低温胁迫下罗非鱼的鳃组织结构变化及其生理响应OA北大核心CSTPCD

【目的】探究低温胁迫下罗非鱼鳃组织损伤的调控机制,为后续开展罗非鱼越冬养殖提供理论依据。【方法】以广温性草鱼为参照,对罗非鱼进行12℃室外低温胁迫及18℃室内复温试验,采集罗非鱼和草鱼的鳃组织,分别制作组织切片、测定抗氧化酶活性及采用实时荧光定量PCR检测免疫相关基因表达情况。【结果】当温度由18℃降至12℃后,罗非鱼鳃组织发生严重损伤,具体表现为细胞凋亡程度加重,次级鳃瓣形态不完整,板层融合,层间细胞团增多,组织内空泡化,血细胞堆积较多;复温至18℃后,罗非鱼鳃组织细胞凋亡程度有所缓解,但板层融合现象并未好转。草鱼在12℃低温胁迫下其鳃丝上皮组织略微增厚,但次级鳃瓣和鳃小片结构相对较完整,凋亡细胞数量远少于罗非鱼;复温至18℃后,草鱼的次级鳃瓣结构损伤情况好转,鳃丝上皮组织厚度下降,凋亡细胞数量明显减少。在12℃低温胁迫下,罗非鱼鳃组织中的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性极显著升高(P<0.01,下同),而谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性极显著降低;草鱼则表现为CAT活性极显著升高,GSH-Px活性显著升高(P<0.05,下同),SOD活性无显著变化(P>0.05,下同)。此外,罗非鱼的BPI、MKK6、STAT1、CD122和IL-2基因相对表达量在12℃低温胁迫下极显著下降,而IL-1β基因相对表达量极显著上升;而草鱼在12℃低温胁迫下表现为STAT1和IL-1β基因相对表达量极显著上升,CD122和IL-2基因相对表达量显著上升,BPI和MKK6基因相对表达量下降,但差异不显著。【结论】在低温胁迫下,氧化应激、细胞凋亡、免疫功能受损三者间的相互作用可能共同介导了罗非鱼鳃组织的损伤,且这种损伤不可逆转。在今后的罗非鱼抗寒工作中应以抗寒相关基因为分子标记,通过分子标记辅助育种加速抗寒品种(系)的培育。