pH对大菱鲆幼鱼平均日增重及鳃显微结构的影响

pH对大菱鲆幼鱼平均日増重及鳃显微结构的影响王双耀;毛守康;苗治欧;姜志强;杨晶晶;温施慧;姚恩长【摘要】Theaveragedailygrowthrate(AGR)andthemicrostructureofthegillofjuvenileturbot(Scophthalmusmaximus)wereexaminedunderdifferentpHlevels.TheresultsshowthattheAGRdecreasedwithincreasingpHlevels,andtheAGRofpH8.3and8.8groupsweresignificantlylowerthanthatofothertreatmentgroups(P<0.05).WhenthefishwasexposedtopH6.3,thelamellarepitheliawerekeratinizedseverely,nosignificantchangesinlamellarepitheliawereobservedfrompH6.8to7.8,keratinizationandliftingwerefoundinthelamellarepitheliaatpH8.3,andthekeratinizationwasmoresevereatpH8.8.TheresultssuggestthatpH6.8~7.8isconsideredastheoptimumrangesforjuvenileturbot.%研究不同pH对大菱鲆(Scophthalmusmaximus)幼鱼平均日增重及鳃显微结构的影响。结果显示：大菱鲆平均日增重随pH升高而降低，pH8.3和8.8组平均日增重显著低于其他处理组(Pv0.05)。pH6.3时鳃小片上皮细胞角质化较为严重；pH6.8和7.8时鳃上皮细胞未见明显变化；pH8.3时上皮细胞出现脱离，部分出现角质化；pH8.8时上皮细胞角质化较为严重。结果表明，水环境pH在6.8~7.8范围内比较适宜于大菱鲆幼鱼的健康生长。【期刊名称】《天津农学院学报》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】4页(P10-13)【关键词】pH；大菱鲆;平均日增重;鳃;显微结构【作者】王双耀;毛守康;苗治欧;姜志强;杨晶晶;温施慧;姚恩长【作者单位】大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室，辽宁大连116023;大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室，辽宁大连116023;大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室，辽宁大连116023;大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室，辽宁大连116023;大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室，辽宁大连116023;大连海洋大学农业部北方海水增养殖重点实验室，辽宁大连116023;大连大华嘉森海洋资源资产价格评估有限公司，辽宁大连116023【正文语种】中文【中图分类】S965环境pH的改变可影响鱼类正常的生长、胚胎发育及耗氧代谢［1-3］。当变化超过一定范围后，会破坏鱼体原有的血液酸碱平衡、离子平衡，并使鱼体产生不同程度的毒理反应［4-5］。Wilkie等研究发现，在较高的pH环境中，鱼体排泄出的氨大部分以氨态氮的形式重新进入组织和血液，从而对鱼体产生毒害作用［6］；成日至认为，环境pH过低不仅能够引起水中有机质分解速度减慢、物质循环强度减弱，而且会导致某些鱼类的鳃发生病理学变化，最终造成鱼类生长速度减慢［7］。有研究表明，pH对鱼类的影响与鱼的生长阶段有关［8］。也有研究显示，pH对鱼类的影响因鱼的种类不同而存在差异：Ponce与Bloom研究发现，pH较低时，虹鳟生长缓慢［9］;而Matsuo与Vai发现，亚马逊流域的Paracheirodonaxelrodi能够在pH3.5的酸性环境中正常生存［10］。在工厂化循环水养殖过程中，水环境酸度常因鱼类呼吸代谢及残饵氧化分解产酸而升高［11-12］。大菱鲆(Scophthalmusmaximus)作为我国北方重要的冷水性海水养殖种类，近年来多采取工厂化循环水养殖。尽管已有学者就盐度、温度、溶氧等因素对大菱鲆的影响做了相关研究［13-15］，但有关环境pH对大菱鲆幼鱼的影响尚未见报道。本试验通过设置不同梯度的pH水平来研究其对大菱鲆幼鱼平均日增重及鳃组织显微结构的影响，旨在为大菱鲆循环水养殖模式提供科学依据。材料与方法试验材料试验用大菱鲆取自大连天正水产有限公司，所选用规格为(19.89±0.25)g。鱼体健壮无伤病，于室内200L蓝色矩形水槽中驯养一周后开始正式试验。期间槽内水体溶氧维持在(6.0±0.4)mg/L,盐度为31,水温保持在(18.0±0.5)工，氨态氮低于0.05mg/L；投喂适口的颗粒饲料(粗蛋白54.98%、粗脂肪19.16%)。试验设计在农业部北方海水增养殖重点实验室采用静水养殖模式进行试验，试验周期为54d，实验海水经沉淀和沙滤处理。设置6个pH梯度：6.3、6.8、7.3、7.8、8.3、8.8，每个梯度下设3个重复，每个重复16尾鱼；每日7：00和17：00采取“慢-快-慢”的方式进行饲喂；日换水一次，换水量为20%，海水pH通过0.5mol/L的H2SO4与1mol/LNaOH调节至实验所需，用SX725型pH/mV/溶解氧测量仪(上海三信仪表厂)进行测量，并保证昼夜变化幅度不超过±0.2。样品采集54d饲养结束后，停食24h。每槽随机抽取4尾鱼进行体重测量，再经MS-222麻醉后，立即切取右侧第二鳃弓，分成若干小段后，固定于Bouin试液，4°C下保存备用。平均日增重的测定平均日增重的计算公式：AGR（g/d）二（W2-W1）/t式中，W1为实验鱼的初始体重（g）；W2为实验鱼的最终体重（g）；t为养殖时间（d）。光镜样本制备将Bouin氏液固定后的鳃样品进行梯度酒精脱水、二甲苯透明、常规石蜡包埋与切片（厚度5pm）、HE染色后，置于OLYMPUS显微镜下观察，并拍照记录样本。数据处理分析实验数据以平均值士标准差表示，结果用SPSS16.0软件包进行处理，用Duncan多重比较法分析试验结果，以Pv0.05为差异显著。结果与分析pH对幼鱼平均日增重的影响如图1所示，幼鱼平均日增重（AGR）随pH升高而呈下降趋势。pH为6.3~7.8时,AGR在0.24~0.30g/d范围内，各组之间差异不显著（P>0.05）;pH为8.3和8.8时,AGR分别为0.22和0.17g/d，显著低于其他组（Pv0.05）。图1pH对大菱鲆幼鱼平均日增重的影响（注：图中上标字母不同表示差异显著（Pv0.05））pH对幼鱼鳃组织结构的影响鳃丝由鳃小片组成。鳃小片平行排列，且与鳃丝纵轴垂直。鳃小片内充满血细胞，每个鳃小片具有柱细胞及两层扁平细胞，氯细胞通常位于鳃小片基部。幼鱼在不同pH环境下饲养54d后，鳃组织结构出现程度不同的病理变化。pH6.3组鳃小片上皮细胞角质化现象较为严重（图2A）;pH6.8~7.8时，鱼鳃组织未见明显变化（图2B、2C、2D）;pH8.3组鳃小片上皮细胞脱离及部分角质化（图2E）;pH8.8组鳃小片上皮细胞角质化现象较为严重（图2F）。讨论pH对大菱鲆幼鱼平均日增重的影响在本试验所设置的pH梯度下，大菱鲆幼鱼的平均日增重随环境pH的升高而降低。Alabaster及Lloyd认为，饵料充足时，某些鱼类在弱酸性pH时生长较好［16］；Miron等研究表明，pH的适度降低有利于水环境中氨态氮含量的减少，进而利于鱼体健康生长［17］；Peterson等认为，水环境中H+的含量直接关系到金属离子的存在形式［18］，酸性环境中游离态Ca2+较碱性中多。Ca2+通过鳃进入鱼体后，引起鱼类生长激素分泌量增加，从而促进鱼体生长［19-20］。因而，笔者认为，大菱鲆幼鱼在弱酸性环境下的平均日增重高于碱性环境下的原因主要基于以下两点：水中氨态氮在弱酸性环境中常以NH4+形式存在，从而降低了氨态氮对大菱鲆幼鱼的毒害作用；(2)Ca2+常以离子态的形式存在于酸性水环境中，以结合态的形式存在于碱性环境中，离子态的钙能通过鱼鳃进入鱼体，从而促进鱼体生长，而结合态的钙往往不能被鱼体吸收利用。图2pH对大菱鲆幼鱼鳃组织结构的影响(B:血细胞；CC:氯细胞；KLE:角质化的上皮细胞；LLE:脱离的上皮细胞；PIC:柱细胞；PVC:扁平细胞)pH对大菱鲆幼鱼鳃组织的影响鱼类的鳃与其生活的水环境直接接触，覆盖于鳃丝的表皮细胞对鳃生理功能的正常发挥至关重要。鳃丝由鳃小片组成，鳃小片平行排列且与鳃丝纵轴垂直，鳃丝主干包括鳃丝软骨(cartilage)、中央静脉窦(centralvenoussinus)及鳃丝上皮(filamentepithelium)，其中鳃丝上皮内可见扁平细胞(pavementcells)及氯细胞(chloridecells);每个鳃小片具有柱细胞(pillarcells)及两层扁平细胞，氯细胞通常位于鳃小片基部［21-22］。水环境中某些物质含量的升高会导致鱼鳃产生损伤，损伤通常可分为两类:一种是对鱼鳃直接造成的损伤，包括鳃上皮细胞的坏死与脱落等；另一种是因防御反应而产生的损伤，包括鳃丝上皮细胞增生、鳃小片呼吸上皮水肿等［23］。在本试验设置的pH梯度下，当环境pH低于6.8或高于7.8时，大菱鲆幼鱼鳃组织会出现不同程度的损伤，如鳃小片上皮细胞角质化，甚至脱离，这些变化与Dutta等人在研究二嗪农（杀虫剂）对蓝鳃太阳鱼影响时得到的结果相一致[24]。本研究中，上皮细胞的角质化可视作一种因防御反应而产生的损伤，能够阻止环境pH对鳃丝内部产生不利影响，这与Mallatt所认为的鳃小片的融合能够降低鱼鳃与外界的接触，从而保护鱼鳃免受进一步损伤相似[25];也与Cengiz与Unlu在研究不同浓度的溴氰菊酯对食蚊鱼（Gambusiaaffnis）鱼鳃影响时得出的结论相一致[26]。而鳃小片上皮细胞的脱落可认为是环境pH对鱼鳃造成的直接损伤，这与Wong在研究Cd2+对莫桑比克罗非鱼（Oreochromismossambicus）鱼鳃影响时得出的结论相一致[27]。综上表明，水环境pH在6.8~7.8范围内较适宜于大菱鲆幼鱼的健康生长，该结论对大菱鲆幼鱼的循环水养殖有着重要指导意义。参考文献：FredaJ，McDonaldDG.Physiologicalcorrelatesofinterspecificvariationinacidtoleranceinfish[J].JournalofExperimentalBiology，1988，136（1）：243-258.张甫英，李辛夫•低pH对鱼类胚胎发育、鱼苗生长及鳃组织损伤影响的研究[J].水生生物学报，1992，16（2）：175-182.TownsendCR，BaldisserottoB.SurvivalofsilvercatfishfingerlingsexposedtoacutechangesofwaterpHandhardness[J].Aquaculture，2001（9）：413-419.WoodCM.Targetorgantoxicityinmarineandfreshwaterteleosts[J].ToxicResponsesoftheGill，2001（1）：1-89.FrommPO.Areviewofsomephysiologicalandtoxicologicalresponsesoffreshwaterfishtoacidstress[J].EnvironmentalBiologyofFishes，1980，5(1)：79-93.WilkieMP，WoodCM.Theadaptationsoffishtoextremelyalkalineenvironments[J].ComparativeBiochemistryandPhysiology，1996，113(4)：665-673.成日至•池水酸碱度对鱼类的影响J]•饲料研究，2004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