食物中多氯联苯PCB 126对南方鲇的致死效应及代谢胁迫的研究

于2007年10－12月,为探讨食物中多氯联苯126（3,3′,4,4′,5-pentachlorobiphenyl, PCB 126）对南方鲇（Silurus meridionalis Chen）的致死效应及代谢胁迫作用,将72尾南方鲇幼鱼分为6个实验组,配制PCB 126含量分别为0、50、100、200、400和800 μg/kg的6组饲料,采用室内养殖系统,在（27.5±0.2）℃水温条件下以3％BW/d的日粮水平单尾喂养8 周。观测结果表明：PCB 126含量为0、50和100 μg/kg的饲料组在实验期间无实验鱼死亡,至实验结束时的PCB 126总摄入量分别为0、30.56和66.66 μg/kg;而200、400和800 μg/kg的饲料组有实验鱼死亡,半致死时间（Median lethal time, LT50）分别为34d、16d和11d,与饲料中PCB 126水平呈负相关,至半致死时PCB 126总摄入量分别为90.18、92.05和94.11 μg/kg,三者间无显著差异,但均显著高于无实验鱼死亡饲料组的PCB 126总摄入量（p<0.05）;肝指数（Hepatosomatic index , HSI）及静止代谢率随饲料中PCB 126水平的增加而升高;在无实验鱼死亡的饲料组,肝线粒体代谢耗氧率和细胞色素c氧化酶（Cytochrome c oxidase , CCO）活性随饲料中PCB 126水平的增加而升高,而在有实验鱼死亡的饲料组,肝线粒体代谢耗氧率和CCO活性则随饲料中PCB 126水平的增加而呈下降趋势。本研究提出,PCB 126对南方鲇的致死临界累计摄入量在92 μg/kg左右;PCB 126对南方鲇在整体水平表现为使静止代谢增强的胁迫效应,但在肝线粒体水平表现为低浓度使其代谢耗氧率增强,这应当是该种鱼应对多氯联苯类污染物的一种生理调节结果,而高浓度的PCB 126则使肝脏功能受到不可耐受的损害,不能对胁迫做出进一步的代谢调节。     

南方鲇肝脏线粒体DNA的简便分离纯化方法

摸索出可消除南方鲇肝脏ｍｔＤＮＡ制备中出现的白色干扰物的方法,采用该方法处理后的ｍｔＤＮＡ可用于限制性分析。     

温度及光照驯化对南方鲇线粒体代谢补偿调节的影响

为了检验在季节驯化中温度和光周期分别对南方鲇（Silurus meridionalis Chen）组织线粒体代谢补偿效应的调节作用,研究对实验鱼进行了4个系列的驯化处理:（1）低温等光周期12.5℃,12L:12D,体重:（186.362.77） g;（2）高温等光周期27.5℃,12L:12D,体重:（202.807.99） g;（3）短光照中等温8L:16D,20℃,体重:（284.8013.47） g;（4）长光照中等温度16L:8D,20℃,体重:（283.7015.60） g,每组均为24尾鱼。驯化8周后取样,测定了各驯化组鱼体心脏、肝脏和肾脏的器官质量（器官指数）,以及这3种器官组织线粒体在测定温度为12.5℃、20℃和27.5℃时的呼吸率和细胞色素C氧化酶（CCO）活性。结果显示,在等光周期条件下,低温驯化组（12.5℃,12L:12D）实验鱼的心脏、肝脏和肾脏的器官指数均显著高于高温驯化组（27.5℃,12L:12D）;在中等温度条件下不同光照处理的实验鱼之间器官指数无显著差异。在中等温度条件下短光照驯化组（8L:16D,20℃）鱼体的心脏、肾脏和肝脏组织线粒体呼吸率和CCO活性均显著高于长光照组（16L:8D,20℃）;而在等光周期条件下的不同温度驯化并没引起这3种组织线粒体的呼吸率和CCO活性的明显差异。综合认为:在季节驯化过程中,光周期改变是引起线粒体代谢能力的主要因素,温度变化则是调整器官组织重量的主要因素,光周期与温度对南方鲇线粒体代谢机制的调整具有协同作用。       

南方鲇对饲料碳水化合物的代谢适应

已有研究表明,肉食性鱼类对饲料碳水化合物(CHO)利用较差[1,2,摄食过高水平CHO饲料后,鱼体血糖持续偏高[3,4],造成代谢负荷(Metabolism burden)加重[4],导致鱼体的生长率和饲料效率降低 [5,6],损害肝脏功能[7],影响鱼体的免疫力[8].另一些研究则发现,在大西洋鲑(Salmo salar)和虹鳟(Oncorhynchus mykiss)等肉食性鱼类的饲料中添加一定水平的CHO可以提高生长率、饲料效率和蛋白质效率[9,10],提示这些肉食性鱼类可能在一定程度上适应CHO营养条件.     

低氧训练对骨骼肌p53及其调控的线粒体有氧代谢信号通路基因表达的影响

目的:探讨低氧训练对大鼠骨骼肌p53及其调控的线粒体有氧代谢信号通路基因表达的影响,以及对线粒体有氧氧化供能能力的影响。方法:30只雄性Wistar大鼠随机分为3组(n=10),低住低练组(LoLo)、高住高练组(HiHi)和高住高练低训组(HiHiLo)。以当地海拔1 500 m为常氧环境,模拟海拔3 500 m为低氧环境,各组大鼠按训练方案训练5周后,取股四头肌行匀浆及提取线粒体。Real-time PCR检测p53、细胞色素c氧化酶合成2(SCO2),细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ(COXⅠ)和谷氨酰胺酶2(GLS2) mRNA表达,Westem blot检测p53、SCO2、COXⅠ和GLS2蛋白表达;ELISA测定α-酮戊二酸脱氢酶(α-KGDHC),细胞色素c氧化酶(COX)及ATP合酶(ATP synthase)活性。结果:(1)与LoLo组比较,HiHi和HiHiLo组p53 mRNA水平显著升高(P<0.01),HiHiLo组p53蛋白表达水平显著下降(P<0.01);HiHi和HiHiLo组SCO2 mRNA水平和蛋白表达水平均显著升高(P<0.01);H...     

南方鲇线粒体基因组全序列与骨鳔鱼类分化时间的估算

用PCR方法获得了南方鲇（Silurus meridionalis）的线粒体基因组全序列,长度为16533bp,南方鲇线粒体基因组中A和T的含量略高（（A＋T）为55.17%）,12S rRNA,16S rRNA,tRNA和控制区的（A＋T）含量分别为52.44%,55.23%,55.97%和60.24%）.基于选取的36种代表性种类线粒体全序列中的11个蛋白编码基因,构建了骨鳔鱼类系统发育树,并以骨鳔鱼类化石记录为标定点,运用松散分子钟方法估算物种分化时间.结果表明,耳鳔系鱼类为强烈支持的单系,鲤形目位于该类群的基部,脂鲤目和电鳗目构成姐妹群,然后和鲇形目构成姐妹群.骨鳔鱼类起源于三叠纪（约为231Mya）,耳鳔系起源于三叠纪晚期（约为216Mya）,其代表类群均起源于侏罗纪晚期（鲇形目、鲤形目、脂鲤目、电鳗目的分化发生在161～139Mya）,南方鲇的物种分化时间约为白垩纪中期,估算的分化时间远早于化石记录.     

温度对南方鲇肝组织离体线粒体代谢耗氧率的影响

于2007年2月,把40尾南方鲇1龄幼鱼分为5个不同的温度处理组,用流水式呼吸仪测定每尾实验鱼的静止代谢率(Ms:mg O2/h·kg),随即处死该实验鱼,提取其肝脏线粒体,采用氧电极在与其静止代谢测定相同的温度条件下以琥珀酸为代谢底物测定其线粒体的代谢耗氧率.在12.5、17.5、22.5、27.5和32.5℃条件下,静止代谢率的值分别为26.64、49.03、73.64、102.40、156.72mg O2/h·kg,单位线粒体蛋白重量的线粒体耗氧率(Mp)分别为12.24、11.76、16.28、21.56和31.43nmol O2/min·mg,单位组织重量的线粒体耗氧率(Mt)则分别为64.02、78.72、117.51、121.57和194.20nmol O2/min·g.为了比较南方鲇肝脏离体线粒体的底物偏好性,在27.5℃条件下还测定了其以丙酮酸 苹果酸为底物时的耗氧率.结果显示:该种鱼肝脏离体线粒体对琥珀酸的氧化代谢能力显著高于丙酮酸 苹果酸(p<0.05);在实验温度范围内,鱼体的Ms、Mp和Mt值分别与温度(T: ℃)之间呈显著的双对数直线相关,协方差分析表明,鱼体静止代谢率与线粒体代谢率回归方程的斜率(温度指数b)差异显著(p<0.05),即鱼体静止代谢率与线粒体代谢率随温度变化的趋势不一致.经过计算发现:在最低实验温度条件下(12.5℃)肝器官线粒体代谢总耗氧率占鱼体静止代谢总耗氧率的比例显著高于其他温度梯度(p<0.05).通过讨论认为:在低温条件下,肝脏线粒体代谢水平随温度下降速率的减小是该种鱼抵抗低温的适应性调节机制.     

南方鲇脑垂体发育的研究

对不同发育阶段南方鲇脑垂体的显微和超微结构进行了研究。结果表明 :南方鲇脑垂体由两个不同部位的胚胎细胞形成。源自胚胎原始口腔顶壁的上皮细胞团构成垂体的前、中腺垂体和部分后腺垂体 ;从间脑腹面漏斗体分离出来的细胞构成神经垂体和部分后腺垂体。受精后 32h ,原始口腔上皮细胞增生 ,口腔顶壁细胞群内凹 ,开始向内迁移 ;受精后 38h ,上皮细胞与口腔顶壁分离 ,形成实心细胞团 ,并沿着前脑腹面向间脑方向迁移 ;受精后4 5h ,细胞团迁移到间脑底部下方 ;初孵仔鱼原始口腔顶壁上皮细胞团位于间脑底部 ,与漏斗体接触 ;出膜后 36h ,上皮细胞团与漏斗体分离出来的细胞结合 ;出膜后 4 8h ,腺垂体和神经垂体清晰可辨 ;出膜后 4d ,腺垂体可区分前、后两部分 ;出膜后 6d ,GH细胞开始分化 ;出膜后 10d ,前、中、后腺垂体分化形成 ;出膜后 4 8d ,除GTH细胞外 ,其他分泌细胞均已分化 ;6月龄 ,分泌细胞分化完成。 1冬龄和 2冬龄幼鱼脑垂体仅前、中、后腺垂体体积及分泌细胞比例和部分细胞的超微结构与成鱼不同。     

驯化温度与急性变温对南方鲇幼鱼皮肤呼吸代谢的影响

为了考查鱼类皮肤呼吸代谢的温度反应特征,在不同驯化温度(10、20、30℃)及双向急性变温(10→20℃、20→30℃、10→30℃;20→10 ℃、30→20℃、30→10℃)条件下采用自行设计的皮肤呼吸代谢装置测定麻醉后南方鲇(Silurus meridionalis)幼鱼的皮肤耗氧率(MO2skin)及鳃部耗氧率(MO2gill),并计算整体耗氧率(MO2total).研究显示:南方鲇幼鱼的MO2skin占MO2total 的16.4％-19.0％,随着驯化温度的升高,MO2skin上升的幅度显著低于MO2total(P＜0.05),MO2skin占MO2total的比例则呈下降趋势;急性升(降)温组的MO2skin与升(降)温前驯化温度组相比显著升高(降低)(P＜0.05),却与相应温度驯化组的MO2skin无显著性差异(P＞0.05);急性变温组MO2skin的Q10值与驯化温度组的差异不显著(P＞0.05),却显著低于MO2total的Q10值(P＜0.05).通过相关资料比较发现,南方鲇幼鱼MO2skin占MO2total的比例处于中上水平.研究表明,在驯化温度和急性变温条件下,实验鱼的MO2total分别存在代谢补偿反应和急性胁迫反应;MO2skin与MO2total的温度反应不同,它既不是一个完全的化学反应过程,也不是生物反应过程,而更倾向于是一个物理的扩散过程.     

南方鲇幼鱼和成鱼血液指标的比较

测定了南方鲇(Silurus meridionalis)幼鱼和成鱼部分血液生理及生化指标,结果表明,南方鲇幼鱼和成鱼血液中红细胞数量(RBC)、白细胞数量(WBC)、白细胞分类计数(DLC)、血红蛋白(Hb)、血糖(GLU)、总蛋白(TP)、胆固醇(CHOL)及甘油三酯(TG)二者差异不显著,在对幼鱼与成鱼做血液诊断时这些指标可以用同一个标准。成鱼血液中谷草转氨酶(GOT)活性显著高于幼鱼,而幼鱼血液中谷丙转氨酶(GPT)、碱性磷酸酶(AKP)活性显著高于成鱼,幼鱼血液中氯离子(Cl-)浓度极显著高于成鱼,在对南方鲇幼鱼和成鱼做血液学诊断时需要设定不同标准。     

双向急性变温对南方鲇幼鱼静止耗氧率和临界游泳速度的影响

为了考查鱼类对温度变化的功能适应和生理反应特征,以不同驯化温度(10、20和30℃,驯化两周)为对照,进行双向急性变温处理(20℃→10℃和20℃→30℃),分别在不同时间(0.5、1、2、4、8和24h)对南方鲇(Silurus meridionalis Chen)幼鱼静止耗氧率(Resting oxygen consumption rate,VO2)进行测定并在处理后及时测定实验鱼的临界游泳速度(Critical swimming speed,Ucrit)。研究发现:不同驯化温度下实验鱼的Ucrit随驯化温度升高呈显著增加的变化趋势,相对临界游泳速度(Relative critical swimming speed,Ur)分别为1.83、2.87和3.37 BL/s(Body length per second)(P<0.05);双向急性变温两组的Ur分别与驯化组均无显著差异(P>0.05);Ur与温度的关系表达为:Ur=0.8114T+1.0976(n=37,R2=0.973,P<0.05)。VO2也随驯化温度升高呈显著增加的变化特征,分别为14.91、28.34和44.98 mg O2/kg·h(P<0.05)。双向急性变温对VO2的影响十分显著。急性升温组的静止耗氧率呈现先上升后下降并趋稳定的变化规律,其静止耗氧率的Q10值的峰值(3.1)出现在升温后的0.5h,是对照组的1.96倍;而急性降温组的静止耗氧率则急剧连续下降至相对稳定水平,其Q10值的峰值(4.8)出现在降温后的1.0h,是对照组的2.5倍。研究表明:在相同的变温幅度下,双向急性变温对南方鲇幼鱼均存在明显的生理胁迫;不同温度变化方向的代谢反应特征却不尽相同,急性降温对南方鲇幼鱼造成的生理胁迫可能大于急性升温;当环境温度发生骤然变化时,实验鱼的运动生理功能具有较好的温度适应能力。研究提示,迅速降温后水流刺激可能会终止鱼类的"冷休克",引起整体的代谢水平的重新调节,以满足运动的能量需求并提高生存适合度。     

南方鲇上颌须和下颌须神经外周和中枢味觉反应的比较研究

采用组织切片、电生理和束路追踪等方法对南方鲇口外皮肤受外界化学物质刺激时面神经主要感觉支(上颌须神经和下颌须神经)及其味觉初级中枢(面叶)的诱发放电进行研究.结果表明:(1)南方鲇面叶分成大小2叶,所占体积分别为(73±3)%和(58±4)%.上颌须皮肤的味觉传入神经(上颌须神经)投射到大叶的背中位置,下颌须皮肤的味觉传入神经(下颌须神经)投射到小叶的腹中和背中位置;(2)判断上下颌神经放电反应可知最有效的刺激物是L-ala和L-arg,且二者存在交叉反应和脱敏现象.上颌须神经反应更敏感;(3)面叶中上颌须神经投射区域,L-arg和L-ala引起的反应较强;下颌须神经投射区域中,L-his和Qhcl引起的反应较强.这些结果显示出南方鲇面神经的感觉支对不同化学物质具有不同感受性且在其面叶上的投射也具有躯体分布特异性.