(p<0.05),二者均与中水平碳水化合物组无显著差异.中水平碳水化合物和高水平碳水化合物组肝细胞核多移至细胞边位,大小无明显变化.中水平碳水化合物和高水平碳水化合物组的胰脏和肾脏组织结构与对照组相比没有明显变化.结果表明:摄食过高水平碳水化合物饲料对南方鲇幼鱼的肝脏组织结构有一定程度的损害,验证了饲料碳水化合物对肉食性鱼类在组织学水平上的营养胁迫.

饲料碳水化合物对南方鲇(Silurus meridionalis Chen)幼鱼消化酶活性的影响

实验室循环水养殖系统中,27．5℃条件下,以对照组(添加0％碳水化合物)和处理组(添加12％碳水化合物)的人工配合饲料喂养南方鲇(Silurus meridionalis Chen)幼鱼(38～42 g),在喂养0,2,4周后分别测定实验鱼胃、肠、胰的淀粉酶和蛋白酶活性．结果显示:胃、肠、胰淀粉酶活性在对照组与处理组之间差异均不显著;南方鲇幼鱼的淀粉酶活性的基础水平(未经实验处理的0周)在胃、肠分别为0．073,0．108 U／mg,高于某些肉食性鱼类的相应水平;蛋白酶活性在摄入碳水化合物后却产生了明显的变化(p<0．05)．研究表明:南方鲇幼鱼淀粉酶活性对饲料碳水化合物的变化具有相对保守性,而蛋白酶活性对碳水化合物的变化则表现出明显的反应．本研究提示,南方鲇幼鱼能够利用饲料碳水化合物可能与其淀粉酶活性的基础水平较高有关．

南方鲇(Silurus meridionalis)豚鼠气单胞菌溶血素的分离、纯化与致病性研究

采用硫酸铵盐析、DEAE-Sephadex A50凝胶层析法对豚鼠气单胞菌的溶血素进行分离、纯化,获得分子量为32.2kDa的单一多肽溶血素,测定溶血价为25。将该溶血素倍比稀释后梯度接种南方鲇,研究其对南方鲇的致病性和组织病理损伤情况。结果表明:豚鼠气单胞菌溶血素具有较强的毒力,对南方鲇的半数致死剂量(LD50)为0.29mg蛋白/kg体重;病鱼表现为体表褪色,腹部膨大,肝、脾、肾肿大,肝、脾淤血、出血明显;胃肠道内充有大量粘液,黏膜充血、出血;组织病理学表现为骨骼肌水肿、变性,肝细胞变性、坏死,血窦扩张淤血,肾小管上皮细胞变性、坏死,脾脏淋巴细胞减少,胃肠道黏膜上皮变性、坏死,脱落。

水体中铅暴露对南方鲇 Silurus meridionalis胚胎发育和仔鱼存活的影响

采用人工受精获得的南方鲇Silurus meridionalis Chen胚胎和仔鱼为实验对象,以Pb(NO3)2为毒物源,在水温22.5℃条件下,观察了水体中不同质量浓度铅(Pb)暴露对南方鲇胚胎孵化率、畸形率、自主运动、孵化历时的影响,并进行了初孵仔鱼的Pb暴露毒理实验.实验结果表明,在水体中Pb2+质量浓度分别为0(对照),4,8,12和16mg/L的条件下,南方鲇胚胎孵化率随着Pb质量浓度的上升呈下降趋势,分别为84.94%,71.23%,69.75%,66.57%和64.69%,各Pb质量浓度处理组的孵化率显著低于对照组(p<0.05);且孵出的仔鱼出现心包水肿,脊柱弯曲以及尾巴弯曲退化等畸形特征,畸形率随着Pb质量浓度的升高呈上升趋势,分别为10.27%,15.28%,22.28%和36.67%,各Pb暴露组均显著高于对照组(2.37%)(p<0.05);各Pb质量浓度暴露组胚胎在出膜前期的自主运动频率分别为63.86,52.71,48.43和47.14次/min均显著低于对照组(78.00次/min)(p<0.05);各Pb质量浓度暴露组的胚胎孵化历时均显著长于对照组(p<0.05).孵化后在净水(未加入Pb(NO3)2的实验水体)中养殖的卵黄囊期仔鱼72h死亡率随着其胚胎期Pb暴露质量浓度的上升呈上升趋势,胚胎期Pb暴露质量浓度分别为0,4,8,12和16mg/L的条件下,仔鱼期的净水死亡率分别为9.45%,18.22%,20.95%,24.05%和26.29%,胚胎期各Pb质量浓度暴露组所获仔鱼的死亡率均显著高于对照组(p<0.05).根据水体Pb暴露对南方鲇初孵仔鱼急性中毒致死的观测结果推算,其96h半致死质量浓度(96hLC50)为0.32mg/L.本研究结果表明,南方鲇胚胎对水体Pb暴露的耐受性高于其初孵仔鱼,可能与南方鲇的受精卵卵膜较厚,对水体中的Pb2+进入胚胎具有较大的阻滞作用有关.

南方鲇(Silurus meridionalis)神经肽Y基因cDNA克隆及组织表达分析

以南方鲇(Silurus meridionalis)为对象,运用RT-PCR和RACE技术,获得神经肽Y(Neuropeptide Ty-rosing,NPY)基因cDNA的全序列.该基因cDNA全长743bp,包括3′非编码区(UTR)373bp,5′非编码区(UTR)82bp,开放阅读框(ORF)288bp,编码95个氨基酸.与其他脊椎动物进行同源性分析发现,南方鲇NPY序列与斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)的同源性最高,达79%,其次为瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachellii),同源性达76%.进化树分析也表明,南方鲇与斑点叉尾鮰和瓦氏黄颡鱼聚为一支.qPCR显示,南方鲇NPY mRNA在脑、心脏、肾脏、鳃、胃、肠和肝等7种组织中都有不同程度的表达,其中在脑中的表达量最高.

延迟首次投喂对南方鲇(Silurus meridionalis Chen)仔鱼早期发育的影响

将南方鲇仔鱼进行4种投喂处理(分别在出膜后4、5、6、7天进行首次投喂)和一个完全饥饿处理,出膜后第8天结束实验并测量干重、体长、头长、肛后长和头宽,计算肥满度(在22±0.5℃水温下进行)。结果显示,随着首次投喂时间的延迟,各处理组的干重、体长、头长、肛后长、头宽以及肥满度都呈现出逐渐降低的趋势;干重指标在出膜后6、7天首次投喂的2个处理组中表现为负增长;各投喂处理组的体长、头长、肛后长、头宽分别由17.03±0.15mm、3.20±0.05mm、9.63±0.12mm、3.06±0.05mm减小到12.00±0.11mm、2.28±0.03mm,6.76±0.10mm、2.60±0.05mm,各项指标的组间差异显著(P<0.05),且均较摄食前水平有所增长;将仔鱼肥满度(R)与延迟投喂天数(d)的关系拟合为:R=0.046 e-0.468d(n=15,r=0.788,P<0.001)。实验结果表明,南方鲇仔鱼早期发育过程中,由饥饿所引起的体重的负增长不会导致发育的停滞;但随着首次摄食的延迟,使仔鱼的发育速度明显降低。

南方鲇(Silurus meridionalis)幼鱼日粮中适宜常量营养素(蛋白质、脂肪和碳水化合物)需求量研究

采用混合试验中的Cornell均匀设计法研究了初始重为(2.0±0.0)g的南方鲇(Silurus meridionalis)幼鱼日粮中常量营养素(蛋白质、脂肪和碳水化合物)的适宜需求量。日粮中蛋白质、脂肪和碳水化合物梯度变化范围分别为33%—51%、3%—18%和24%—33%,试验周期为40d。试验结果表明,试验日粮中3种常量营养素含量对南方鲇幼鱼成活率没有显著影响(P>0.05)。当日粮蛋白质水平≤45%时,其特定生长率随着日粮蛋白质水平上升而增加。当日粮脂肪水平≤9%时,其特定生长率随着日粮脂肪水平上升而增加;但当日粮中脂肪含量≥12%时,鱼体和肝脏脂肪含量显著上升,肝细胞脂肪变性明显。33%碳水化合物日粮组鱼特定生长率较24%、27%和30%组鱼显著降低,同时鱼体和肝脏糖原含量显著增加(P<0.05)。试验表明,南方鲇幼鱼日粮蛋白质、脂肪和碳水化合物3种常量营养素的适宜需求量分别为45%、9%和≤30%。日粮总能约为19.0kJ/g。

南方鲇(Silurus meridionalis Chen)卵黄发生的研究

南方鲇卵母细胞的卵黄发生有内源性和外源性两种方式。内源性卵黄主要由卵母细胞质中合成的营养物质沉积而成 ,与线粒体、高尔基体、内质网、皮层泡等有密切关系。外源性的卵黄合成是指肝脏中的卵黄蛋白原经血液循环到滤泡细胞 ,在此合成卵黄蛋白并加工成卵黄前体颗粒和卵黄中间颗粒。卵黄小板具有有膜和无膜两种形态 ,部分卵黄小板有 1～ 3个结晶小体。作者还发现南方鲇未成熟卵黄小板中存在一种亚微结构 ,该结构由大小两种微管有规律地排列而成。

与红外可视膜片钳技术相结合的南方鲇面叶脑片急性分离培养技术

探讨南方鲇初级味觉中枢—面叶脑片的急性分离与不同孵育液中体外培养方法,并建立硬骨鱼类脑片可视膜片钳技术,在脑片局部神经回路水平上深入研究鱼类味觉初级中枢神经元在信息编码中的生理功能,阐述鱼类味觉信号识别的机制。结果表明:①温度25℃、2 h以内、HEPES+Vc+TU+kynurenic acid+低钙脑脊液是最佳体外培养条件。②运用可视法脑片膜片钳实验技术发现南方鲇面叶神经元可分为两种类型。生理条件下,多数细胞处于静息状态,无或少频率适应现象。椭圆形比梨形神经元膜阻抗更高,诱发放电频率却较低。

脂肪酶对南方鲇生长性能、消化酶活性及血液生化指标的影响

在基础饲料中分别添加0、0.1、0.3 g/kg的脂肪酶,饲喂平均体重(57.6±0.02)g的南方鲇(Silurus meridionalis Chen)60 d,测定南方鲇的生长性能、饲料表观消化率、消化酶活性及血液生化指标。结果显示:添加0.1 g/kg和0.3 g/kg的脂肪酶,增重率比对照组分别提高了4.0%和5.8%,但差异不显著(P>0.05),饲料系数分别下降了5.0%和6.6%,差异显著(P<0.05),肥满度和粗脂肪消化率显著提高(P<0.05),对内脏指数、肝脏指数、肠脂指数、胰蛋白酶活力、肠蛋白酶活力、肠脂肪酶活力及血液生化指标均没有显著影响(P>0.05)。添加0.3 g/kg的脂肪酶显著提高胰脂肪酶活力(P<0.05),添加0.1 g/kg的脂肪酶对胰脂肪酶活力没有显著影响(P>0.05)。结果表明,在脂肪水平为10%的饲料中添加0.3 g/kg的脂肪酶可以提高胰脂肪酶活力,提高脂肪消化率,改善饲料利用率。

南方鲇溃疡综合症病原菌的分离与鉴定

从南方鲇(Silurus meriordinalis Chen)病鱼体表溃疡部及内脏分离出细菌12株,经人工感染证实其中6株治病,生化鉴定6株为同一种菌即为引起该鱼溃疡综合症的病原菌,命名为DKN-1。该菌为革兰氏染色阴性,兼性厌氧发酵型短杆菌,极生单鞭毛,对除葡萄糖、麦芽糖、甘露糖、海藻糖、甘露醇、水杨苷、七叶苷以外多种糖不利用,氧化酶、过氧化氢酶、DNA酶、脂酶、蛋白酶、精氨酸双水解酶阳性,MR、VP阳性。在以该菌16S rDNA序列和GenBank及RDP数据库内同源性较高的细菌16S rDNA序列构建的系统发育树中,DKN-1与豚鼠气单胞菌(Aeromonas caviae)同源性达到99.6%,综合该菌在形态、生理生化的结果,鉴定其为豚鼠气单胞菌。该病病原对美满霉素、大观霉素、妥布霉素高度敏感。

水体中铅对南方鲇和胭脂鱼的生态毒理效应

研究了水体中铅(Pb)对南方鲇(Silurus meridionalis)幼鱼和和胭脂鱼(Myxocyprinus asiaticus)幼鱼的生态毒性效应。以人工配制软水(CaCO325 mg/L)为实验水体,在27.5℃条件下,通过急性暴露实验,测得水体中Pb对南方鲇和胭脂鱼的96 h急性半致死浓度(96 h LC50)分别为4.47 mg/L和0.264 mg/L。在水体中不同Pb浓度条件下,分别对南方鲇(在0、200和400μg/L的Pb浓度下)和胭脂鱼(在0、10和50μg/L的Pb浓度下)进行了为期8周的慢性暴露处理实验。观测结果显示,南方鲇和胭脂鱼的肝脏、肾脏和鳃中谷胱甘肽S-转移酶(GST)活性均随水体中Pb浓度升高而升高。两种实验鱼的静止代谢率和肝脏(或肝胰脏)的线粒体状态3呼吸率均随着水体中Pb浓度的升高而逐渐升高;鱼体内的能量储备物质也会发生相应的改变,肝脏中糖原含量随Pb暴露浓度的升高而呈下降趋势。两种实验鱼的特定体重生长率均随Pb暴露浓度的升高而逐渐下降,高浓度处理组均显著高于对照组。结果表明:南方鲇对Pb的耐受能力较强;胭脂鱼对Pb的耐受能力很低,在水体Pb的慢性暴露处理下,两种鱼的生长速率均会受到不同程度的抑制。

南方鲇源豚鼠气单胞菌胞外产物活性与致病性研究

采用琼脂扩散法测定了南方鲇源豚鼠气单胞菌胞外产物酶活性和溶血活性,同时对胞外产物的细胞毒性和其致病性进行了研究。结果显示:南方鲇源豚鼠气单胞菌胞外产物具有蛋白酶、脂酶、明胶酶和脲酶活性,但不具有淀粉酶和卵磷脂酶活性,具有很强的溶血活性和细胞毒性。肌肉注射感染发现,其对南方鲇有强致病性,其LD50为每千克鱼体重0.802 mg;注射后的南方鲇肌肉、心、肝、肾、脾、肠和胃等组织发生了严重组织病理变化,骨骼肌和心肌坏死断裂,炎症细胞浸润;肝脏严重空泡变性;肾小管上皮细胞变性、坏死、间质内大量炎症细胞浸润;脾充血、出血,淋巴细胞减少,胃肠黏膜上皮细胞变性、坏死、脱落。

驱赶和空气暴露对南方鲇耗氧率和呼吸频率的影响

在25℃条件下对不同驱赶时间(0、0.5、1、2.5和5 min)和空气暴露(0、2.5、5、10和20 min)南方鲇(Silurus meridionalis)幼鱼(22.11～79.52 g)恢复过程中的耗氧率(VO)和呼吸频率(Vf)进行了测定。实验发现:经驱赶和空气暴露处理后,实验鱼耗氧率和呼吸频率立即显著上升(P<0.05),然后缓慢回落至稳定水平;对于驱赶逆境胁迫,0.5 min处理能诱导最大耗氧率峰值(约170 mg/h),2.5 min处理能诱导最大运动后过量氧耗(EPOC)(约35 mg);对于空气暴露逆境胁迫,5 min处理能诱导最大耗氧率峰值(约160 mg/h),10 min处理能诱导最大EPOC(约20 mg);无论驱赶还是空气暴露,呼吸频率的反应(上升28%～62%)远小于耗氧率(上升174%～254%)。实验表明两种逆境均能引起明显的胁迫反应,南方鲇对驱赶的反应远大于空气暴露。

南方鲇幼鱼胃和肝脏的组织结构及其在饥饿过程中的变化

描述了南方鲇（Ｓｉｌｕｒｕｓｍｅｒｉｄｉｏｎａｌｉｓ）幼鱼的胃和肝脏的基本形态和组织结构及其在饥饿过程中的变化．发现随饥饿时间延长，胃粘膜皱褶高度、粘膜下层厚度、上皮细胞高度及胃腺厚度均有明显减少趋势．肌肉层厚度呈先降后升再下降的趋势．饥饿过程中还发现各层组织，特别是肌肉层有结缔组织增生和崩溃疏松的现象．饥饿鱼肝脏的肝细胞体积明显减小，细胞索紊乱，细胞间隙增大．

灭活菌苗免疫的南方鲇外周血液细胞免疫指标的变化

以嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophila)灭活菌苗为免疫原,以平均体重为86 20g人工饲养的健康南方(Silu rusmeridionalis)为实验对象,通过腹腔注射免疫原(浓度为1 0×108/mL)免疫,剂量为0 2mL/尾,并分别在免疫后的第1、2、4、7、14、21、28天对实验鱼尾静脉采血,进行血液生理指标和血液中吞噬细胞活性的测定。结果显示,嗜水气单胞菌灭活菌苗(FKC)可以增加南方外周血液白细胞数量并引起不同种类白细胞组成比例的变化,提高吞噬细胞的吞噬活性。在免疫后第1、2、4、7、14、21、28天,南方外周血中白细胞数量呈明显上升趋势,其中嗜中性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞变化趋势更为明显;而且吞噬细胞活性大为提高,吞噬百分比较对照组平均升高了17 66%,吞噬指数比对照组平均升高了1 16,在免疫后第4天吞噬百分比和吞噬指数均达到最高值,吞噬百分比为48 40%,吞噬指数为4 82;免疫后第21天,吞噬百分比和吞噬指数开始下降,但仍高于对照组。由此表明,使用疫苗后,鱼类非特异细胞免疫在初期(尤其是在第2～7天)明显增强,这是鱼用疫苗在免疫早期保护作用的主要机制之一。