环境变温影响施氏鲟生长的机制研究

Amur sturgeon (Acipenser schrenckii Brandt) is the important large valuable economic species in China. In present, large-scale industrial aquaculture on this fish have been developing rapidly, and the thermostatic controlled was carried out in the process of industrial aquaculture. However, the environment temperatures are acutely changed day and night and/or seasonally during the process of Amur sturgeon growth in nature. Therefore, it is clear that proper temperature changes are more suited to the growth of Amur sturgeon. How do the temperature changes affect growth of Amur sturgeon? What are the mechanisms? To resolve this scientific issues. In the present studies, the effects of different average temperature of fluctuating temperature, amplitude of fluctuating temperature and mode of fluctuating temperature on the growth of Amur sturgeon will be studied, and the interactions of growth on rations and mode of fluctuating temperature will be analyzed. Meanwhile, energy metabolism and oxygen consumption rate of the liver mitochondria of Amur sturgeon will be determined, and isozymes i.e. LDH, SOD, EST, ACP, ALP and peroxidase in Amur sturgeon will be determined and their zymographies will be analyzed, and the heat shock protein 70 (Hsp70) levels in Amur sturgeon will be determined in different environment temperature change conditions. The mechanisms of effect of temperature changes on growth of Amur sturgeon will be clarified in bioenergetics, enzymology and heat stress protein expression. The reseach results will enrich basal biology theory in Acipenseridae fish, and provide basis on temperature control in Amur sturgeon industrial culture process.

施氏鲟（Acipenser schrenckii Brandt）是我国重要的大型名贵经济鱼类。目前，其大规模工厂化养殖逐渐发展起来。在工厂化养殖过程中，普遍实行恒温控制。而自然界中，施氏鲟生长的环境温度存在着较为剧烈的昼夜和季节变化。因此，与恒温相比，在长期进化过程中，适当的变温环境显然更适合施氏鲟的生长。变温如何影响施氏鲟生长？围绕该科学问题，本项目通过设置不同变温平均温度、变温幅度及变温方式，研究不同变温条件对施氏鲟生长的影响，并分析日粮水平与变温模式对施氏鲟生长的交互作用。同时，在这些不同变温条件下，测定施氏鲟的能量代谢、肝脏线粒体耗氧率；乳酸脱氢酶等6种同工酶的酶谱表达及活性；热休克蛋白Hsp70相对表达量，旨在从能量学、酶学、热应激蛋白表达等方面阐释环境变温对施氏鲟生长影响的内在机制。本研究不仅可以丰富鲟科鱼类生物学的基础理论，而且为施氏鲟工厂化养殖过程中的温度调控提供依据。

施氏鲟是我国重要的大型名贵经济鱼类。与恒温相比，在长期进化过程中，适当的变温环境显然更适合施氏鲟的生长。变温如何影响施氏鲟生长？围绕该科学问题，本项目通过设置不同变温平均温度、变温幅度等，研究不同变温条件对施氏鲟生长的影响，并分析日粮水平与变温模式对施氏鲟生长的影响，从能量学、酶学、热应激蛋白表达等方面阐释环境变温对施氏鲟生长影响的内在机制。结果表明：1、22℃条件下，与恒温相比，施氏鲟幼鱼的生长性能和饲料利用在变温幅度±3℃范围内差异均不显著，当变温幅度达到±4℃时，其生长性能和饲料利用显著下降，此时，鱼体的乳酸脱氢酶等8种同工酶活性以及鱼体肌肉的Hsp70蛋白表达量均显著升高。2、变温组鱼体的特定生长率在16℃条件下显著低于恒温组，而在25℃条件下则显著高于恒温组；变温组和恒温组鱼体肌肉酸性磷酸酶等3种同工酶酶谱表达的迁移率和强弱程度均不相同；16℃条件下，变温组鱼体肌肉Hsp70蛋白表达量显著高于恒温组，而其超氧化物岐化酶等5种同工酶活性均显著低于恒温组；25℃条件下的变温处理能够显著诱导施氏鲟鱼体线粒体呼吸率的升高。3、22℃条件下，与恒温100%饱食相比，在变温条件下（22 ± 2 ℃）当饲料投喂水平降至80%饱食时，施氏鲟幼鱼的生长性能并无显著降低，此时鱼体的食物转化效率和蛋白质效率均显著升高，鱼体肌肉Hsp70蛋白表达量显著降低；变温条件下，随着投喂水平的降低，鱼体排泄能及代谢能比例均显著降低，而生长能比例则显著升高。4、经过不同温度驯化的施氏鲟，在适应温度突变过程中，鱼体肌肉Hsp70蛋白表达量、同工酶酶谱表达及活性均在不同时间内表现出显著差异。5、不同温度驯化的施氏鲟，对温度变化具有部分代谢补偿能力，且与热水性鱼类相比表现出不同的呼吸调节方式。综上，施氏鲟对温度变化具有较强的适应性，这一优势决定了施氏鲟在环境温度适应方面具有良好的人工养殖特性。本研究不仅可以丰富鲟科鱼类生物学的基础理论，而且为施氏鲟工厂化养殖过程中的温度调控提供依据。