长江口中华鲟幼鱼鳃应对盐度变化的适应性调节机制

濒危物种中华鲟野生种群衰减的趋势日益加剧，对入海洄游前幼鱼渗透压调节规律和机制研究的不足会直接影响到物种的有效保护。鳃是鱼类渗透调节的主要功能器官，鳃上皮氯细胞在维持渗透平衡方面起着决定作用。入海洄游前，中华鲟幼鱼随着个体发育和长江口盐度的刺激，鳃上皮氯细胞可能存在形态和功能分化与调节过程，实现体内渗透平衡以适应面临的高渗海水环境。项目拟采用非致死研究方法，通过室内研究和野外监测相结合，研究不同盐度下、不同月龄中华鲟幼鱼鳃上皮氯细胞的形态结构及分化特征、Na+/K+-ATP酶活性及相关基因表达的变动规律，结合血液皮质醇和泌乳素水平、渗透压及离子等变动规律建立相关关系，从结构和功能两个方面阐明中华鲟幼鱼鳃应对盐度变化的适应性调节机制，并掌握不同月龄幼鱼渗透调节能力的变动规律。结果可丰富鱼类生理学知识，充实保护生物学研究内容，可为长江口中华鲟幼鱼保护预警机制建立和动态保护措施制订提供科学依据。

中华鲟是我国特有的一级水生野生保护动物，处于极度濒危状态，长江口是其幼鱼入海洄游前进行生理调节的重要场所。本研究围绕长江口中华鲟幼鱼鳃应对盐度变化的适应性调节机制这一关键科学问题，开展了系列研究工作并取得了一定的研究成果:⑴ 从调查研究入手，发现自然条件下长江口中华鲟幼鱼具有从低盐度水域向高盐度水域迁移的习性，高盐度水域中华鲟幼鱼血清渗透压及离子略高于低盐度水域个体，皮酯醇和泌乳素分别在高渗和低渗环境中起调节作用。⑵ 通过运用室内实验生态生理学方法，研究查明中华鲟幼鱼的急性耐受盐度为20，等渗点盐度为9.19，指出中华鲟幼鱼集中分布在长江口团结沙和东旺沙水域浅滩一带遵循最适性理论；发现中华鲟幼鱼盐度适应调节过程包括临界期和调整期两个重要阶段，血液生化指标表现为先升高后降低最后趋于平稳的变动规律。⑶ 建立了鲟鱼鳃组织非致死取样方法，研究表明中华鲟幼鱼鳃丝NKA酶活性与其a亚基mRNA表达呈正相关，且受到a亚其mRNA调控，盐度变化时通过增加a亚基mRNA的表达量来提高NKA活性，进而调节离子和渗透压平衡。⑷ 通过筛选优化氯细胞免疫荧光染色技术，结合电镜技术，研究查明氯细胞是重要渗透调节位点，主要分布于中华鲟幼鱼鳃丝基部。盐度升高时鳃丝上皮氯细胞表现为数量增多和体积增大，细胞内线粒体增多、管网结构发达。氯细胞应对盐度升高的调节过程为：氯细胞周围出现辅助细胞，二者并列交织在一起构成多细胞联合体，共享一个顶隐窝，二者的侧膜间的连接较为疏松，形成有利于离子渗漏的细胞旁路；通过氯细胞底膜上的NKA酶进入氯细胞的Na+离子通过侧膜进入辅助细胞，然后经过辅助细胞分泌出去，Cl-离子则通过氯细胞顶隐窝上的Cl-通道排除体外，完成渗透调节。研究结果丰富了鱼类渗透调节生理学知识，充实了保护生物学研究内容，为长江口中华鲟幼鱼保护预警机制建立和动态保护措施制订提供科学依据。本项目发表文章6篇，其中SCI文章3篇；获得授权发明专利1项；培养研究生2名。