大西洋鲑在密度胁迫下的生长免疫代偿功能机制研究

The fish stress response caused by density stress is a major cause of farmed fish increasing susceptibility to pathogens and decline of the survival rate.In this study,we take the Atlantic salmon as the research object,breeding density and the closed circulating water system as the research conditions,analyze the critical point of the closed circulating water farmed Atlantic salmon’s stress state caused by breeding density,screen the molecular biomarkers and parameters of the physiological and biochemical which suitable to describe the stress state of Atlantic salmon,reveal the relationship between Atlantic salmon growth state and non-specific immune factors under stress state density,discuss the physiological response and low of immune response of Atlantic salmon under the action of density stress.At the same time,we Research and analysis the relationship between the hypothalamus - pituitary - thyroid - liver shaft and Atlantic salmon growth and nonspecific immune as well as the mechanism of action,In order from histology, molecular biology, developmental biology and endocrine pathway system to illustrate the breeding density effects on growth and disease resistance of the Atlantic salmon,improve the regulatory mechanism of environmental factors on fish reproductive development,master the ecological data of the farmed Atlantic salmon of closed circulating water system ,optimize the production performance of domestic closed circulating water system.

密度胁迫引起的鱼类应激反应是导致养殖鱼类对病原敏感性增高，群体生长率和存活率下降的重要原因。本研究以大西洋鲑为研究对象，封闭循环水系统养殖密度为研究条件，分析养殖密度引起封闭循环水养殖大西洋鲑应激状态的临界点，筛选适合描述大西洋鲑应激状态的生理生化参数和分子生物标记物，揭示密度胁迫状态下大西洋鲑生长状态与非特异性免疫因子的关系，探讨在密度胁迫状态作用下大西洋鲑的生理响应和免疫应答规律；并研究分析下丘脑-垂体-甲状腺-肝脏轴与大西洋鲑生长和非特异性免疫的关系以及作用机制，以期从组织学、分子生物学、发育生物学并结合内分泌通路系统阐明养殖密度对大西洋鲑生长和抗病力的影响，完善环境因子对鱼类生殖发育的调控机制，掌握封闭循环水系统养殖大西洋鲑鱼的生态数据，优化国内封闭循环水系统生产性能。

本实验以成年大西洋鲑（180日龄， 1-1.5千克）为研究对象，设计了五个初始密度梯度（6、9、15、21和24kg/m3），在90m3水体中进行养殖，周期为220天。水体溶解氧和氨氮含量，高密度组和低密度组差异显著（P < 0.05），而各处理之间二氧化碳、PH值、水温、亚硝酸盐及化学耗氧量差异不显著。养殖密度对大西洋鲑的死亡率有明显影响。高密度组的特定生长率、体重和增重率都显著低于中、低密度组。而饵料系数与密度呈负相关关系。肥满度随密度的增加而降低，个体大小变化系数高密度组分化较为严重。血液中生长激素GH和甲状腺素T3都随密度升高而降低，且不同养殖密度组肝脏IGF-1表达水平随实验周期延长分化明显。这表明在循环水系统中，养殖密度对生长的促进作用可能是通过下丘脑-垂体-肾间组织轴和下丘脑-垂体-甲状腺轴的协同效应产生作用。高密度组血液皮质醇含量显著高于中、低密度组，不同养殖密度组葡萄糖水平无显著性差异。高密度组大西洋鲑血清中白细胞数量含量明显上升，血红蛋白的含量随密度的升高而升高，这表明大西洋鲑通过增加血红蛋白的含量来增加氧气的运输能力来应对这种不利环境。大西洋鲑可能对长期的密度胁迫反应有一段适应期，通过调节自身生理水平，从而对长期胁迫产生了适应性。各组之间血液溶菌酶活性在整个实验期都有较大的波动范围，差异不显著。但高密度组肝脏溶菌酶表达水平自130天起开始下降，而肾脏溶菌酶表达水平自190天起开始上升。脾脏溶菌酶表达水平各组之间无显著差异。各个处理组血液谷草转氨酶活性在实验初期（0-70天）差异不显著，但随实验周期推移，高密度组血液中谷草转氨酶活性显著升高。而血液中谷丙转氨酶活性在70天和100天，高密度组与中、低密度组差异显著，其它时期差异不显著。这说明养殖密度升高会对大西洋鲑肝脏有一定影响；且以此推测肝脏损伤一定程度上影响了肝脏溶菌酶的表达，而肾脏溶菌酶表达水平的升高可能是对肝脏损伤的补偿。以上研究结果的差异分化均出现在养殖密度达到30 kg/m3左右，因此当养殖密度达到30 kg/m3可视为对大西洋鲑造成密度应激胁迫的临界状态。甲状腺激素（T3）、生长激素和胰岛素样生长因子1可作为大西洋鲑生长状态指示因子。皮质醇可以作为大西洋鲑密度胁迫指示因子，从工厂循环水养殖经济性出发，建议大西洋鲑初始放养密度为15 kg/m3，最终养殖密度不要超过30 kg/m3。