Cu2+胁迫对罗氏沼虾血清中抗氧化和免疫指标的影响

摘要：【目的】研究Cu2+胁迫对罗氏沼虾血清中抗氧化和免疫指标的影响，为其养殖环境的调控提供科学依据。【方法】设置0（对照组）和100 μg/L（胁迫组）两个Cu2+浓度，分别在罗氏沼虾受Cu2+胁迫后的0、3、6、12、24和48 h取样，分离血清，测定血清中总抗氧化能力（T-AOC）、过氧化氢酶（CAT）活力、丙二醛（MDA）含量，以及酸性磷酸酶（ACP）和碱性磷酸酶（AKP）活力。【结果】在Cu2+胁迫的3～12 h，罗氏沼虾血清中T-AOC显著升高（P<0.05，下同），并在12 h达峰值，胁迫后24和48 h显著下降；与对照组相比，CAT活力在胁迫3 h时显著升高，6 h时显著下降，12 h时又显著上升并达峰值，之后又逐渐降低，并在48 h时显著低于对照组；胁迫组罗氏沼虾血清中MDA含量在整个胁迫过程中呈先升高后略有降低的变化趋势，且在各时间点均显著高于对照组；ACP活力在胁迫后6和12 h显著升高，24和48 h时降至初始水平；AKP活力在胁迫3～12 h内无显著变化（P>0.05），胁迫后24和48 h显著降低。【结论】Cu2+胁迫导致罗氏沼虾脂质过氧化发生，机体通过调节抗氧化系统抵御Cu2+胁迫，抗氧化和免疫指标的变化具有一定时间效应，其中T-AOC、CAT活力和MDA含量对Cu2+胁迫较敏感，在胁迫短时间内即被显著诱导，可作为Cu2+污染的潜在生物指示物。

关键词： Cu2+胁迫；罗氏沼虾；抗氧化能力；免疫；生物指示物

中图分类号： S945.41 文獻标志码：A 文章编号：2095-1191（2017）07-1323-06

0 引言

【研究意义】集约化和工业化水产养殖业的发展，给养殖水环境带来了严重污染，重金属是主要污染物之一，具有遗传毒性、持久性和不可降解性等特点（陈彩芳等，2014）。有报道显示，我国南海地区水域中铜（Cu）污染严重（Pan and Wang，2012），在珠江口地区的水生生物体内也检测到较高浓度Cu（Ip et al.，2005；Wang et al.，2013），Cu被认为是该地区的主要金属污染物（Bai et al.，2011）。Cu是虾体内必需的微量营养素，不仅在调节虾类生长、免疫、酶功能和组织完整性方面发挥重要作用，还是合成血蓝蛋白的必需成分（Bharadwaj et al.，2014）。在生产实践中，Cu常作为矿物营养素、除藻剂或病原抑制药物被广泛应用于水产养殖领域，但过量的Cu累积，会使养殖水体恶化（Liao et al.，2006）。研究表明，溶解态Cu的毒性明显高于其他形式Cu，且毒性范围也更广（Gibbon-Walsh et al.，2012），对水产养殖业造成严重威胁。罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）又名大头虾、马来西亚大虾，是目前世界上养殖量最大的三大虾种之一，也是我国重要的经济甲壳动物。其在水生生态系统中分布较广泛，在江河、湖泊等淡水和河口半咸水水域中均有分布，对水环境中各种理化性质的变化较敏感（朱春华等，2012）。因此，以罗氏沼虾为对象，研究Cu2+胁迫对其血清中抗氧化和免疫指标的影响，对实际生产中监测Cu污染及提高罗氏沼虾的抗Cu胁迫具有重要意义。【前人研究进展】当机体处于胁迫状态时，总抗氧化能力（T-AOC）、丙二醛（MDA）含量及过氧化氢酶（CAT）、碱性磷酸酶（AKP）和酸性磷酸酶（ACP）活力均会随着胁迫强度的不同呈规律性变化，这种高度敏感的生物反应指标称为生物标志物（Regoli and Principato，1995）。目前，已有研究报道Cu2+胁迫对罗氏沼虾存活率、渗透调节和病理变化等方面的影响，如Chen和Wang（2001）研究发现，Cu2+胁迫显著降低了罗氏沼虾酚氧化酶活性，从而提高其对格氏乳球菌（Lactococcus garvieae）的易感性；Li等（2007）研究发现，Cu2+胁迫能显著改变罗氏沼虾鳃和肝胰腺的组织结构；Asih等（2013）的研究结果表明，Cu2+胁迫对不同发育时期罗氏沼虾的存活、渗透调节和鳃的组织结构均有显著影响；黎东（2013）研究发现，Cu2+能显著抑制罗氏沼虾仔虾的生长，影响其卵巢发育；Guo等（2015）研究Cu2+胁迫下罗氏沼虾血清中抗氧化酶基因表达量的变化，发现CAT、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）等抗氧化酶的基因表达量被Cu2+显著诱导。【本研究切入点】从生物标志物的角度研究Cu2+胁迫对罗氏沼虾的毒性效应尚未见报道。【拟解决的关键问题】通过监测Cu2+胁迫下罗氏沼虾T-AOC、MDA含量及CAT、ACP和AKP活力的变化，探讨Cu2+对罗氏沼虾的毒性影响及其生理响应，为其养殖环境的调控提供科学依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

罗氏沼虾购自湛江某养殖场，体重10.89±1.42 g，置于实验室淡水循环水系统中暂养2周，水温（26±2）℃，所有水质指标均符合《渔业水质标准》要求（国家海洋局，1989），暂养及胁迫试验期间持续充氧。暂养期间每日在6：00和18：00投入虾体重2%的饵料，胁迫试验前24 h停止喂食。酶活力测定试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。

1. 2 胁迫试验

试验分对照组和胁迫组，每组设3个重复。根据 Chen和Wang（2001）的研究结果及预试验结果发现，Cu2+胁迫浓度为100 μg/L时，可引起机体内生理生化变化并保证所有试验沼虾存活，故设置理论Cu2+胁迫浓度为0（对照组）和100 μg/L（胁迫组，用硫酸铜配置Cu2+溶液）两个处理组。将罗氏沼虾置于塑料箱中，胁迫组加入180 L硫酸铜溶液，每箱放虾25尾，每24 h换硫酸铜溶液50%，对照组换水50%；分别在胁迫后0、3、6、12、24和48 h从每个箱中随机选取3尾（n=9）罗氏沼虾，参照Guo等（2013）的方法收集血淋巴800 g，4 ℃离心10 min，取上清分装，-80 ℃保存备用。

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