水温对日本沼虾耗氧率及鳃组织CAT、SOD活力的影响

吴一挺，吕敢堂，任夙艺，王志铮，曹 彪

(1.浙江海洋学院水产学院，浙江舟山 316004；2.舟山市海洋与渔业局，浙江舟山 316000)

众所周知，水温是影响水生动物摄食、生长、代谢等生命活动的重要环境因子，当水温偏离目标水产养殖动物适宜温度范围时，势必会干扰其正常的生命活动，甚至危及其存活。因此，探究目标水产养殖动物的水温耐受范围和适宜范围对指导其健康养殖具重要的现实意义。

日本沼虾Macrobrachium nipponensis(De Haan,1849)隶属于十足目Decapoda、长臂虾科Palaemonidae、沼虾属Macrobrachium，系我国重要的淡水虾类养殖品种之一，年产量达20万t以上[1]。目前，国内关于温度对日本沼虾的影响研究主要涉及能量代谢[2]、摄食[3]、胚胎发育[4]以及低温对耗氧率、排氨率的影响[5]等方面，而有关水温对日本沼虾存活率、耗氧率与鳃组织CAT、SOD酶活力的影响研究则迄今尚未见报道。鉴于此，作者在观察并确认日本沼虾温度耐受范围的基础上，以获取温度适宜范围为主旨，于2010年8－9月在浙江海洋学院安全养殖实验室内开展了水温对日本沼虾存活、耗氧节律和鳃组织CAT、SOD酶活力的影响研究，以期为指导日本沼虾养殖生产实践提供科学依据。

1 材料与方法

1.1.1 实验对象

实验用日本沼虾购自浙江余姚市青港野生苗种场，运回实验室后立即移入若干规格为80 cm×50 cm×42 cm的白色塑料箱内，并选取其中肢体完整、反应灵敏、无伤病、规格相近的健壮个体作为实验对象(体长 4.29±0.32 cm、体质量 1.80±0.12 g)，停食驯养 2～3 d 后备用。

1.1.2 理化条件

实验用水为经 48 h 自然曝气的自来水，pH 7.11±0.07，水温 24.0±0.2 ℃，DO 7.24±0.14 mg/L，水质符合NY 5051－2001无公害食品淡水养殖用水水质标准(中华人民共和国农业部，2001)[6]要求。

1.2 实验方法

1.2.1 水温对日本沼虾存活的影响实验

经预实验确定致死阈(0℃和40℃)后，按等差间距设置 12.5℃、15℃、17.5℃、20℃、22.5℃、25℃、27.5℃、30℃、32.5℃等9个实验梯度。以规格为55 cm×40 cm×30 cm的塑料箱为实验容器单元(实验实际容器20 L)，以48 h为实验周期(各实验梯度组实验虾均按±1℃/h过渡至对应的实验目标水温后开始计时)，采用静水停食法开展水温对日本沼虾存活的急性影响实验。每一梯度组内设3个重复单元，每个单元各放实验虾10 ind，实验期间连续观察实验虾死亡及存活情况，并及时捞出死亡个体，实验结束后统计各梯度实验虾的存活数。

1.2.2 水温对日本沼虾耗氧率的影响实验

根据 48 h内水温对日本沼虾存活影响实验结果，并结合已报道的相关文献[2－5，7－8]，设置 22.5 ℃、25 ℃、27.5℃等3个水温实验梯度组(每一梯度组内设3个重复单元，每个单元各放实验虾8 ind)，采用流水呼吸室法(流量4.32±0.67 L/h)开展水温对日本沼虾昼夜耗氧率的影响实验。实验前同时将实验虾随机放入对应的呼吸室内稳定1 h后，于00：00起每隔2 h测定1次进、出呼吸室的水温和DO值，连续测定24 h，实验结束后用滤纸吸干实验虾体表水分并逐一用分析天平(Sartorius BP211D型，精度0.1 mg)称量。日本沼虾耗氧率测定系统同吴一挺等[9]，并采用冰块和加热棒维持测定系统内水温的恒定；水中溶解氧均采用JPSJ－605台式溶解氧测定仪(上海精密科学仪器有限公司)测定；昼、夜区间耗氧率的统计时段分别设为06:00至18:00和18:00至次日06:00。

1.2.3 水温对日本沼虾鳃组织SOD、CAT活力的影响实验

以规格为80 cm×50 cm×42 cm的塑料箱为实验容器单元(实验实际容器20 L)，设置22.5℃、25℃、27.5℃等3个水温实验梯度组(每一梯度组内设3个重复单元，每个单元各放实验虾20 ind)，采用静水停食实验法开展48 h内水温对日本沼虾鳃组织SOD、CAT活力的影响实验。于实验第12 h、24 h、36 h和48 h分别从各实验容器单元内随机取实验虾3 ind，于冰盘上解剖取其鳃组织并准确称重，用玻璃匀浆器冰浴充分研磨后，用0.86%生理盐水制成10%的组织匀浆液，4℃保存备测。按南京建成生物工程研究所提供的考马斯亮蓝蛋白质含量测定试剂盒、SOD活力测定试剂盒、CAT活力测定试剂盒说明书要求依次测定实验虾鳃组织蛋白质含量、SOD活力和CAT活力。

1.3 数据处理

实验所得数据均借助SPSS17.0进行统计分析，各实验组间差异的显著性检验均采用LSD多重比较法(a＜0.05视为显著水平)。

2 结果

2.1 水温对日本沼虾存活的影响

观察发现，实验期间12.5℃和32.5℃梯度组实验虾对外界碰触刺激反应均较其它实验组明显迟钝，至实验结束时刻它们的死亡率分别为66.7%和56.7%，其中12.5℃梯度组死亡个体头胸部附肢大多出现不同程度的脱落现象，但其肢体和鳃色却均显正常，32.5℃梯度组死亡个体头胸部附肢虽均完好，但均表露肢体变白和鳃色转呈橘黄的症状。水温15～30℃间实验虾的存活率均为100%，表明日本沼虾对水温的耐受范围为15～30℃。

2.2 不同水温对日本沼虾耗氧率的影响

由表1可见，实验虾耗氧高峰表露时段均为04:00－06:00，组内耗氧率均呈夜均＞昼均(P＜0.05)，但昼均、夜均及各观测时段耗氧率则均随水温升高而显著增大(P＜0.05)，表明水温22.5～27.5℃范围内日本沼虾呼吸节律并未发生根本性改变，而呼吸代谢则有随水温升高明显加快的趋势。

表1 温度对日本沼虾呼吸耗氧率的影响Tab.1 Daily changes of oxygen consumption of Macrobrachium nipponensis at different temperature

2.3 不同水温对日本沼虾鳃组织SOD和CAT活力的影响

由表2可见，水温22.5℃和25℃实验组日本沼虾鳃组织SOD活力不仅在时序变化上步调一致，即SOD值均表露为第12 h最大，第24 h与第36 h持平，第48 h降至最小，且两者各观测时刻SOD值间亦无显著差异(P＞0.05)；水温27.5℃实验组日本沼虾鳃组织SOD值虽也随实验时间的延长显著下降，但其SOD值却表露为第12 h最大，第24 h显著大于第36 h(P＜0.05)，第36 h与第48 h持平，且其各观测时刻SOD值均显著大于22.5℃和25℃实验组(P＜0.05)，表明25℃为引起实验虾鳃组织SOD活力发生改变的分水岭。由表3可见，虽各实验组日本沼虾鳃组织CAT活力时序变化均不显著(P＞0.05),但各观测时刻CAT值则均随水温升高而显著增大(P＜0.05)，表明在本实验水温范围内CAT可作为表征实验虾鳃组织代谢强度高低的指标酶。

表2 水温对日本沼虾鳃组织SOD活力的影响Tab.2 The SOD activity in Gills of M.nipponense at different temperature

表3 水温对日本沼虾鳃组织CAT活力的影响Tab.3 The CAT activity in Gills of M.nipponense at different temperature

3 讨论

3.1 日本沼虾水温耐受范围的确定

本研究中，48 h内12.5℃和32.5℃实验组日本沼虾死亡率分别达66.7%和56.7%，而水温15～30℃范围内实验虾均不出现死亡，表明该虾的适温范围为15～30℃，这与屈忠湘[7]观察认为日本沼虾适宜水温为18～30℃的结果基本相符，而与施正峰等[3]认为10～30℃为日本沼虾正常生长的水温范围有一定出入，可能是由不同地理居群日本沼虾对水温的适应性存有差异所致。至于导致12.5℃实验组死亡个体大多出现头胸部附肢脱落，32.5℃实验组死亡个体出现肢体和鳃组织色变，以及上述两实验组存活个体对外界碰触刺激均较迟钝的原因与机理则有待进一步研究。

3.2 日本沼虾最适水温的确定

鳃作为甲壳动物的水－血屏障，具有呼吸、排泄、渗透压调节等功能[10]，是日本沼虾新陈代谢的重要场所之一。由此，水温对日本沼虾鳃组织正常生理代谢活动的干扰程度可作为判定其适宜水温的重要依据。大量研究表明，在温度耐受范围内，耗氧率可作为表征动物新陈代谢速率的基础性指标，SOD和CAT活力可反映动物新陈代谢过程中体内有害物质的积累程度，故由水温偏离目标研究动物最适范围而导致SOD、CAT活力以及耗氧率过高和过低的情形均会对其生长发育产生一定的负面影响。

由表1可见，虽日本沼虾在实验温度范围(22.5～27.5℃)内其昼均、夜均及各观测时段耗氧率均随水温升高而显著增大(P＜0.05)，但呼吸节律并未发生根本性改变，即实验虾耗氧高峰表露时段均为04:00－06:00，组内耗氧率均呈夜均＞昼均(P＜0.05)，这一结果既与水温10～25℃间日本沼虾呼吸能耗随温度升高而增大的结果相吻[2]，也与日本沼虾适宜水温为18～30℃的观察结果相符，即22.5～27.5℃应在日本沼虾生长发育的适宜范围内。

由表2可见，22.5℃和25℃实验组日本沼虾鳃组织SOD活力在时序变化上步调一致且组间无显著差异(P＞0.05)，而 27.5 ℃实验组各观测时刻 SOD 活力均显著大于 22.5 ℃和 25 ℃实验组(P＜0.05)，且其SOD最低值较它们前置12 h，表明27.5℃对日本沼虾鳃组织代谢生理有一定的负面作用。由表3可见，实验期间各实验组组内各观测时刻CAT活力均无显著差异(P＞0.05)，而组间则均随水温升高而显著增大(P＜0.05)，这既表明水温22.5～27.5℃范围内CAT活力处于正常状态，也反映了日本沼虾鳃组织SOD对水温的响应较CAT更为灵敏的结果。基于以上分析，可判定水温25℃为日本沼虾最适水温，这既与施正峰等[3]指出25℃日本沼虾摄食能量利用率最高，是其生长的最适温度的观点相同，也与饥饿状态下日本沼虾在水温19～22℃时的半致死和全致死时间均显著长于25～28℃的结果相符[8]。

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