2. 海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室海南 海口 570228;
3. 海南省海洋与渔业科学院 海南 海口 571126
2. State Key Laboratory of Marine Resource Utlization in South China Sea, Hainan University, Haikou 570228, China;
3. Hainan Academy of Ocean and Fisheries Sciences, Haikou 571126, China
企鹅珍珠贝(Pteria penguin)是热带和亚热带的海产经济贝类,主要分布于我国广东、广西、海南等沿海地区以及日本九州南部、琉球群岛直至菲律宾等地(李治钤等, 2012)。近年来,该贝类在南方的养殖规模逐渐增大(栗志民等, 2011)。养殖过程需要进行运输,而苗种运输是水产养殖活动中不可或缺的环节之一(黄志峰等, 2020),海区养殖、品种推广、商品交易等过程都有涉及(邓正华等, 2020)。
运输过程发生在较小的空间(Robertson et al, 1988),是水生动物常见的一道工序,集约化水产养殖设施中的水生动物会在装载、运输和卸载相关的搬运和物理干扰中引发应激反应(Davis et al, 2002; Frisch et al, 2000),有可能导致长期健康损害(Arends, 1999; Larsson et al, 1985)。缺乏科学方法的指导及运输后的有效管理手段,导致苗种运输后大量折损,影响生产效益(Carneiro et al, 2002)。运输活动对于水生生物体生理相关影响的研究目前主要集中在鱼类、甲壳类和棘皮动物等(陈梓聪, 2020; 张勇, 2016),但企鹅珍珠贝运输等方面的研究资料尚缺乏。
本文以企鹅珍珠贝稚贝为研究对象,开展8h实际运输实验,比较有水运输和无水运输对企鹅珍珠贝稚贝的存活、生长、消化及抗氧化性能的影响,以期探讨运输过程及运输后恢复过程关键点所在,为优化企鹅珍珠贝苗种运输技术及运输后管理技术提供参考。
1 材料与方法 1.1 实验材料本研究所用企鹅珍珠贝稚贝为课题组在广西北海育苗场繁育所得,待其生长至稚贝阶段,选择大小规格相近的5 000只个体作为实验材料。所选实验稚贝体重为(0.15±0.01) mg,壳长(HL)为(7.4±0.4) mm,壳高(SH)为(4.1±0.3) mm,运输前1 d停止喂食。
1.2 实验设计运输胁迫处理为实际运输操作处理。汽车运输时间为8 h,车内温度约为20 ℃,实验准备约2 500只稚贝进行有水运输,将其放入5个网袋中,水体体积为35 L,水温控制在(20.0±2.0) ℃,运输过程持续充氧。约2 500只稚贝进行无水运输,泡沫箱内温度控制在(15.0±3.0) ℃,中间采用泡沫板隔断,一边放冰块使其运输环境保持低温,另一边底部使用泡沫块铺垫,防止冰水直接接触稚贝,在运输箱底部加入少量海水,然后将放入网袋的稚贝放在泡沫垫上方,再将多张使用海水浸湿的报纸铺在网袋上进行保湿处理(图 1),使用湿度测量仪测试湿度,将湿度控制在80% r/h左右。
相同运输条件下,实验样品分为3个组:(1)运输前样品,作为对照组,不同运输方式共用对照组样品;(2)运输后样品,为经过8 h运输后所得样品;(3)修复期样品,为运输后放入养殖水体中修复的样品,分别在修复7 d和14 d进行取样分析。
运输前和运输后养殖条件和管理手段基本一致,水温为(27.5±1.0) ℃,盐度为31.5±0.5,每天换2/3的水,投喂湛江等边金藻(Isochrysis zhanjiangensis)、牟氏角毛藻(Chaetoceros muelleri)和亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)的混合藻液。
1.3 样品的获得及处理在运输实验前,将部分企鹅珍珠贝稚贝作为对照组放入液氮中,剩余稚贝分别采用有水运输和无水运输2种运输方式,并在运输完成后分别随机取样放入液氮中,将剩余的企鹅珍珠贝稚贝放入养殖池中进行暂养恢复,并在暂养后第7天和第14天后取样。取100只稚贝在冰面上解剖取其内脏团,准确称取待测企鹅珍珠贝内脏团的重量,按重量(g)∶体积(mL)=1∶9的比例加入9倍体积的生理盐水,冰水浴条件下机械摇匀,2 500 r/min离心10 min,取上清液用于酶活性测定,每个样品重复测定3次。
1.4 指标检测 1.4.1 形态指标在数码显微镜下进行测量,主要为壳长和壳高,样本数为100只。
通过万分天平测量100只企鹅贝稚贝的体重。
1.4.3 存活率存活率计算公式如下:$ \text { 存活率(Survival rate, } \mathrm{SR}, \% \text { ) }=100 \times N_2 / N_1 $ |
式中,N1、N2分别为随机抽取企鹅珍珠贝稚贝100只和其中存活的个数,并进行3个重复。
1.4.4 生理指标采用南京建成生物科技有限公司的生化试剂盒进行淀粉酶(α-AMS)、超氧化物歧化酶(SOD)、碱性磷酸酶(AKP)、谷草转氨酶(GOT)和谷丙转氨酶(GPT)的检测,操作方法严格按照说明书的方法进行。通过酶联免疫测定法测定企鹅珍珠贝稚贝内脏团皮质醇(COR)的含量。
1.5 数据分析及统计实验数据以平均值±标准差(Mean±SD)表示。使用DPS统计软件进行差异性分析,P < 0.05为显著差异。
2 结果 2.1 运输方式对企鹅珍珠贝稚贝生长的影响不同运输模式对企鹅珍珠贝后期恢复阶段SR、体重增加速度、壳长和壳高有显著影响(P < 0.05)(表 1)。有水运输后第14天的SR达(97.00±1.00)%,显著高于无水运输[(82.00±0.71)%];有水运输后第7天和第14天的体重分别为(0.43±0.01)和(0.62±0.01) mg,显著高于无水运输[(0.19±0.02)和(0.24±0.02) mg];有水运输后第7天和第14天的壳长分别为(9.05±0.70)和(12.56±0.60) mm,显著高于无水运输[(7.76±0.40)和(7.83±0.40) mm];有水运输后第7天和第14天的壳高分别为(6.63±0.40)和(7.55±0.50) mm,显著高于无水运输[(4.68±0.40)和(5.09±0.60) mm]。
不同运输模式对企鹅珍珠贝的COR含量有显著影响(P < 0.05)。无水运输8 h后,COR含量由(1 989.90± 8.30) ng/L下降至(1 495.74±38.08) ng/L。有水运输COR含量则无显著变化[(1 977.91±12.46) ng/L]。
运输结束后放入养殖室中的恢复阶段,不同运输方式的COR含量存在显著差异(P < 0.05)。有水运输在第7天和第14天分别上升和下降至(2 061.87±32.45)和(1 999.50±10.18) ng/L。无水运输在恢复期第7天和第14天分别显著升高和下降至(2 450.48±47.92) ng/L和(1 668.46±20.36) ng/L(图 3)。
不同运输方式对淀粉酶活性表达具有显著影响(P < 0.05)。有水运输8 h后,淀粉酶活性由(0.14± 0.01) U/mg prot上升至(0.66±0.01) U/mg prot,无水运输中,淀粉酶活性上升至(0.33±0.07) U/mg prot。
运输结束后,放入养殖室中的恢复阶段,不同运输方式的淀粉酶活性恢复程度之间存在显著差异(P < 0.05)。有水运输淀粉酶活性逐步升高,在恢复期第7天和14天分别显著增高至(0.74±0.04)和(1.56± 0.08) U/mg prot;无水运输在恢复期第7天和第14天分别显著升高至(0.87±0.08)和(1.06±0.04) U/mg prot (图 4)。
不同运输方式对企鹅珍珠贝的SOD、ACP、GOT和GPT活性产生显著影响(P < 0.05)。有水运输8 h后,SOD活性显著下降(P < 0.05),由(98.65±0.42) U/mg prot显著下降至(77.01±1.17) U/mg prot。ACP、GPT和GOT活性显著上升(P < 0.05),分别由(98.00±8.68)、(69.35±4.73)和(54.94±1.46) U/g prot上升至(130.04± 7.97)、(75.34±0.57)和(72.56±0.65) U/g prot。无水运输8 h后,SOD、GPT和GOT活性下降,分别下降至(45.70±0.76)、(20.18±0.59)和(40.63±7.34) U/g prot。ACP活性上升至(153.39±6.79) U/g prot。
运输结束后的恢复阶段,不同的运输方式其SOD、ACP、GOT和GPT活性恢复程度之间存在显著差异(P < 0.05)。有水运输后,SOD和ACP活性在恢复期第7天和第14天呈显著下降的趋势,SOD活性分别下降至(51.51±0.51)和(34.37±0.3) U/mg prot,ACP活性分别下降至(112.01±4.14)和(79.56±1.04) U/g prot。有水运输后,GPT和GOT活性恢复期第7天和第14天呈逐渐上升趋势,GPT分别上升至(35.95±4.24)和(43.03± 1.38) U/g prot;GOT分别上升至(65.68±7.89)和(84.31± 9.46) U/g prot。无水运输8 h后,SOD活性呈先上升后下降的趋势,分别上升至(86.60±0.19) U/mg prot和下降至(20.04±1.36) U/mg prot。ACP、GPT和GOT活性在恢复期第7天和第14天呈逐渐上升趋势,ACP活性分别上升至(87.97±3.83)和(168.24±3.46) U/g prot;GPT活性分别上升至(26.59±2.31)和(47.62±0.05) U/g prot。GOT活性分别上升至(65.68±7.89)和(84.31±9.46) U/g prot (图 5)。
运输胁迫在一定程度上影响贝类的生长状态(马壮等, 2020)。合适与科学的运输方式不会引起运输动物的大量死亡。低温下大菱鲆(Scophthalmus maximus)在经过有水保活,其SR达100% (刘伟东等, 2009)。本研究结果表明,企鹅珍珠贝稚贝在有水运输后,SR可达98%,无水运输后SR为97%。有水运输在恢复阶段第14天的SR达97%,显著高于无水运输。与(邓正华等 2020)研究结果较为一致。企鹅珍珠贝苗种运输在后续恢复过程中,有水运输的壳长、壳高和体重均高于无水运输,有水运输相对于无水运输在低温休眠的状态下,在水分充分且O2充足的条件下,企鹅珍珠贝生命力更强,具有更好的存活效果和恢复效果。
3.2 运输方式对企鹅珍珠贝稚贝COR含量的影响COR含量的变化是体现应激程度的重要生理学指标之一(Hglund et al, 2019; James et al, 2005),在低温和应激条件下显著增加(Qiang et al, 2015)。研究发现,马氏珠母贝(Pteria martensii)稚贝8 h运输后,COR含量呈先降低后上升的趋势,与上述研究结果不一致,其原因可能在于实验条件及实验对象生理状态差异。本研究在运输过程中,有水运输水温控制在20 ℃左右,无水运输箱内环境温度为13 ℃左右,相对一直处于温度较低环境,而低温环境在一定程度上可对机体形成一定麻痹作用,从而降低应激程度,也会抑制相关生物酶活力(Babiak et al, 2001; 闫秀明等, 2011)。
3.3 运输方式对企鹅珍珠贝稚贝消化性能的影响消化酶能消化和分解生物从外界摄取的食物,为个体提供生长、发育和繁殖等所需的能量,其活性的大小反映水产生物消化生理的基本特征(Deng et al, 2021)。本研究发现,企鹅珍珠贝稚贝在8 h运输后,其淀粉酶活性呈上升趋势,且在恢复期不断上升,有水运输后,其淀粉酶活性高于无水运输,这可能是由于机体在后期生长过程中,需要更多能量去抵抗外界的干扰,满足基础生理需求所致。本研究涉及的恢复期持续时间相对较长,可更全面地反映运输后企鹅珍珠贝稚贝后期的生理修复情况,通过内脏团的淀粉酶活性,可以了解企鹅珍珠贝稚贝在有水运输过程中,其消化系统受到的应激刺激相对较小,与实验条件下的无水运输环境相比,其机体在后期的生长速度较快,具有较好的消化能力。
3.4 运输方式对企鹅珍珠贝稚贝抗氧化性能的影响抗氧化系统能清除体内过量的活性氧,保护机体不受氧化损伤(Suseela et al, 2007),当机体受到胁迫时,体内ROS含量迅速增加,未被抗氧化系统及时清除的ROS逐渐积累,促使细胞膜脂质过氧化物形成,从而造成氧化损伤(Sun et al, 2011)。SOD、ACP、GOT和GPT活性是常见的评价指标(Rodrigo et al, 2009; 邓平平等, 2016)。SOD活性可反映生物体的氧化损伤程度,活性下降代表着清除能力的下降(Ross et al, 2001)。ACP、GOT和GPT活性则可反映机体的抗氧化水平及免疫健康状态(刘慧玲等, 2021)。运输活动一般都会对运输动物的抗氧化酶活力造成一定影响。本研究表明,企鹅珍珠贝稚贝运输活动后,SOD活性降低,与大菱鲆、脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)等运输相关的研究结果较为一致(邓高威等, 2021; 马壮等, 2020),其原因可能是运输胁迫使机体体内大量自由基积累造成的机体损伤,从而其抗氧化能力下降(陈成勋等, 2011)。ACP、GPT和GOT活性在本研究中总体呈先上升后下降再上升的趋势,表明企鹅珍珠贝稚贝在运输过程中,会因相关因素的胁迫而产生一定程度的应激反应,而ACP、GOT和GPT活性的提高会降低机体过氧化应激,在一定程度上减缓机体的氧化损伤程度(尤宏争等, 2018)。企鹅珍珠贝稚贝在水体的保护下,其活动空间较大,贝苗之间不会接触过多。而在无水运输中,贝苗的活动范围较小,苗种密度相对较大,贝苗与贝苗之间容易产生碰撞摩擦,可能使其产生更强烈的应激。抗氧化酶活性的变化结果表明,企鹅珍珠贝稚贝在有水运输后的抗氧化性能优于无水运输,具有更强的抗氧化能力,健康状况更佳。
4 结论有水运输和无水运输在一定条件下对企鹅珍珠贝稚贝生长、消化性能、抗氧化性能可产生显著影响,且运输后需要一定时间进行机体机能的修复。在这2种运输方式下,有水运输效果及后期生理恢复情况相对较佳,具有较高的SR、生长更好。运输后的企鹅珍珠贝机体需要一定时间恢复至正常状态,继而适应或抵抗其他不良环境因素。
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