李 英,王 芳,趙卓英,董雙林
(1.中國(guó)海洋大學(xué)教育部海水養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東青島266003;2.北京市水產(chǎn)技術(shù)推廣站,北京100021;3.國(guó)家海洋標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量中心,天津300112)
鹽度突變對(duì)凡納濱對(duì)蝦滲透調(diào)節(jié)中血藍(lán)蛋白和糖酵解影響的初步研究*
李 英1,2,王 芳1**,趙卓英3,董雙林1
(1.中國(guó)海洋大學(xué)教育部海水養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東青島266003;2.北京市水產(chǎn)技術(shù)推廣站,北京100021;3.國(guó)家海洋標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量中心,天津300112)
實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)定鹽度突變對(duì)凡納濱對(duì)蝦(Litopenaeus vannamei)血淋巴滲透壓、血藍(lán)蛋白、血糖、己糖激酶(HK)以及丙酮酸激酶(PK)活力的影響。以蛻皮間期對(duì)蝦為實(shí)驗(yàn)材料(初始濕體重為(2.485±0.303)g),設(shè)鹽度30為對(duì)照組,4個(gè)不同的鹽度突變幅度(為2、4、6、8)為處理組(用S2、S4、S6和S8表示),于降低鹽度和恢復(fù)鹽度至30的不同時(shí)間點(diǎn)采樣,實(shí)驗(yàn)持續(xù)7 d。結(jié)果表明:(1)凡納濱對(duì)蝦血淋巴滲透壓會(huì)隨鹽度變化而變化,S4組對(duì)蝦血淋巴含量在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中處于較低水平;(2)隨著鹽度突變幅度的增加,血藍(lán)蛋白含量與對(duì)照組呈現(xiàn)顯著性差異(P<0.05)的采樣點(diǎn)增多;(3)S4組對(duì)蝦血糖含量整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中一直處于較低水平,而S6、S8組對(duì)蝦血糖含量相對(duì)較高;(4)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,S4組對(duì)蝦肝胰臟中HK活力處于較低水平,而S6與S8組對(duì)蝦肝胰臟中HK活力處于較高水平;(5)S2、S4組對(duì)蝦肝胰臟中PK活力與對(duì)照組沒(méi)有顯著性差異(P<0.05),而S6和S8組對(duì)蝦肝胰臟PK活力在鹽度突變后與對(duì)照組肝胰臟PK活力表現(xiàn)出顯著性差異(P<0.05)。
凡納濱對(duì)蝦;鹽度;血藍(lán)蛋白;血糖;糖酵解
在對(duì)蝦養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程中,由于換水、降雨或者持續(xù)干旱等原因,養(yǎng)殖水體的鹽度經(jīng)常發(fā)生突變,進(jìn)而影響對(duì)蝦的蛻皮和生長(zhǎng)。在實(shí)際養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程中,也有部分養(yǎng)殖戶(hù)采用換水或添加淡水的方式來(lái)刺激對(duì)蝦蛻皮[1-2]。但是在鹽度改變后,對(duì)蝦滲透壓變化情況和所需能量是如何提供等問(wèn)題尚需進(jìn)一步研究。
此前,水生甲殼動(dòng)物的滲透調(diào)節(jié)機(jī)制一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。眾多學(xué)者在滲透調(diào)節(jié)器官的形態(tài)結(jié)構(gòu),離子轉(zhuǎn)運(yùn)酶和血淋巴滲透壓調(diào)節(jié)以及神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)控等方面作了大量的研究工作[3-9],并取得了許多重要的研究成果,而有關(guān)甲殼動(dòng)物滲透調(diào)節(jié)中能量代謝,特別是生物體的首要能源糖及其有關(guān)的代謝酶活力變化的研究則相對(duì)較少。
本文以我國(guó)主要的海水養(yǎng)殖蝦類(lèi)之一凡納濱對(duì)蝦(Litopenaeus vannamei)為實(shí)驗(yàn)材料,并根據(jù)之前關(guān)于鹽度突變對(duì)對(duì)蝦蛻皮影響的研究[10-13]選擇4個(gè)不同的鹽度突變水平,測(cè)定對(duì)蝦血淋巴滲透壓、血藍(lán)蛋白、血糖及其糖酵解反應(yīng)過(guò)程中的己糖激酶(Hexokinase,HK)和丙酮酸激酶(Pyruvate kinas,PK)活力的變化,以期為深入了解甲殼動(dòng)物滲透調(diào)節(jié)過(guò)程中糖代謝的變化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
凡納濱對(duì)蝦購(gòu)自青島市郊養(yǎng)蝦場(chǎng),體長(zhǎng)3~5 cm,為健康活潑的個(gè)體。
對(duì)蝦運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后,在室內(nèi)(25±0.5)℃下馴養(yǎng)2周,使之適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室的條件。馴養(yǎng)期間每天于7:00和17:30定時(shí)投喂“海馬牌”人工配合飼料2次,馴養(yǎng)期間的光照周期為L(zhǎng)∶D=14∶10。實(shí)驗(yàn)前對(duì)蝦饑餓24 h,并參照S.M.Chan等方法[14]將蛻皮間期的對(duì)蝦挑出,備用。
實(shí)驗(yàn)設(shè)鹽度30為對(duì)照組(用C表示),4個(gè)不同的鹽度波動(dòng)幅度(分別為2、4、6、8)為處理組,分別用S2、S4、S6和S8表示(以S4組為例的鹽度突變模式見(jiàn)圖1),每個(gè)處理組設(shè)置5個(gè)水槽作為平行。每個(gè)處理組從馴化槽中選取100尾個(gè)體相近、體色透明、處于蛻皮間期的凡納濱對(duì)蝦,將其放入5個(gè)實(shí)驗(yàn)水槽(300cm×150cm×80cm)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)用水的初始鹽度為30,分別在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前(0h)、降低鹽度后3、6、12、24、48、72和96h及恢復(fù)鹽度至30后的3、6、12、24、48和72h取樣。每個(gè)取樣時(shí)間點(diǎn)取5尾對(duì)蝦,每尾對(duì)蝦作為1個(gè)樣本,分別測(cè)定對(duì)蝦血淋巴滲透壓、血藍(lán)蛋白、血糖及肝胰臟中己糖激酶活力和丙酮酸激酶活力。實(shí)驗(yàn)所需低鹽度海水為鹽度30的砂濾海水和經(jīng)曝氣的自來(lái)水按一定比例配制而成,實(shí)驗(yàn)期間連續(xù)充氣,不投喂。
圖1 鹽度波動(dòng)示意圖(以S4組為例)Fig.1 Sketch map of salinity fluctuation(Taking S4 as an example)
用吸水紙吸干對(duì)蝦的體表水分,在冰盤(pán)上迅速抽取血淋巴,測(cè)定滲透壓、血藍(lán)蛋白。同時(shí),取40μL血淋巴與40μL抗凝劑混勻放入冰箱冷藏;取對(duì)蝦的肝胰臟,放至1.5 m L的離心管中,經(jīng)液氮快速冷凍后,轉(zhuǎn)入-80℃冰箱保存。
1.3.1 對(duì)蝦血淋巴滲透壓和血藍(lán)蛋白含量的測(cè)定滲透壓采用Model 210型冰點(diǎn)滲透壓計(jì)(Micro-Osmometer)測(cè)定。血藍(lán)蛋白的測(cè)定采用紫外吸收法[15]:將抽取的血淋巴稀釋成1%的溶液,在UV分光光度計(jì)上,以334 nm波長(zhǎng)比色。血藍(lán)蛋白含量按Nickerson方法計(jì)算:
1.3.2 對(duì)蝦血糖含量的測(cè)定 待血淋巴與抗凝劑1∶1混合液放入冰箱冷藏3 h后,放入低溫離心機(jī),4℃877×g/min離心15 min,取上清液,放入-20℃冰箱冷凍待測(cè)。血糖測(cè)定采用葡萄糖氧化酶法[16]。
1.3.3 對(duì)蝦肝胰臟中己糖激酶活力和丙酮酸激酶活力的測(cè)定 取對(duì)蝦的肝胰臟,剪碎,加入9倍體積的冰冷生理鹽水(0.86%),制成10%勻漿,286×g/min離心10 min,取上清分裝待測(cè)。用Folin-酚法測(cè)定樣本蛋白質(zhì)濃度[17]。己糖激酶活力采用了6-磷酸葡萄糖脫氫酶偶聯(lián)比色法測(cè)定[18]。丙酮酸激酶活力采用Ireland等的方法測(cè)定[19],該酶活性以(μmol丙酮酸·mg-1蛋白質(zhì)·min-1)表示。
所得數(shù)據(jù)用SPSS11.0軟件進(jìn)行單因子方差(ANOVA)及Duncan多重比較進(jìn)行分析處理,以P<0.05作為差異顯著水平。
鹽度突變對(duì)凡納濱對(duì)蝦血淋巴滲透壓的影響見(jiàn)圖2。從圖2中可以看出,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,S2組對(duì)蝦血淋巴滲透壓與對(duì)照組沒(méi)有顯著性差異,S4組對(duì)蝦血淋巴滲透壓處于較低水平。在降低鹽度后,S4組的血淋巴滲透壓與對(duì)照組在12、24、48和96h處與對(duì)照組血淋巴滲透壓有顯著性差異(P<0.05),S6組對(duì)蝦血淋巴滲透壓與對(duì)照組血淋巴滲透壓在72h處有顯著性差異,S8組對(duì)蝦血淋巴滲透壓與對(duì)照組血淋巴滲透壓在6、24和72h有顯著性差異(P<0.05)。在鹽度恢復(fù)至30后,僅S8組144h處血淋巴滲透壓與對(duì)照組血淋巴滲透壓有顯著性差異(P<0.05)。
同時(shí),S2、S4、S6組血淋巴滲透壓還表現(xiàn)出隨鹽度降低而下降,隨鹽度升高而上升的趨勢(shì);而S8組在鹽度降低后血淋巴滲透壓卻呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì),當(dāng)鹽度恢復(fù)至30后血淋巴滲透壓上升。
圖2 不同鹽度突變幅度下凡納濱對(duì)蝦的血淋巴滲透壓變化Fig.2 Changes of hemolymph osmotic pressure in L.vannamei under different salinity fluctuation treatments
鹽度突變對(duì)凡納濱對(duì)蝦血藍(lán)蛋白含量的影響見(jiàn)圖3。從圖3中可以看出,鹽度降低過(guò)程中,S2組對(duì)蝦血藍(lán)蛋白含量與對(duì)照組沒(méi)有顯著性差異,S4、S6和S8組對(duì)蝦血藍(lán)蛋白含量與對(duì)照組血藍(lán)蛋白含量呈現(xiàn)顯著性差異的點(diǎn)依次增多。當(dāng)鹽度恢復(fù)至30后,各處理組對(duì)蝦血藍(lán)蛋白含量與對(duì)照組呈現(xiàn)顯著性差異點(diǎn)也依次增多,且S4組對(duì)蝦血藍(lán)蛋白含量低于其他各處理組。
圖3 不同鹽度突變幅度下凡納濱對(duì)蝦血藍(lán)蛋白含量的變化Fig.3 Changes of the hemocyanins contents in L.vannamei under different salinity fluctuation treatments
鹽度突變對(duì)凡納濱對(duì)蝦血糖含量的影響見(jiàn)圖4。從圖4中可以看出,在鹽度降低過(guò)程中,S2和S4組對(duì)蝦血糖含量與對(duì)照組沒(méi)有顯著性差異,但表現(xiàn)出血糖含量先降低后上升再趨于平穩(wěn)的趨勢(shì),而S6和S8組對(duì)蝦血糖含量在降低鹽度3 h處出現(xiàn)了急劇的上升,此時(shí)S8組對(duì)蝦血糖含量是實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的2.6倍;在鹽度恢復(fù)至30后,S2、S6和S8組對(duì)蝦血糖含量與對(duì)照組有顯著性差異,而S4組對(duì)蝦血糖含量與對(duì)照組沒(méi)有顯著性差異。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,S4組對(duì)蝦血糖含量較其他處理組整體處于較低水平,而S6、S8組對(duì)蝦血糖含量則維持在一個(gè)較高水平。
圖4 不同鹽度突變幅度下凡納濱對(duì)蝦血糖含量的變化Fig.4 Changes of the blood glucose contents in L.vannamei under different salinity fluctuation treatments
鹽度突變對(duì)凡納濱對(duì)蝦肝胰臟中己糖激酶(HK)活力的影響見(jiàn)圖5。從圖5中可以看出,在降低鹽度12 h內(nèi),各處理組對(duì)蝦己糖激酶(HK)活力與對(duì)照組相比有顯著性差異(P<0.05),且HK活力略低于對(duì)照組,但12 h后處理組HK活力逐漸上升,并在出現(xiàn)一個(gè)峰值后趨于平穩(wěn);在鹽度恢復(fù)至自然海水鹽度后,各處理組對(duì)蝦己糖激酶(HK)活力在鹽度升高24 h內(nèi)均有上升趨勢(shì),鹽度升高后24h時(shí),S2、S6和S8組對(duì)蝦己糖激酶活力與對(duì)照組有顯著性差異。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,S4組對(duì)蝦肝胰臟中己糖激酶(HK)活力整體處于較低的水平,而S2、S6組與S8組對(duì)蝦肝胰臟中HK活力處于較高水平。
圖5 不同鹽度突變幅度下凡納濱對(duì)蝦肝胰臟中己糖激酶(HK)活力的變化Fig.5 Changes of HK activity in hepatopancreas of L.vannamei under different salinity fluctuation treatments
鹽度突變對(duì)凡納濱對(duì)蝦肝胰臟中丙酮酸激酶(PK)活力的影響見(jiàn)圖6。從圖6中可以看出,S2、S4組對(duì)蝦肝胰臟中丙酮酸激酶(PK)活力與對(duì)照組沒(méi)有顯著性差異,而S6和S8組對(duì)蝦肝胰臟PK活力在鹽度突變后(特別是鹽度降低后)與對(duì)照組肝胰臟PK活力表現(xiàn)出顯著性差異(P<0.05),且鹽度突變后,S6和S8組對(duì)蝦丙酮酸激酶活力均呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì),直到鹽度突變48h后趨于穩(wěn)定。
圖6 不同鹽度突變幅度下凡納濱對(duì)蝦肝胰臟中丙酮酸激酶(PK)活力的影響變化Fig.6 Changes of PK activity in hepatopancreas of L.vannamei under different salinity fluctuation treatments
在鹽度變化的環(huán)境中,甲殼動(dòng)物會(huì)主動(dòng)調(diào)節(jié)血淋巴中無(wú)機(jī)離子以及其它滲透壓效應(yīng)物含量,來(lái)維持滲透平衡[20]。研究已發(fā)現(xiàn),中國(guó)明對(duì)蝦(Fenneropenaeus chinensis)從鹽度15突變至7時(shí),血淋巴滲透壓下降后6h趨于穩(wěn)定,但與起始相比顯著降低[21];龍蝦(Homarus gammarus)從鹽度為30的水環(huán)境中移到鹽度為20的水環(huán)境后,其滲透壓突降至544 mOsm/L,趨于穩(wěn)定后略提高了154 m Osm/L,但也明顯低于起始的滲透壓[22]。Marsupenaeus japonicus從鹽度為30的海水中分別移至鹽度為20和25海水中后,其滲透壓明顯降低,而移至鹽度為35海水中后其滲透壓上升[23]。本實(shí)驗(yàn)在降低鹽度后,S2、S4和S6組對(duì)蝦滲透壓同樣出現(xiàn)了下降趨勢(shì);S8組對(duì)蝦除12h處出現(xiàn)一個(gè)高峰外其他時(shí)間的滲透壓持續(xù)下降,并在實(shí)驗(yàn)的72h降至所有處理組的最低點(diǎn)663 mmol/L。各處理組在鹽度恢復(fù)至30后,對(duì)蝦滲透壓迅速升高。這說(shuō)明在鹽度波動(dòng)時(shí),對(duì)蝦能主動(dòng)調(diào)節(jié)滲透壓使其適應(yīng)變化的環(huán)境,這與上述學(xué)者的觀點(diǎn)一致。S8組對(duì)蝦滲透壓在鹽度降低后先上升后下降的現(xiàn)象,可能因?yàn)辂}度突變幅度過(guò)大,對(duì)蝦由于受到強(qiáng)烈的應(yīng)激反應(yīng),表現(xiàn)出滲透壓增大,而當(dāng)對(duì)蝦適應(yīng)低鹽環(huán)境后,其滲透壓又下降。
血藍(lán)蛋白是甲殼動(dòng)物運(yùn)載氧氣的載體。但除了運(yùn)輸氧氣外,血藍(lán)蛋白還與滲透調(diào)節(jié)、能量?jī)?chǔ)存和能量代謝等有關(guān)。Paul等認(rèn)為甲殼動(dòng)物血藍(lán)蛋白在不同鹽度下的合成代謝變化與其滲透調(diào)節(jié)過(guò)程密切相關(guān),在高鹽度下血藍(lán)蛋白可降解為游離氨基酸,維持血淋巴滲透壓平衡[24]。Huong等也發(fā)現(xiàn)隨著外界鹽度升高,甲殼動(dòng)物的血淋巴蛋白減少,游離氨基酸含量增加[5]。此外,血藍(lán)蛋白是甲殼動(dòng)物體內(nèi)巨大的蛋白質(zhì)儲(chǔ)存庫(kù)。有報(bào)道表明,對(duì)蝦將體內(nèi)富余蛋白質(zhì)以血藍(lán)蛋白形式儲(chǔ)存,是甲殼動(dòng)物儲(chǔ)存蛋白能量的有效途徑之一,甲殼動(dòng)物血藍(lán)蛋白約占血淋巴總蛋白的90%以上[25-28]。Dall and Smith報(bào)道改變鹽度時(shí),血藍(lán)蛋白可用來(lái)作為滲透壓受動(dòng)器,同時(shí)也可以做為能量代謝使用[29]。Hagerman研究發(fā)現(xiàn)血藍(lán)蛋白是饑餓狀態(tài)下甲殼動(dòng)物蛋白的提供者[30]。Carlos發(fā)現(xiàn)血淋巴中的蛋白質(zhì)在食物中缺乏糖類(lèi)時(shí)就開(kāi)始為新陳代謝提供能量[31]。Rosas等報(bào)道凡納濱對(duì)蝦在低鹽度的血氨水平高于高鹽度組,這與蛋白代謝有一定的聯(lián)系,可能是機(jī)體為了維持滲透壓而消耗體內(nèi)的游離氨基酸作為能源,然后以氨的形式排泄出去[28]。
本實(shí)驗(yàn)中,鹽度降低過(guò)程中,S2組對(duì)蝦血藍(lán)蛋白含量與對(duì)照組沒(méi)有顯著性差異,S4、S6和S8組對(duì)蝦血藍(lán)蛋白含量與對(duì)照組血藍(lán)蛋白含量呈現(xiàn)顯著性差異的點(diǎn)依次增多;當(dāng)鹽度恢復(fù)至30后,各處理組對(duì)蝦血藍(lán)蛋白含量與對(duì)照組呈現(xiàn)顯著性差異點(diǎn)也依次增多。這說(shuō)明隨著鹽度突變幅度的增加,對(duì)蝦在滲透調(diào)節(jié)過(guò)程中血藍(lán)蛋白起到的作用在逐漸增加。
在鹽度降低的過(guò)程中,S4、S6和S8組對(duì)蝦血藍(lán)蛋白含量呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì),這可能是因?yàn)辂}度降低后,對(duì)蝦不再需要分解過(guò)多的蛋白質(zhì)形成游離氨基酸來(lái)維持滲透壓,使血淋巴中的蛋白含量升高,隨著對(duì)蝦對(duì)環(huán)境的適應(yīng)和為了提供滲透調(diào)節(jié)所需的能量,啟動(dòng)糖異生機(jī)制,降解以血藍(lán)蛋白形式儲(chǔ)存在血液中的蛋白質(zhì)補(bǔ)充血糖的不足,血藍(lán)蛋白含量開(kāi)始下降并隨著對(duì)蝦對(duì)環(huán)境的適應(yīng)趨于穩(wěn)定;當(dāng)鹽度恢復(fù)至30后,S4和S6組對(duì)蝦血藍(lán)蛋白含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì),除了轉(zhuǎn)化成糖類(lèi)外還可能與高鹽度下血藍(lán)蛋白降解為游離氨基酸,維持血淋巴滲透壓平衡有關(guān)。
糖類(lèi)是生物體內(nèi)的重要能源物質(zhì)。在鹽度突變過(guò)程中,對(duì)蝦的應(yīng)激反應(yīng)引起能量消耗驟增,使糖類(lèi)代謝增強(qiáng),血糖濃度降低,且常伴隨著供氧不足,進(jìn)而使糖酵解作用增強(qiáng)。而己糖激酶(HK)和丙酮酸激酶(PK)是糖酵解反應(yīng)過(guò)程中的2種關(guān)鍵酶,其活性的變化對(duì)維持機(jī)體血糖水平以及糖酵解速率具有重要作用。己糖激酶是肝臟中調(diào)節(jié)血糖濃度的關(guān)鍵酶,它可以和細(xì)胞膜上葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白功能相互偶聯(lián),對(duì)機(jī)體細(xì)胞內(nèi)葡萄糖流量和代謝產(chǎn)生一定的影響[32-33]。丙酮酸激酶可調(diào)節(jié)細(xì)胞中ATP、ADP和糖酵解的中間產(chǎn)物,對(duì)糖酵解速率的控制起關(guān)鍵作用,該酶活性的增加表明糖酵解活動(dòng)增加,補(bǔ)充機(jī)體所需能量[33-34]。因此,研究血糖含量、己糖激酶活力和丙酮酸激酶活力在鹽度突變后的變化情況對(duì)進(jìn)一步了解對(duì)蝦滲透調(diào)節(jié)過(guò)程中糖代謝變化情況有重要意義。
本實(shí)驗(yàn)中,S2和S4組對(duì)蝦血糖含量在鹽度突變后與對(duì)照組沒(méi)有顯著性差異,但表現(xiàn)出血糖含量先降低之后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì)。這與楊宇晴等在斜帶石斑魚(yú)Epinephelus coioides和Imsland等在大西洋比目魚(yú)Hippoglossus hippoglossus L.中發(fā)現(xiàn)的鹽度突變導(dǎo)致魚(yú)體血糖呈下降趨勢(shì)的結(jié)果相似[35-36]。這是因?yàn)辂}度改變,耗能增加,糖酵解作用增強(qiáng),使血淋巴中的葡萄糖含量下降,當(dāng)血糖含量降低到一定程度后啟動(dòng)糖再生作用,使血糖濃度升高,隨著對(duì)蝦對(duì)環(huán)境的適應(yīng)、能量消耗的減少,血糖含量趨于穩(wěn)定;而S6和S8組對(duì)蝦血糖含量在短時(shí)間內(nèi)(3 h)急劇上升,可能與鹽度波動(dòng)較大,對(duì)蝦過(guò)早的啟動(dòng)糖異生作用,未能捕捉到血糖下降的過(guò)程有關(guān),同時(shí)也說(shuō)明凡納濱對(duì)蝦在應(yīng)激反應(yīng)等耗能驟增的過(guò)程中,增加糖代謝是保證能量供應(yīng)的一個(gè)重要途徑。
動(dòng)物在適應(yīng)環(huán)境因子的突變中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng),消耗大量能量,耗氧率上升,機(jī)體內(nèi)往往會(huì)出現(xiàn)供氧不足的情況,這就使糖酵解作用在糖代謝中所占比例增加。而己糖激酶和丙酮酸激酶是糖酵解過(guò)程中重要的關(guān)鍵酶,在動(dòng)物適應(yīng)環(huán)境變化時(shí)也會(huì)隨糖酵解作用的增強(qiáng)而發(fā)生變化。郭彪等發(fā)現(xiàn)溫度突變會(huì)使凡納濱對(duì)蝦己糖激酶活力短時(shí)間內(nèi)升高,隨著對(duì)蝦適應(yīng)環(huán)境己糖激酶活力又逐漸下降[37]。Gabriela等發(fā)現(xiàn)蛻皮間期的凡納濱對(duì)蝦在低鹽環(huán)境下比高鹽環(huán)境下己糖激酶活力高[38]。
本實(shí)驗(yàn)中,對(duì)蝦肝胰臟中己糖激酶活力與血糖含量變化情況相似,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中S4組血糖含量和肝胰臟己糖激酶活力處于較低水平,而S6和S8組對(duì)蝦血糖含量和肝胰臟己糖激酶活力處于較高水平。這說(shuō)明S4組對(duì)蝦在滲透調(diào)節(jié)過(guò)程中糖代謝作用較低,而S6和S8組對(duì)蝦糖代謝作用較高。這可能是因?yàn)镾4組對(duì)蝦所處的海水鹽度為26與凡納濱對(duì)蝦的等滲點(diǎn)非常接近,因此滲透調(diào)節(jié)耗能較少;而S6和S8組對(duì)蝦則要消耗大量能量來(lái)進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)。血糖含量和己糖激酶含量變化相似,則主要是因?yàn)榧禾羌っ甘歉闻K中調(diào)節(jié)血糖濃度的關(guān)鍵酶。這與以前學(xué)者的研究結(jié)果一致。
同時(shí),在本實(shí)驗(yàn)中,對(duì)蝦干胰臟丙酮酸激酶活力變化情況要滯后于血糖含量變化,如:在S6和S8組降鹽后3 h血糖含量最高,而丙酮酸激酶活力比較低,直到降低鹽度6 h時(shí),血糖含量開(kāi)始下降,丙酮酸激酶活力卻達(dá)到一個(gè)高峰。這種滯后現(xiàn)象則表明在對(duì)蝦進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)過(guò)程中,在降鹽后3 h處增加的血糖有很大一部分是通過(guò)增加糖酵解作用而進(jìn)行代謝的,即增加糖酵解作用是保障滲透調(diào)節(jié)所需能源的重要途徑。
總之,在鹽度的發(fā)生突變后,甲殼動(dòng)物進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)時(shí)會(huì)消耗大量的能量。這些能量可能是由消耗血糖和儲(chǔ)存在血液中的蛋白來(lái)提供,本研究發(fā)現(xiàn)凡納濱對(duì)蝦在滲透調(diào)節(jié)過(guò)程中血糖和糖酵解過(guò)程中己糖激酶活力和丙酮酸激酶活力都有顯著變化,說(shuō)明增加糖酵解作用是保證滲透調(diào)節(jié)所需能量的重要途徑。但要弄清甲殼動(dòng)物在滲透調(diào)節(jié)過(guò)程中整個(gè)能量代謝變化的詳細(xì)情況,還需要人們對(duì)糖類(lèi)的有氧代謝和蛋白質(zhì)代謝作進(jìn)一步系統(tǒng)研究。
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Effects of Salinity Fluctuations on Hemocyanins and Glycolysis of Litopenaeus vannamei
LI Ying1,2,WANG Fang1,ZHAO Zhuo-Ying3,DONG Shuang-Lin1
(1.Key Laboratory of Mariculture,Ministry of Education,Ocean University of China,Qingdao 266003,China;2.Aquatic Product Technology Promotion Department of Beijing,Beijing 100021,China;3.National Center of Ocean Standard and Metrology,Tianjin 300112,China)
Effects of salinity fluctuations on hemolymph osmotic pressure,hemocyanins,blood glucose and the activities of HK and PK of Litopenaeus vannamei with initial wet body weight of 2.485±0.303g were investigated in this study.There were four different salinity fluctuation models:S2,S4,S6 and S8,where 2,4,6 and 8 are decreasing range of salinity from 30(control).Samples were taken at different time points.This study lasted for 7 days.The main results were as follows:(1)Hemolymph osmotic pressure varied with salinity change,and the level of hemocyanins and blood glucose in S4 group were lower than the other groups.(2)With the increase of salinity mutation rate,the sampling points increased,which hemocyanin content of the treated groups with the control group showed significant difference(P<0.05).(3)The blood glucose contents in S4 maintained at low level during the whole experiment.While the level of group S6 and S8 were relatively high.(4)The trend of HK activity in hepatopancreas was similar to that of blood glucose contents.(5)There was no significant difference in PK activity of hepatopancreas among group S2,S4 and the control.But PK activity of group S6 and S8 were higher than that of the control,and the difference was significant(P<0.05).
Litopenaeus vannamei;salinity;hemocyanins;blood glucose;glycolysis
S964.3
A
1672-5174(2012)09-028-07
國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(2009CB118706);國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2011BAD13B03)資助
2011-05-13;
2012-03-15
李 英(1984-),男,碩士。E-mail:Liy.1210@yahoo.com.cn
**通訊作者:E-mail:wangfang249@ouc.edu.cn
責(zé)任編輯 朱寶象
中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2012年9期