关键词:
海水养殖
中华鲟
生长指标
血液生化指标
行为学指标
转录组分析
摘要:
中华鲟(Acipenser sinensis)为江海洄游型的国家一级保护动物,当前主要以淡水养殖方式为主进行保种养殖,长期的淡水环境使其产生了一些生长与繁殖问题。中华鲟自然生活史中80%的时间生活在海洋,海洋生活史的保护是物种延续的关键环节之一,开展海水养殖中华鲟亚成体生理和行为学特征研究,可为“陆-海-陆”中华鲟保种养殖模式提供理论指导,为中华鲟的海洋生活史保护提供基础数据。为掌握海水养殖中华鲟的生理特征,利用室内海水养殖系统,养殖了中华鲟亚成体521天,统计了存活率(SR)、体质量特定生长率(SGR)、体长特定生长率(SGRL)、日增重(DWG)、日增长(DLG)、初始肥满度(CF_初)和最终肥满度(CF_终)等生长指标,并与淡水养殖402天中华鲟亚成体的生长指标做了比较;同时,采集了中华鲟亚成体的血液,检测了31项常规血清生化指标,并对海水与淡水养殖中华鲟亚成体的各血清生化指标进行了显著性差异分析,采用Illumina平台进行了转录组测序(RNA-Seq)。为探索海水养殖环境下中华鲟的行为特征,通过在凌晨、早上、中午和晚上对海水养殖中华鲟亚成体定时观察记录,统计出中华鲟亚成体的浮出水面频率、翘头频率、尾摆频率、游泳速度、游泳距离和改变方向频率。获得的主要研究结果与结论如下:
1、在海水驯养中华鲟亚成体生长特征研究中,中华鲟亚成体的全长、体长与体重均增大,且海水驯养成活率为100%;与淡水养殖中华鲟亚成体相比,海水养殖中华鲟亚成体的SGR、SGRL与DLG均极显著增大,DWG差异不显著;海水养殖中华鲟亚成体的CF_初和CF_终差异不显著,淡水养殖亦是如此。中华鲟海水驯养成活率高,说明该驯养方法比较科学;中华鲟亚成体的SGR、SGRL与DLG在海水养殖条件下极显著增大,说明海水条件更有利与中华鲟的生长,可能海水中的盐度刺激有利于中华鲟生长因子的产生或促进生长因子发挥作用;在海水和淡水养殖条件下CF_初和CF_终差异均不显著,可能与中华鲟亚成体饲料营养与养殖方法较为一致有关。
2、在海水养殖中华鲟亚成体血清生化特征研究中,中华鲟亚成体GGT、IgG、IgM、C3与C4均未检出,IgA检出浓度较低,CR、K、Na、Cl、Ca、LDH与IgA等7项血清生化指标的变异系数≤0.2,其它指标变异系数大于0.2,说明中华鲟亚成体大部分血液生化指标不稳定,具体原因需要进一步研究。相比淡水养殖,海水养殖中华鲟亚成体血清的TBIL与IDBIL显著或极显著低于淡水养殖中华鲟亚成体,IDBIL是由红细胞分解产生,肝脏对其摄取、结合,转化为DBIL,DBIL无显著性差异,可能海水环境下,中华鲟亚成体红细胞脆性小或数目更少;UA、UREA与LDH显著或极显著高于淡水养殖中华鲟亚成体,UA,UREA与肾脏代谢密切相关,LDH在肾脏中含量丰富,可能中华鲟在其适应高渗环境中,其肾脏代谢可能产生适应性变化;海水养殖中华鲟亚成体血清TG显著高于淡水养殖,LDL-C显著低于淡水养殖中华鲟亚成体,可能海水环境下中华鲟亚成体的脂肪代谢有所调节;CK显著高于淡水养殖,监测中华鲟心肌状况时,要考虑养殖环境;K与Na显著或极显著低于淡水养殖中华鲟亚成体,血清离子并无增大,说明中华鲟亚成体渗透压调节能力较强。海水与淡水养殖中华鲟亚成体DBIL、CR、TBA、GLU、TC、HDL-C、Cl、Ca、AST、ALT、ALP、AMY、ALT/AST、TP与CRP等血清生化指标无显著性差异,实验中华鲟亚成体健康,检测的生化指标的值可以为基础血清指标的健康参数范围提供一定参考。
3、在海水养殖中华鲟亚成体血液转录组分析研究中,中华鲟亚成体全血从头组获得162212条unigenes,244525个Transcript,测序质量值30(Q30)最低为93.32%,测序结果可信度较高。对拼接组装的序列进行显著差异表达基因(DEGs)筛选,共获得海水养殖环境下中华鲟亚成体4811个DEGs,其中,显著上调的有957个,显著下调的有3854个。对筛选出的显著差异表达基因进行GO功能注释与富集和KEGG代谢通路注释与富集分析,结果显示,筛选出的DEGs在GO功能注释与与富集分析时,主要被注释在细胞氧化剂解毒、核小体和蛋白质DNA复合物和染色质结构成分等功能中;DEGs在KEGG代谢通路注释与富集分析时,在甘油磷脂代谢(Glycerophospholipid metabolism)、乙醚脂质代谢(Ether lipid metabolism)、亚油酸代谢(Linoleic acid metabolism)与α-亚麻酸代谢(alpha-Linolenic acid metabolism)等脂肪代谢信号通路中得到显著富集。研究结果表明,中华鲟亚成体差异基因显著富集氧化解毒与物质合成等功能,可能存