盐碱胁迫对青海湖裸鲤呼吸耗氧、渗透和离子调节的影响

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青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)可以在高盐碱环境中生存、生长,生命力强,是青海湖重要的经济鱼类,处于青海湖整个生态系统的核心地位。在长期适应高盐碱环境的过程中,青海湖裸鲤可以通过复杂的调节机制来适应水中盐碱度的变化。近年来由于环境的变化和人为过度的捕捞,导致了青海湖裸鲤资源的急剧下降,青海湖裸鲤资源正面临衰竭的危险。鉴于青海湖裸鲤独特的生长环境和洄游产卵习性,可以将它作为良好的耐盐碱品种进行研究,为青海湖裸鲤的资源保护和增殖放流提供参考依据,并为将来这种土著鱼类的养殖开发提供更多的基础资料。本论文应用生理结合组织切片的方法,对青海湖裸鲤幼鱼和成鱼开展了盐碱胁迫下急性毒理实验、观察了呼吸生理的变化以及研究了在盐碱胁迫下渗透浓度和离子调节的变化,取得了以下结果。(1)采用急性毒理实验的方法,对青海湖裸鲤幼鱼进行急性盐度和碳酸盐碱度胁迫实验,以探讨青海湖裸鲤对盐碱突变的耐受性。实验结果表明:①裸鲤幼鱼对盐度24h、48h、72h和96h的半致死浓度(LC50)分别为21.15、18.85、18.32和18.20,实验表明裸鲤幼鱼对盐度18很敏感。②裸鲤幼鱼对碳酸盐碱度24h、48h、72h和96h的半致死浓度(LC50)分别为165.02、158.13、153.53和150.18mmol·L-1,实验表明了青海湖裸鲤是一种对碳酸盐碱度耐受能力非常强的鱼类。(2)采用呼吸生理的实验方法,分别观察了青海湖裸鲤幼鱼和成鱼在盐度和碳酸盐碱度胁迫下耗氧率和窒息点的变化情况。在胁迫过程中分别在3h、6h、12h、24h、48h、72h和96h测定耗氧率,耗氧率实验结束后再测定窒息点。实验结果表明:①青海湖裸鲤幼鱼在盐度(15.05±0.01和17.04±0.01)和碱度(33.03±0.01mmol·L-1和56.50±0.03mmol·L-1)胁迫下,与淡水对照组比较,耗氧率除了碱度(56.50±0.03mmol·L-1)胁迫组在第3h有显著升高(P<0.05),为0.25±0.01mg·g-1·h-1,6h又立刻恢复到了原来的水平,为0.20±0.01mg·g-1·h-1,其他胁迫组96h内耗氧率均未出现显著性变化(P>0.05)。水环境中盐度和碳酸盐碱度骤然升高后对青海湖裸鲤幼鱼产生胁迫,其能在短时间内调节恢复到原来的呼吸代谢水平,显示出裸鲤幼鱼对盐度和碳酸盐碱度胁迫具有较强的耐受能力。②青海湖裸鲤成鱼在盐度(15.05±0.01)、碳酸盐碱度(33.03±0.01mmol·L-1)和盐碱混合的青海湖水(盐度12.12±0.02,碳酸盐碱度29.07±0.09mmol L-1)胁迫下,与淡水对照组比较,青海湖裸鲤成鱼的耗氧率除了盐度胁迫组在第3h有显著升高(P<0.05),为0.30±0.04mg·g-1·h-1,6h立刻恢复到了原来的水平,为0.24±0.04mg·g-1·h-1,其他实验组96h内耗氧率均未出现显著性变化(P>0.05)。实验表明青海湖裸鲤在适应盐碱胁迫的过程中渗透调节耗能较少。③青海湖裸鲤成鱼的窒息点为0.14-0.17mg L-1,与其他鲤科鱼类相比,青海湖裸鲤具有很强的耐低氧能力。(3)采用血液生理的实验方法,对青海湖裸鲤成鱼进行盐度、碳酸盐碱度和盐碱混合胁迫实验,在胁迫过程中分别在24h、48h、72h和96h采血,测定血浆渗透浓度和离子浓度,旨在研究裸鲤在盐碱胁迫下的渗透调节和离子变化规律。实验结果表明:与淡水对照组比较,裸鲤血浆中的渗透浓度和Na+、Cl-、Ca2+浓度在碳酸盐碱度(33.03±0.01mmol·L-1)胁迫下96h内未出现显著性变化(P>0.05);在盐度(15.05±0.01)和盐碱混合的青海湖水(盐度12.12±0.02,碳酸盐碱度29.07±0.09mmol L-1)胁迫下,裸鲤血浆中的渗透浓度和Na+、Cl-、Ca2+浓度有显著的升高(P<0.05),并且随着胁迫时间的延长,在72h达到峰值。在本实验中,青海湖裸鲤显示了较强的盐碱耐受性,能通过渗透调节和离子调控适应环境的变化。(4)采用组织学切片的方法,在青海湖裸鲤幼鱼进行急性盐度和碳酸盐碱度胁迫96h后,对裸鲤幼鱼的鳃、肾和后肠组织进行取样、切片和HE染色,观察了在盐碱胁迫下青海湖裸鲤鳃、肾和后肠组织结构的变化。实验结果表明:与淡水对照组比较,盐碱胁迫后青海湖裸鲤鳃组织结构中鳃小片缩短弯曲,鳃小片基部增厚;肾组织结构中肾小管管腔增大,肾小球出现萎缩;后肠组织结构没有发生明显的变化。关于青海湖裸鲤在盐碱胁迫下组织的调控方式和调控部位有待于进一步研究。综上所述,在本实验范围内,青海湖裸鲤表现出了较强的耐盐度能力和非常强的耐碳酸盐碱度能力。盐碱胁迫下裸鲤能通过鳃和肾脏的组织学变化进行渗透和离子调节,并且渗透调节耗能较少,同时裸鲤具有很强的耐低氧能力。青海湖裸鲤生活在高原低氧和高盐碱度的青海湖,并且是洄游性鱼类,其良好的耐盐碱能力和耐低氧能力可能是长期自然选择和进化的结果。
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