郝振林，程 操，田 瑩，王 犖，毛俊霞，王許波，常亞青

(大連海洋大學(xué) 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部北方海水增養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連 116023)

蝦夷扇貝(Mizuhopectenyessoensis)是一種分布在日本、俄羅斯遠(yuǎn)東海、千島群島以及朝鮮北部海域的大型冷水性雙殼貝類(lèi)[1]。自上世紀(jì)80年，我國(guó)從日本北海道引進(jìn)蝦夷扇貝開(kāi)展人工養(yǎng)殖，目前養(yǎng)殖規(guī)模越來(lái)越大，已成為我國(guó)北方海域非常重要的經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖貝類(lèi)，并創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[2]。但近年來(lái)，度夏時(shí)，蝦夷扇貝死亡率明顯增加，給養(yǎng)殖戶帶來(lái)了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[3]。

貝類(lèi)的鰓不僅是貝類(lèi)的呼吸器官，也是其最重要的濾食器官，同時(shí)還是重要的防御排毒器官。

本研究擬通過(guò)觀察不同高溫水平下蝦夷扇貝鰓的顯微結(jié)構(gòu)變化特征，揭示蝦夷扇貝對(duì)高溫的響應(yīng)機(jī)制，同時(shí)為蝦夷扇貝養(yǎng)殖行業(yè)的健康發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)用扇貝

實(shí)驗(yàn)用蝦夷扇貝取自獐子島漁業(yè)集團(tuán)，潮濕狀態(tài)下運(yùn)到大連海洋大學(xué)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部北方海水增養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，暫養(yǎng)于可控溫獨(dú)立循環(huán)品字形水槽內(nèi)(海水溫度為15 ± 1 ℃，鹽度為30‰左右，每天投喂硅藻和金藻等藻類(lèi)粉末飼料，每天換水2次，每次換水1/2)，暫養(yǎng)一周后，挑選活力較強(qiáng)、健康的個(gè)體用于實(shí)驗(yàn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)置5個(gè)溫度組，溫度分別是15 ℃(對(duì)照組)[4]、20 ℃、22 ℃、24 ℃和26 ℃，每個(gè)溫度組設(shè)3個(gè)平行，每個(gè)平行組里面隨機(jī)放入10只蝦夷扇貝。將暫養(yǎng)在15 ℃海水的蝦夷扇貝分別馴化到20 ℃、22 ℃、24 ℃及26 ℃(升溫幅度1 ℃/d)，在各實(shí)驗(yàn)組達(dá)到相應(yīng)溫度后，暫養(yǎng)一周，取其鰓組織保存于波恩液中，為后期進(jìn)行組織學(xué)切片制作。

1.3 組織學(xué)切片

從波恩氏液中取出鰓組織，進(jìn)行常規(guī)石蠟組織切片，HE染色等，并在光學(xué)顯微鏡(Nikon ECLIPSE 55i)下進(jìn)行組織形態(tài)學(xué)觀察并拍照。

1.4 數(shù)據(jù)測(cè)量與分析

使用photoshop CS4 軟件進(jìn)行鰓小瓣、鰓絲、絲間隔的測(cè)量。采用Excel 2003和SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 鰓小瓣

不同溫度下，蝦夷扇貝鰓小瓣厚度如圖1所示。其中15 ℃時(shí)(對(duì)照組)蝦夷扇貝的鰓小瓣厚度最大，外鰓和內(nèi)鰓鰓小瓣的厚度分別為51.21 μm和38.57 μm。海水溫度對(duì)鰓小瓣厚度有顯著性影響(P<0.05)，且隨海水溫度不斷升高，鰓小瓣厚度逐漸減小。26 ℃時(shí)，蝦夷扇貝的鰓小瓣厚度最小，外鰓和內(nèi)鰓鰓小瓣的厚度分別為39.35 μm和34.02 μm。T檢驗(yàn)表明，15 ℃與20 ℃、22 ℃、24 ℃、26 ℃下的鰓小瓣厚度差異顯著。另外，在同一溫度下，蝦夷扇貝的鰓小瓣外鰓的厚度顯著高于內(nèi)鰓(P<0.05)。

2.2 鰓絲

不同溫度水平下，鰓絲的組織學(xué)結(jié)構(gòu)如圖2所示。鰓小瓣外緣有許多鰓絲，相鄰鰓絲之間形成凹溝，各個(gè)鰓絲長(zhǎng)短和粗細(xì)不均。鰓絲由上皮、基膜和結(jié)締組織構(gòu)成，鰓絲上分布有大量的纖毛。

鰓絲的寬度如圖3所示。其中，在15 ℃(對(duì)照組)時(shí)，蝦夷扇貝鰓絲的寬度最大，為40.41 μm，顯著高于20 ℃、22 ℃、26 ℃時(shí)鰓絲寬度(P<0.05)，26 ℃時(shí)，鰓絲寬度最小，為23.38 μm。另外，20 ℃和22 ℃處理組，蝦夷扇貝鰓絲寬度差異不顯著(P>0.05)。

圖1 蝦夷扇貝鰓小瓣厚度/μm

圖2 不同溫度下蝦夷扇貝的鰓組織學(xué)觀察，示鰓絲(200×)

圖3 蝦夷扇貝鰓絲寬度/μm

注：圖中誤差線上字母a,b,c表示組間有顯著性差異(P<0.05)

2.3 絲間隔

不同溫度水平下，絲間隔的組織學(xué)結(jié)構(gòu)如圖4所示。絲間隔由結(jié)締組織構(gòu)成，內(nèi)含血管和血竇。絲間隔承擔(dān)著連接鰓絲的作用。

絲間隔距離如圖5所示。其中，在15 ℃(對(duì)照組)時(shí)，蝦夷扇貝絲間隔寬度最大，為36.39 μm，顯著高于22 ℃、26 ℃時(shí)絲間隔寬度(P<0.01)，26 ℃時(shí)，絲間隔寬度最小，為17.37 μm。

2.4 鰓小腔與鰓水管

不同溫度水平下，鰓小腔的組織結(jié)構(gòu)如圖6所示。由圖可得，20 ℃時(shí)的鰓小腔，與15 ℃(對(duì)照組)的鰓小腔無(wú)顯著變化。但在24 ℃時(shí)，鰓小腔擴(kuò)張非常明顯。

圖4 不同溫度下蝦夷扇貝的鰓組織學(xué)觀察，示絲間隔(200×)

注：a.15 ℃下的鰓組織； b.22 ℃下的鰓組織；c.26 ℃下的鰓組織

圖5 蝦夷扇貝絲間隔寬度/μm

2.5 瓣間隔

不同溫度水平下，瓣間隔的組織結(jié)構(gòu)如圖6所示。鰓小瓣中兩個(gè)鰓小腔之間的連接稱為瓣間隔。瓣間隔由結(jié)締組織構(gòu)成，均勻分布，排列整齊。從圖可以看出，在15 ℃(對(duì)照組)和20 ℃、24 ℃時(shí)，瓣間隔的變化同鰓小腔是基本一致的。

3 討論

鰓是貝類(lèi)非常重要的器官。首先鰓是貝類(lèi)的呼吸器官，由于鰓瓣內(nèi)側(cè)具有非常豐富的鰓水管和發(fā)達(dá)的小水管系統(tǒng)，使得水流與鰓絲接觸的表面積顯著增加，可顯著提高鰓的呼吸效率。另外，在鰓絲、絲間隔和鰓間隔中分布著大量的血管和血竇，以便于氧氣的吸收和傳輸。同時(shí)，鰓又是貝類(lèi)重要的攝食器官，食物顆粒的濾食主要是靠鰓絲及其鰓絲上著生的纖毛之間的共同運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。貝類(lèi)對(duì)食物顆粒的攝取主要是依靠著側(cè)纖毛擺動(dòng)形成的進(jìn)水水流，食物顆粒進(jìn)入體內(nèi)后，富集在前側(cè)纖毛，前纖毛承擔(dān)著運(yùn)輸食物顆粒的作用，扇貝的鰓間隔較短，主鰓絲部分凹陷成溝，進(jìn)一步提高食物顆粒的富集和運(yùn)送效率[3]。在鰓絲的左右兩側(cè)遍布著肌纖維，協(xié)助鰓絲進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，對(duì)食物的運(yùn)送起到積極作用。此外，鰓還具有排毒防御功能，在鰓絲內(nèi)、鰓絲間、鰓間隔及結(jié)締組織中都分布著大量的吞噬細(xì)胞，吞噬細(xì)胞具有很強(qiáng)的吞噬能力，可以有效增強(qiáng)扇貝機(jī)體的防御能力。

圖6 不同溫度下蝦夷扇貝的鰓組織學(xué)觀察，示鰓小腔(200×)

注：a.15 ℃下的鰓組織；b.20 ℃下的鰓組織；c.24 ℃下的鰓組織

研究表明高溫脅迫對(duì)水生動(dòng)物鰓組織表面結(jié)構(gòu)會(huì)有不同程度的破壞，從而引起缺氧癥狀，幾天甚至幾小時(shí)的缺氧就會(huì)導(dǎo)致水生動(dòng)物鰓結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[5]。水腫被認(rèn)為是一種水生動(dòng)物自我保護(hù)的機(jī)制，通過(guò)水腫擴(kuò)大外界水體與鰓絲毛細(xì)血管間的有效距離，減少不利環(huán)境因子對(duì)自身的傷害[6]。目前，關(guān)于高溫對(duì)蝦夷扇貝鰓組織結(jié)構(gòu)影響的研究報(bào)道較少，本文重點(diǎn)研究了不同高溫水平下扇貝鰓的顯微結(jié)構(gòu)變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨海水溫度不斷升高，鰓小瓣厚度、鰓絲寬度、絲間隔距離都減小，而鰓小腔和瓣間隔距離增大。說(shuō)明蝦夷扇貝鰓組織在高溫下受到了嚴(yán)重破壞，嚴(yán)重影響了扇貝呼吸功能的正常進(jìn)行。這與其他學(xué)者在進(jìn)行高溫對(duì)水生動(dòng)物鰓組織結(jié)構(gòu)影響時(shí)的結(jié)果相似[6-8]。另外，也有學(xué)者進(jìn)行了高溫對(duì)水生動(dòng)物不同組織損傷程度的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在高溫脅迫下，鰓和肝組織的破壞程度最大，因此鰓和肝被認(rèn)為是研究熱脅迫的理想組織[9]。由此可見(jiàn)，鰓組織是研究高溫對(duì)海水貝類(lèi)組織結(jié)構(gòu)影響的理想組織。

本研究表明，高溫對(duì)蝦夷扇貝鰓組織結(jié)構(gòu)影響顯著，蝦夷扇貝鰓小瓣的厚度，鰓絲寬度，絲間隔距離都隨溫度升高而減小，而鰓小腔和瓣間隔距離隨溫度升高而增大。