鹽度脅迫下尼羅羅非魚鰓離子細(xì)胞和Na+-K+-ATPasea1的滲透調(diào)節(jié).pdf

1、鰓是魚類進(jìn)行離子交換的主要滲透調(diào)節(jié)器官,鰓上皮中含有的大量離子細(xì)胞(也稱線粒體豐富細(xì)胞、氯細(xì)胞)是離子分泌和吸收的主要場所。離子細(xì)胞膜上的Na+-K+-ATP酶(Na+-K+-ATPase,NKA)也稱為Na+泵,是一種普遍存在的跨膜蛋白,是離子轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)鍵酶之一,可通過水解一分子ATP主動地將3Na+運(yùn)出膜外和將2K+運(yùn)進(jìn)膜內(nèi)。NKA通過提供其他離子運(yùn)輸系統(tǒng)的動力來維持跨膜穩(wěn)態(tài)。尼羅羅非魚(Oreochromis niloticus)為

2、廣鹽性養(yǎng)殖魚類,本研究通過開展尼羅羅非魚從淡水轉(zhuǎn)入到不同鹽度的咸水環(huán)境中脅迫實(shí)驗(yàn),分析生化水平(NKA酶活)、分子水平(NKA轉(zhuǎn)錄水平)、生理水平(血清滲透壓和離子)和細(xì)胞水平(鰓離子細(xì)胞類型、數(shù)目、位置)變化情況,系統(tǒng)闡述尼羅羅非魚鰓離子細(xì)胞和Na+-K+-ATPase應(yīng)對環(huán)境鹽度變化的滲透調(diào)節(jié),為開展半咸水養(yǎng)殖魚類品種馴化和選育工作提供基礎(chǔ)資料和依據(jù)。
　　本研究首先利用掃描電鏡和免疫組化技術(shù),研究了尼羅羅非魚鰓中離子細(xì)胞的分

3、布,及其不同鹽度(0、10、20、30)脅迫對離子細(xì)胞數(shù)目和形態(tài)變化的影響。掃描電鏡結(jié)果表明,離子細(xì)胞分布在鰓絲的鰓小片基部,根據(jù)其表面開口長度,可分為Ⅰ型(>6.5μm)、Ⅱ型(3.2～6.5μm)和Ⅲ型(<3.2μm)3種亞型;不同鹽度下離子細(xì)胞總數(shù)目變化趨勢為:鹽度10<鹽度20<鹽度0<鹽度30;從鹽度0轉(zhuǎn)移到鹽度10后,離子細(xì)胞總數(shù)目減少,Ⅰ型離子細(xì)胞數(shù)目顯著下降;鹽度20中的離子細(xì)胞數(shù)量高于鹽度10,但不顯著;鹽度30中的離

4、子細(xì)胞總數(shù)隨Ⅲ型離子細(xì)胞數(shù)量的提高而顯著增加。免疫組織化學(xué)進(jìn)一步證實(shí)了不同鹽度條件下Na+-K+-ATP ase免疫反應(yīng)陽性細(xì)胞均分布在鰓絲的鰓小片基部。掃描電鏡和免疫組化技術(shù)結(jié)果表明,尼羅羅非魚可通過改變鰓離子細(xì)胞數(shù)量和形態(tài)結(jié)構(gòu)來適應(yīng)環(huán)境中的鹽度變化,推測Ⅰ型和Ⅲ型離子細(xì)胞分別在低鹽、高鹽適應(yīng)中起著重要作用。
　　為進(jìn)一步揭示尼羅羅非魚鰓的滲透調(diào)節(jié)機(jī)理,分別設(shè)置了兩種不同的鹽度脅迫實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)組 A(鹽度0→7.5→15→20→2

5、5)和實(shí)驗(yàn)組 B(鹽度0→7.5→15→7.5→0),檢測其血清滲透壓、血清離子(Na+、Cl-、K+)濃度與鹽度變化關(guān)系,以及鰓Na+-K+-ATPase(NKA)酶活活性與NKA a1 mRNA表達(dá)水平變化與鹽度變化關(guān)系。結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)組 A中,血清滲透壓水平隨環(huán)境鹽度的增加顯著增加,呈正相關(guān)關(guān)系;血清Na+、Cl-濃度隨著鹽度增加而升高,血清K+濃度先隨著鹽度(7.5,15)上升顯著,但在20和25鹽度中顯著下降;鰓NKA酶活活性

6、及NKA a1 mRNA表達(dá)水平也隨著鹽度的增加呈上升趨勢。實(shí)驗(yàn)組B中,從0鹽度轉(zhuǎn)移至15鹽度中,血清滲透壓、血清Na+、Cl-、K+濃度、NKA a1 mRNA表達(dá)水平及酶活力均呈現(xiàn)出顯著上升趨勢;從15鹽度轉(zhuǎn)移至0鹽度時,各指標(biāo)均呈現(xiàn)出下降趨勢。結(jié)果表明,隨環(huán)境鹽度的變化,尼羅羅非魚體內(nèi)滲透壓基本呈正相關(guān)變化,Na+、Cl-離子濃度變化與滲透壓變化趨勢一致;尼羅羅非魚可通過鰓中NKA轉(zhuǎn)錄水平和酶活活性變化,調(diào)節(jié)體內(nèi)離子濃度,來維持體