劉奇奇 溫久福 區(qū)又君 李加兒 周慧
摘要:[目的]探究運(yùn)輸脅迫對(duì)四指馬鲅(Eleutheronema tetradactylum)幼魚(yú)肝臟、鰓、脾臟組織結(jié)構(gòu)的影響,提高種苗運(yùn)輸存活率,為其規(guī)?;B(yǎng)殖提供技術(shù)支持。[方法]以四指馬鲅幼魚(yú)為研究對(duì)象,分別設(shè)對(duì)照組(未運(yùn)輸)、混合組(運(yùn)輸,同時(shí)添加抗應(yīng)激混合物)和空白組(運(yùn)輸,不添加任何抗應(yīng)激劑),抗應(yīng)激劑為維生素c:谷氨酰胺=1:1。混合組和空白組幼魚(yú)經(jīng)6 h運(yùn)輸后分別取樣(肝臟、鰓和脾臟),經(jīng)石蠟切片和HE染色,顯微鏡下觀察測(cè)定肝臟、鰓和脾臟的細(xì)胞形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)、生活及生理狀態(tài)。[結(jié)果]對(duì)照組幼魚(yú)表現(xiàn)正常,未出現(xiàn)死亡現(xiàn)象,混合組幼魚(yú)的累計(jì)死亡率為12.5%,空白組的累計(jì)死亡達(dá)27.5%。對(duì)照組幼魚(yú)的各組織均呈正常形態(tài);混合組幼魚(yú)的肝臟部分區(qū)域細(xì)胞排列疏松,肝小板結(jié)構(gòu)不清晰;空白組幼魚(yú)的肝臟組織整體失去固有形態(tài),肝小板結(jié)構(gòu)消失不見(jiàn),大部分細(xì)胞核變性呈橢圓形或紡錘形?;旌辖M幼魚(yú)的鰓絲排列混亂,少數(shù)鰓小片末端或整體腫脹,血竇內(nèi)紅細(xì)胞出現(xiàn)部分堆積現(xiàn)象,線粒體豐富細(xì)胞體積變大;空白組的鰓小片整體腫脹,血竇加粗,部分鰓小片因紅細(xì)胞過(guò)多而脹破,線粒體豐富細(xì)胞體積變大且數(shù)量增多。混合組幼魚(yú)的脾臟白髓區(qū)域相對(duì)增大,黑色素-巨噬細(xì)胞中心數(shù)量及大小均有所增加;空白組幼魚(yú)的脾臟組織紅髓區(qū)域占據(jù)大部分,白髓區(qū)域相對(duì)較少,呈零散分布,巨噬細(xì)胞中心減小。[結(jié)論]運(yùn)輸脅迫導(dǎo)致四指馬鲅幼魚(yú)肝臟、鰓及脾臟組織損傷,抗應(yīng)激劑混合物雖然在一定程度上起到緩解作用,但并不能完全消除。
關(guān)鍵詞:四指馬鲅;運(yùn)輸脅迫;肝臟;鰓;脾臟;組織損傷;抗應(yīng)激劑
0引言
[研究意義]四指馬鲅(Eleutheronema tetradactylum)俗稱午魚(yú)、馬友等,隸屬于鯔形目(Mugiliformes)馬鲅科(Polynemidae)四指馬鲅屬(Eleutheronema)(孫典榮和陳錚,2013),因具有肉質(zhì)鮮美、抗病力強(qiáng)、生長(zhǎng)迅速等優(yōu)點(diǎn)而深受廣大養(yǎng)殖戶青睞,現(xiàn)已發(fā)展成為新興水產(chǎn)養(yǎng)殖品種之一。隨著四指馬鲅人工繁育技術(shù)的攻克,目前在我國(guó)臺(tái)灣、廣東、海南、浙江等地已有人工養(yǎng)殖(謝木嬌等,2016a),且養(yǎng)殖規(guī)模和市場(chǎng)占有率逐年擴(kuò)大,但四指馬鲅抗應(yīng)激能力較弱,尤其種苗極易受運(yùn)輸?shù)热藶榛顒?dòng)的影響,是制約四指馬鲅規(guī)?;B(yǎng)殖的重要因素。因此,加強(qiáng)四指馬鲅種苗抗應(yīng)激能力研究,解決長(zhǎng)途運(yùn)輸種苗存活率的問(wèn)題,對(duì)促進(jìn)其養(yǎng)殖業(yè)的健康快速發(fā)展具有重要意義。[前人研究進(jìn)展]至今,有關(guān)四指馬鲅的研究已有較多報(bào)道,包括不同發(fā)育階段消化道組織學(xué)比較(謝木嬌等,2016b)、受精卵和仔魚(yú)對(duì)不同鹽度的耐受性(謝木嬌等,2016c)及消化道黏液細(xì)胞的發(fā)育規(guī)律(謝木嬌等,2015;謝木嬌等,2016a)等。此外,Zischke等(2009)、Moore等(2011)以寄生蟲(chóng)的種群結(jié)構(gòu)推測(cè)寄主遺傳結(jié)構(gòu),系統(tǒng)分析了澳大利亞?wèn)|部及北部四指馬鲅的遺傳結(jié)構(gòu);Newman等(2011)、Ballagh等(2012)分別以同位素標(biāo)記及生活史特征研究澳大利亞北部四指馬鲅的種群結(jié)構(gòu);林少珍等(2012)利用COI基因序列對(duì)我國(guó)東南沿海四指馬鲅種群的遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析;羅海忠等(2015)采用鹽度漸變法研究5種鹽度對(duì)四指馬鲅幼魚(yú)生長(zhǎng)及其鰓絲Na+/K+-ATP酶的影響。上述研究結(jié)果為四指馬鲅的養(yǎng)殖生產(chǎn)提供了科學(xué)依據(jù)。[本研究切入點(diǎn)]應(yīng)激是機(jī)體對(duì)外界或內(nèi)部各種異常刺激所產(chǎn)生的非特異性全身反應(yīng),是生物體在長(zhǎng)期進(jìn)化中形成的一種適應(yīng)性和防御性功能。魚(yú)類極易受水環(huán)境及其他外界環(huán)境的影響從而產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng),對(duì)其健康造成不利影響,尤其是長(zhǎng)期應(yīng)激脅迫會(huì)降低機(jī)體的抵抗力和生長(zhǎng)速率等(孫鵬等,2014),但目前有關(guān)環(huán)境脅迫影響四指馬鲅的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。[擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題]通過(guò)對(duì)比運(yùn)輸脅迫前后四指馬鲅幼魚(yú)肝臟、鰓及脾臟的顯微結(jié)構(gòu)變化,探究四指馬鲅應(yīng)對(duì)運(yùn)輸脅迫的應(yīng)答規(guī)律,旨在提高種苗運(yùn)輸存活率,為其規(guī)?;B(yǎng)殖提供技術(shù)支持。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料
供試四指馬鲅幼魚(yú)于2016年6-9月在南海水產(chǎn)研究所珠海試驗(yàn)基地培育獲得,體長(zhǎng)11.0±0.5 cm,體質(zhì)量24.0±1.5 g。試驗(yàn)開(kāi)始前進(jìn)行馴養(yǎng),使其適應(yīng)環(huán)境,期間每天換水1次,每次換水量1/2左右,連續(xù)充氣增氧。馴養(yǎng)1周后隨機(jī)挑選90尾體色正常、健康的幼魚(yú)用于試驗(yàn)。
1.2試驗(yàn)方法
在水溫25℃、pH 8.0±0.2、溶解氧6.0±0.5 mg/L的條件下,將四指馬鲅幼魚(yú)隨機(jī)平均分為3組,即對(duì)照組(未運(yùn)輸)、混合組(運(yùn)輸,同時(shí)添加抗應(yīng)激混合物)和空白組(運(yùn)輸,不添加任何抗應(yīng)激劑)。對(duì)照組幼魚(yú)(30尾)用MS-222麻醉2-3 min,取其肝臟、鰓和脾臟樣品固定于4%多聚甲醛溶液中。同時(shí)取6個(gè)相同規(guī)格的暫養(yǎng)桶(直徑1.3 m、高1.5 m,加水量約占總體積的80%),其中3個(gè)暫養(yǎng)桶(混合組)參考周傳朋等(2014)的方法在養(yǎng)殖水中添加維生素C:谷氨酰胺=1:1的抗應(yīng)激劑混合物,使其濃度為20 mg/m3;另外3個(gè)暫養(yǎng)桶(空白組)的養(yǎng)殖水不添加抗應(yīng)激劑。每個(gè)桶暫養(yǎng)10尾四指馬鲅幼魚(yú),以中型卡車在公路上正常行駛6 h。運(yùn)輸結(jié)束時(shí),以同樣方法取肝臟、鰓和脾臟樣品,固定于4%多聚甲醛溶液中。
1.3測(cè)定項(xiàng)目及方法
參照陳世喜等(2017)的方法,取出4%多聚甲醛固定的四指馬鲅幼魚(yú)肝臟、鰓和脾臟樣品,經(jīng)流水沖洗、70%-100%乙醇脫水和二甲苯透明,以石蠟包埋處理后用Leica切片機(jī)進(jìn)行連續(xù)切片,切片厚度5-6pm,采用HE染色和中性樹(shù)脂封片,于Zeiss顯微鏡下觀察拍照。觀察測(cè)定項(xiàng)目包括幼魚(yú)肝臟、鰓和脾臟的細(xì)胞形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)及其生活生理狀態(tài)。
2結(jié)果與分析
2.1運(yùn)輸脅迫前后四指馬鲅幼魚(yú)的生活狀態(tài)及死亡率
對(duì)照組幼魚(yú)表現(xiàn)正常,沿暫養(yǎng)池壁集體朝同一方向不停游動(dòng),未出現(xiàn)死亡現(xiàn)象;混合組幼魚(yú)在運(yùn)輸期間向不同方向快速、混亂游動(dòng),并撞擊桶壁,有少數(shù)幼魚(yú)死亡,累計(jì)死亡率為12.5%;空白組幼魚(yú)在運(yùn)輸初期與混合組無(wú)明顯區(qū)別,但隨著運(yùn)輸時(shí)間的延長(zhǎng),幼魚(yú)游動(dòng)速度明顯減慢,且動(dòng)作不協(xié)調(diào),有的甚至呈側(cè)游或翻身游動(dòng),運(yùn)輸結(jié)束后的累計(jì)死亡率達(dá)27.5%。
2.2運(yùn)輸脅迫對(duì)四指馬鲅幼魚(yú)肝臟組織的影響
對(duì)照組幼魚(yú)的肝細(xì)胞呈多面體緊密排列,細(xì)胞核大而圓,多為單核,居細(xì)胞中央,且著色較深,部分細(xì)胞出現(xiàn)因糖原溶解形成的空泡;肝小板和肝血竇沿中央靜脈呈放射狀相間排列,結(jié)構(gòu)清晰;中央靜脈位于肝小葉中部,周圍有許多肝血竇開(kāi)口,其橫切面呈圓形,均表現(xiàn)為正常形態(tài)(圖1-1、圖1-2和圖1-3)。混合組幼魚(yú)的肝臟受到較輕微損傷,主要表現(xiàn)為肝細(xì)胞空泡消失,形狀不規(guī)則,部分區(qū)域細(xì)胞排列散亂,部分細(xì)胞核著色較深;肝小葉及肝小板結(jié)構(gòu)不清晰,肝血竇間隙增大;中央靜脈橫切面呈不規(guī)則形狀(圖1-4、圖1-5和圖1-6)??瞻捉M幼魚(yú)的肝組織受到嚴(yán)重?fù)p傷,主要表現(xiàn)為整體肝細(xì)胞核失去固有形態(tài),細(xì)胞排列松散且不規(guī)則,大部分細(xì)胞核變性呈橢圓形或紡錘形,著色較淺,空泡消失;肝小板及肝小葉結(jié)構(gòu)消失不見(jiàn);中央靜脈周圍肝血竇開(kāi)口較大,其橫切面呈不規(guī)則形狀且內(nèi)部充滿血細(xì)胞(圖1-7、圖1-8和圖1-9)。
2.3運(yùn)輸脅迫對(duì)四指馬鲅幼魚(yú)鰓組織的影響
對(duì)照組幼魚(yú)鰓組織中線粒體豐富細(xì)胞呈橢圓形,分布在鰓小片基部,上皮細(xì)胞呈扁平狀規(guī)則排列;血竇內(nèi)均勻分布有紅細(xì)胞,兩側(cè)的鰓小片對(duì)稱且完整,鰓絲密集且排列整齊,其結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為正常的生理形態(tài)(圖2-1、圖2-2和圖2-3)。與對(duì)照組相比,混合組幼魚(yú)鰓組織中線粒體豐富細(xì)胞體積變大;血竇收縮,其紅細(xì)胞分布不均勻,出現(xiàn)部分堆積現(xiàn)象;鰓小片呈S形扭曲且排列不規(guī)則,大部分鰓小片彎曲,少數(shù)鰓小片末端或整體腫脹;鰓絲排列不整齊,部分鰓絲中間開(kāi)裂,且著色力減弱(圖2-4、圖2-5和圖2-6),表明運(yùn)輸脅迫對(duì)鰓組織已造成一定損傷,但并不嚴(yán)重。空白組幼魚(yú)鰓組織中線粒體豐富細(xì)胞體積變大且數(shù)量增多,大部分上皮細(xì)胞水腫變性,部分表皮出現(xiàn)脫落現(xiàn)象;鰓小片整體腫脹,血竇增寬,紅細(xì)胞分布不均勻,部分鰓小片因紅細(xì)胞過(guò)多而脹破;鰓絲整體水腫,部分鰓絲中間開(kāi)裂,其整體偏離正常形態(tài)(圖2-7、圖2-8和圖2-9),表明運(yùn)輸脅迫對(duì)鰓組織造成嚴(yán)重?fù)p傷。
2.4運(yùn)輸脅迫對(duì)四指馬鲅幼魚(yú)脾臟組織的影響
對(duì)照組幼魚(yú)脾臟組織網(wǎng)狀支架上分布極密集的淋巴細(xì)胞,最外層可觀察到被膜,局部可見(jiàn)由被膜結(jié)締組織形成的小梁結(jié)構(gòu);被膜以下由紅髓和白髓交替分布形成密集網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的脾臟實(shí)質(zhì),分布有大量的淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞;在紅髓周圍稀散分布的為白髓結(jié)構(gòu),區(qū)域面積相對(duì)紅髓區(qū)域要小很多,內(nèi)部分布有密集的淋巴細(xì)胞(圖3-1、圖3-2和圖3-3)。與對(duì)照組相比,混合組幼魚(yú)的脾臟組織受到一定損傷,但并不嚴(yán)重,表現(xiàn)為白髓區(qū)域增大,黑色素一巨噬細(xì)胞中心數(shù)量及大小均有所增加;邊緣區(qū)面積增加(圖3-4、圖3-5和圖3-6)??瞻捉M幼魚(yú)脾臟嚴(yán)重?fù)p傷,表現(xiàn)為組織中充滿紅細(xì)胞,紅髓與白髓相對(duì)較少,呈零散分布,巨噬細(xì)胞中心數(shù)量和邊緣區(qū)域面積均減小(圖3-7、圖3-8和圖3-9)。
3討論
與自然條件下相比,魚(yú)類在集約化養(yǎng)殖過(guò)程中需經(jīng)受更多人為因素的干擾,但在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中魚(yú)類已形成了相應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)制。劉小玲(2007)研究表明,輕度刺激可促進(jìn)魚(yú)類生長(zhǎng),改善魚(yú)類體質(zhì),但劇烈或長(zhǎng)期刺激會(huì)干擾魚(yú)類的正常生理功能,導(dǎo)致機(jī)體功能紊亂,甚至死亡。肝臟是魚(yú)類最大的消化腺,可分泌膽汁促進(jìn)脂肪的分解與吸收,又參與多種物質(zhì)的合成、儲(chǔ)存、代謝和轉(zhuǎn)化。肝細(xì)胞內(nèi)含有多種內(nèi)含物,主要有糖原、脂滴及色素等,且其含量與機(jī)體的生理狀態(tài)密切相關(guān)。彭士明等(2011)研究表明,運(yùn)輸脅迫下銀鯧(Pampus argenteus)的機(jī)體能量供給主要來(lái)自肝臟糖元分解。本研究中,由于分組過(guò)程中幼魚(yú)受到驚嚇,導(dǎo)致其肝糖元的代謝與合成平衡被打亂,可能是對(duì)照組四指馬鲅幼魚(yú)肝臟組織出現(xiàn)空泡的原因。Johnston等(1989)對(duì)虹鱒(Oncorhynchus mykiss)的研究表明,維生素C可通過(guò)神經(jīng)調(diào)節(jié)因子調(diào)節(jié)腦部激素水平,調(diào)控魚(yú)類行為以增強(qiáng)其抗應(yīng)激能力。黃玉萍等(2010)研究表明,抗應(yīng)激復(fù)合物可有效提高團(tuán)頭魴(Megalobrama amblycephala)的抗應(yīng)激能力,降低應(yīng)激對(duì)肝臟等組織的損傷。此外,徐洋等(2011)研究證實(shí)谷氨酰胺可促進(jìn)腸道黏膜修復(fù)、淋巴細(xì)胞增殖、巨噬細(xì)胞分裂和分化,在免疫調(diào)節(jié)方面具有重要意義。本研究中,混合組幼魚(yú)肝細(xì)胞空泡消失可能是抗應(yīng)激劑對(duì)魚(yú)類能量代謝起調(diào)解作用。運(yùn)輸過(guò)程中幼魚(yú)因受到驚嚇而劇烈掙扎游動(dòng),其能量代謝及耗氧量隨之增加,為滿足機(jī)體對(duì)氧的需求,故肝血竇間隙增大、血流加快;部分肝細(xì)胞排列散亂及不規(guī)則的中央靜脈橫切面,其原因可能是運(yùn)輸過(guò)程中幼魚(yú)不斷撞擊桶壁導(dǎo)致肝臟組織發(fā)生機(jī)械性損傷。四指馬鲅幼魚(yú)的肝臟組織在運(yùn)輸脅迫后失去固有形態(tài),其生理狀態(tài)趨于崩潰,累計(jì)死亡率高達(dá)27.5%,與Zhang等(2004)的研究結(jié)果相似??傊?,運(yùn)輸脅迫會(huì)對(duì)四指馬鲅幼魚(yú)的肝臟造成損傷,添加抗應(yīng)激劑混合物可起到一定的緩解作用,但無(wú)法從根本上消除。
鰓是魚(yú)類的主要呼吸器官,同時(shí)具有排泄氨氮等代謝廢物及調(diào)解滲透壓的功能。本研究中,混合組幼魚(yú)鰓線粒體豐富細(xì)胞體積變大的現(xiàn)象與高鹽度下卵形鯧夠(Trachinotus ovatus)線粒體豐富細(xì)胞(區(qū)又君等,2013)的變化相同,表明運(yùn)輸應(yīng)激破壞了四指馬鲅幼魚(yú)的滲透壓平衡,少數(shù)鰓小片末端或整體出現(xiàn)腫脹現(xiàn)象。與肝組織相同,在抗應(yīng)激劑混合物作用下四指馬鲅幼魚(yú)的鰓基礎(chǔ)代謝增加、血流加快,但由于運(yùn)輸脅迫致使血竇收縮,從而導(dǎo)致紅細(xì)胞分布不均勻,出現(xiàn)部分堆積現(xiàn)象,與陳彩芳等(2012)對(duì)泥蚶(Tegillarca granosa)的研究結(jié)果相似。本研究中,混合組幼魚(yú)鰓小片呈S形扭曲且排列不規(guī)則,可能是運(yùn)輸過(guò)程中幼魚(yú)劇烈掙扎,加上滲透壓遭到破壞,鰓小片局部吸水所造成??瞻捉M幼魚(yú)線粒體豐富細(xì)胞體積變大且數(shù)量增多,與鹽度脅迫遮目魚(yú)(Chanos chanos)幼魚(yú)的試驗(yàn)結(jié)果(區(qū)又君等,2014)相似,表明四指馬鲅幼魚(yú)為克服運(yùn)輸脅迫,調(diào)動(dòng)相關(guān)生理反應(yīng)而消耗大量能量。四指馬鲅幼魚(yú)鰓組織上皮細(xì)胞水腫變性,部分表皮脫落,表明運(yùn)輸脅迫導(dǎo)致鰓Na+/K+-ATP酶活性下降,即在無(wú)抗應(yīng)激劑的條件下幼魚(yú)鰓功能遭到破壞。可見(jiàn),運(yùn)輸脅迫致使四指馬鲅幼魚(yú)鰓組織出現(xiàn)不同程度的損傷,添加抗應(yīng)激劑能起到明顯的緩解作用。
脾臟主要由淋巴組成,在魚(yú)類的造血、免疫及儲(chǔ)血方面發(fā)揮著重要作用。低鹽脅迫下,許氏平觸(Sebastes schlegeli)脾臟組織中淋巴細(xì)胞數(shù)量增多,且呈聚集現(xiàn)象(王曉杰等,2006)。本研究中,混合組幼魚(yú)脾臟組織的變化與低鹽脅迫下許氏平觸脾臟組織的變化相似,表明抗應(yīng)激劑在一定程度上能提高受運(yùn)輸脅迫幼魚(yú)的免疫反應(yīng)能力,促使免疫細(xì)胞的數(shù)量合成增加。王文博等(2004)對(duì)草魚(yú)(Ctenopharyngodon idellus)的研究表明,擁擠脅迫會(huì)對(duì)魚(yú)類脾臟器官造成極大損傷。運(yùn)輸脅迫下四指馬鲅幼魚(yú)脾臟組織的白髓及巨噬細(xì)胞中心數(shù)量均相對(duì)減少,說(shuō)明其免疫系統(tǒng)已無(wú)法抵御運(yùn)輸脅迫的干擾,免疫細(xì)胞合成受阻,與王曉杰等(2006)的研究結(jié)果相似,表明長(zhǎng)期處于應(yīng)激脅迫下魚(yú)類免疫力易受到明顯影響,因此在養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)避免長(zhǎng)期的逆境脅迫。
實(shí)際生產(chǎn)中,采取以下措施能有效提高魚(yú)類的抗應(yīng)激能力(王慶萍等,2013):(1)運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)避免多重應(yīng)激;(2)盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間;(3)避免在高溫季節(jié)運(yùn)輸;(4)長(zhǎng)途運(yùn)輸前宜禁食2-3 d,以減少應(yīng)激時(shí)的耗氧量;(5)可在餌料中適當(dāng)添加維生素C、谷氨酰胺等抗應(yīng)激劑。此外,Verbeek等(2008)研究證實(shí),魚(yú)類的早期應(yīng)激經(jīng)歷可增強(qiáng)其后期抗應(yīng)激的適應(yīng)能力,即通過(guò)適當(dāng)馴化可有效提高魚(yú)類的抗應(yīng)激能力;鄺哲師等(2011)、Bacarin等(2015)研究表明,餌料中添加乳酸菌、不飽和脂肪酸或魚(yú)油等也可改善魚(yú)類體質(zhì),提高其抗應(yīng)激能力。因此,在餌料中適量添加益生菌或不飽和脂肪酸等,可能是提高四指馬鲅運(yùn)輸存活率的有效途徑之一。
4結(jié)論
運(yùn)輸脅迫導(dǎo)致四指馬鲅幼魚(yú)肝臟、鰓及脾臟組織損傷,抗應(yīng)激劑混合物雖然在一定程度上起到緩解作用,但并不能完全消除。