盐度,对养虾极其重要

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水产篇
2021/12/18 16:43
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【摘要】:

在淡水中养虾,可以消除海水养殖环境中常见的致病源,例如,白斑综合症病毒(WSSV)是引起的白斑病的病原体,该病可能导致养殖对虾出现较高的死亡率。但是以前有研究表明,WSSV在淡水环境[中,不容易传播或暴发疾病。

一、甲壳类动物动物当中的渗透调节

老养殖户可能都知道,在淡水中养虾有助于克服一些疾病,从而提高养殖产量。然而,淡水养殖也有一定的缺陷,可能对生物生长、免疫、生存能力等造成重大影响,如果想减少这方面的影响,很大程度上取决于目标物种,是不是一种广盐甲壳类动物(如斑节对虾)。因为一般而言,广盐物种能够快速调节其内部的生物过程(生理、生化、细胞和遗传),以应对环境(如盐度)的变化。

在低盐度环境中养殖,主要的问题是维持体液(甲壳类动物的血淋巴)和周围介质之间的离子调节(渗透调节),生物必须快速调节内部的生理、生化和遗传机制来应对盐度变化。但是,环境盐度大幅度变化,也可对生物施加严重的渗透压力,最终导致生长性能减慢,增加疾病易感性和死亡率。在这方面,甲壳类动物以其快速调节这些内部生物过程,以适应盐度波动的能力而闻名。

由于盐度变化而改变渗透调节功能的主要生理方面包括:

(i)体液离子含量的变化(根据外界环境盐度吸收或释放离子,也被称为血淋巴渗透压的变化);

(ii)鳃超微结构、鳃片伸展或收缩的变化;

(iii)调节细胞体积增加(RVI)或减少(RVD),这当然取决于外部盐的变化。

生化方面的变化包括:

(i)血淋巴和鳃中的游离脂肪酸(FFA)和游离氨基酸(FAA(创建一个不渗透膜,以限制扩散离子的损失或获得),以建立渗透平衡的条件;

(ii)血淋巴中表示免疫状态的血细胞数量;

(iii)增加血清素(甲壳类动物应激激素)和血淋巴中的葡萄糖水平。遗传或基因组反应可能导致某些基因表达模式的改变,改变了mRNA的生成,从而促进蛋白质合成。

      在这些生物学机制中,遗传反应(基因表达模式的改变)是最快速的,随盐度波动而立即发生改变,最初呈上升趋势,然后从峰值下降,最后呈基本稳定的模式。生理和生化反应发生在后期(缓慢而逐渐地发生),由基因表达模式的改变触发。这些生理、生化和遗传反应需要增加能量消耗。因此,生物需要消耗更多的溶解氧来满足不断增长的能量需求,以应对环境的变化。但是这些能量消耗,主要用于渗透调节(由于盐度变化而保持离子平衡),而不是用于生长需求。

二、斑节对虾对盐度,到底有什么要求

斑节对虾是全球第二大养殖甲壳类物种(仅次于南美白对虾),也是是东南亚沿海的一种主要水产养殖物种,对许多国家的经济做出了重大贡献。例如,孟加拉国通过出口斑节对虾每年可以获得约3亿美元外汇,目前,该国第二大出口收入来源。

斑节对虾是一种广泛盐性的海洋物种,但其天然的耐盐度范围很广(5 - 35‰),在10-20‰的盐度范围内,是养殖斑节对虾的最佳盐度范围。然而,在一些国家,斑节对虾可以在较低盐度地区进行养殖。例如,在孟加拉国,在5-20‰的盐度范围内养殖斑节对虾,是非常普遍的。近年来,许多养殖户更是尝试在更低的盐度水平(2-3‰)下进行养殖。

虽然斑节对虾已经显示出,可以在低盐度环境中具有一定的生存和生长的能力,但目前还没有研究直接测试其耐受盐度的下限(生理、生化和遗传性能),尤其是在0‰时,盐度将会给斑节对虾产生什么样的影响,这一点还不清楚。虽然已经有一些研究表明,5-35‰的盐度会对斑节对虾的生理生化产生影响。然而,仅仅基于生理、生化或遗传方面的研究,不能提供足够的证据,来解释斑节对虾可以适应多大范围的盐度变化。

以往的研究对不同水生甲壳类动物基因组的研究,发现了43个与渗透调节和离子平衡相关的候选基因,26个与生长相关的基因和39个抗病基因。这些基因组提供了充分的机会来推断不同的驯化机制和环境下,甲壳类动物的生长数据。因此,我们可以利用从极低(0‰)环境盐度到高(30-35‰)环境盐度,综合生物学(生理、生化和遗传)方面的研究,可为推断斑节对虾在低盐度环境下的养殖潜力提供有力依据。

因此,为了研究盐度对斑节对虾的影响,开展了一项研究,旨在研究生理(生长、溶解氧消耗速率、血淋巴渗透压和血细胞计数)、生化(血淋巴中的FAA、FFA、血清素和葡萄糖水平)和遗传变化(8个候选基因的表达);在0‰、2.5‰、5‰、10‰、20‰和30‰6种不同的盐度养殖条件下,分别检测4个渗透调节基因、2个血淋巴调节基因、1个生长和1个免疫应答基因,该研究一共进行60天。

三、研究的结果和讨论

1、不同的盐度显著改变了斑节对虾的生理(生长、生存、氧气消耗和血淋巴渗透压)、生化(FAAs、FFAs、血细胞计数、葡萄糖和血清素水平)和遗传(选定的候选基因表达模式)参数。同时,环境盐度的任何变化都会对水生生物施加渗透压力,由于生物体液(甲壳类动物的血淋巴)与周围环境之间渗透压的差异,也会产生应激反应,其水平取决于盐度变化的强度。因此,我们观察到与对照组(盐度20‰)相比,盐度的变化降低了生长和存活率。

2、低盐度组(0-5‰)显著延缓了斑节对虾的生长性能(下图),增加了溶解氧的消耗率。较高的氧消耗表明代谢率增加,这可能是动物应对渗透胁迫而响应机制。在任何应激条件下(如盐度冲击),水生生物的能量需求会立即提高,以抵消应激源的不利影响。生物体通常通过消耗更多的能量(随之增加代谢率)或利用身体的储备能量,来满足不断增长的能量需求,而这些能量被消耗掉后,斑节对虾由于没有能量满足自身生长,最终会降低生长性能、免疫力和存活率。

3、0~5‰盐度的条件下,斑节对虾的摄食量最高、耗氧量最高,生长性能最低,说明斑节对虾对渗透胁迫的反应,是以生长迟缓为代价的。20‰盐度时FCR最低(0.89),生长性能最高,表明在20‰盐度下没有渗透胁迫,为最佳生长的盐度。

4、在低盐度环境中,甲壳类动物倾向于通过鳃从体液中失去离子,增加鳃部FFAs水平有助于通过形成一种不渗透膜来最小化离子损失。因此,随着盐度的降低,斑节对虾中FFAs的增加表明驯化(一种补偿机制)对盐度降低的响应。FAAs也是甲壳类动物血淋巴的重要组成部分,除离子外,还有助于调节渗透压。此外,在受到盐度波动影响后,氨基酸可以立即分解,为缓解胁迫提供足够的能量。

5、研究血细胞计数,提供了一种可靠的方法来推断机体的免疫状态,血细胞水平越高可能表明机体的免疫状态越好,血细胞计数越低则表明机体对疾病或病原体的易感性增加。不同采样次数下,对照组虾血细胞计数(20‰)略有变化,可能与发育阶段的变化有关。同时,与较高盐度相比,在0‰、2.5‰和5‰盐度下的血细胞计数较低,表明其免疫力降低,很可能是由于盐度应激造成。而10‰、20‰和30‰之间的血细胞计数没有显著差异,说明他们的免疫状态差异不大。

四、结论

   本研究结果表明,通过前期淡化,斑节对虾可以在低盐度(甚至是淡水)的环境下养殖,这样对斑节对虾的生长影响最小。但是,在低盐度环境下的养殖斑节对虾时,可能会降低免疫力,从而增加对不同病原体和疾病的敏感性。因此,必须特别注意(保持最佳水质和最合理饲料投喂)。