馬 斌,劉全圣,王 偉,趙 俠,趙玉明,王春德

( 青島農(nóng)業(yè)大學 海洋科學與工程學院，山東 青島 266109 )

單胺類及5-羥色胺拮抗劑對海灣扇貝幼蟲生長的影響

馬 斌,劉全圣,王 偉,趙 俠,趙玉明,王春德

( 青島農(nóng)業(yè)大學 海洋科學與工程學院，山東 青島 266109 )

單胺類藥物左旋多巴胺和5-羥色胺一方面可能促進海灣扇貝幼蟲纖毛活動從而促進幼蟲攝食，另一方面引起纖毛運動強度的改變，又影響幼蟲的能量消耗，因此對扇貝幼蟲的生長可能存在著雙重影響。以海灣扇貝幼蟲為研究對象，探討了左旋多巴胺和5-羥色胺及5-羥色胺的兩種拮抗劑曲唑酮和賽庚啶對其生長的影響及其可能的作用機制。試驗結果表明，0.1 ng/L左旋多巴胺和1.0 ng/L 5-羥色胺對海灣扇貝幼體的生長率促進作用最強，而5-羥色胺的促生長作用可被曲唑酮和賽庚啶抑制，說明5-羥色胺可能是通過5-HT1或5-HT2型受體起作用的。在海灣扇貝的育苗實踐中可以選擇使用低質量濃度的5-羥色胺以促進幼蟲的生長。

海灣扇貝；幼蟲生長；左旋多巴胺；5-羥色胺；曲唑酮；賽庚啶

我國北方的扇貝養(yǎng)殖業(yè)目前以引自美國的海灣扇貝(Argopectenirradiansirradians)為主[1]，產(chǎn)量和養(yǎng)殖面積占扇貝養(yǎng)殖的50%以上。海灣扇貝在23 ℃的水溫中要經(jīng)過10～11 d的浮游期生長才開始附著變態(tài)，成為稚貝。若能在此階段加快幼蟲的生長發(fā)育，縮短浮游期的時間，將可以有效降低培養(yǎng)過程中的死亡率，提高扇貝育苗的成功率。

5-羥色胺和多巴胺都是常見的單胺類神經(jīng)遞質，在動物中起到神經(jīng)調節(jié)的作用。5-羥色胺和多巴胺也廣泛存在于扇貝幼蟲中，是扇貝神經(jīng)系統(tǒng)早期發(fā)育中最早出現(xiàn)的神經(jīng)遞質之一，現(xiàn)有的報道主要集中于其參與幼蟲附著變態(tài)的誘導[2-3]。實際上5-羥色胺和多巴胺還可能參與貝類的肌肉收縮、運動和攝食等行為，尤其是與纖毛運動有關的運動[4-7]。扇貝幼蟲主要依靠具有大量纖毛的面盤進行運動和攝食行為，因此單胺類有可能通過對幼蟲纖毛的控制而影響其運動和攝食，由于攝食和運動都有可能對幼蟲的生長產(chǎn)生影響，因此有必要通過試驗來確定單胺類藥物對貝類幼蟲生長的效應。

本試驗以海灣扇貝幼蟲為研究對象，研究不同質量濃度5-羥色胺和左旋多巴胺對幼蟲生長的影響；通過研究5-羥色胺拮抗劑曲唑酮和賽庚啶對5-羥色胺作用的抑制，研究5-羥色胺可能的作用機制，為海灣扇貝的幼蟲生長調節(jié)提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用海灣扇貝為膠南海豐盛福育苗場培育的經(jīng)過室內催熟的1齡親貝，單獨刺激產(chǎn)卵分別獲得不同親貝的精卵若干，分組混合受精。在23 ℃下孵化22 h后選優(yōu)，取上層浮游能力強的幼蟲用于本試驗。試驗用試劑左旋多巴胺、5-羥色胺、賽庚啶和曲唑酮等均購自美國Sigma公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 左旋多巴胺對海灣扇貝幼蟲生長的影響

試驗容器為2000 mL的燒杯，試驗水體為1600 mL，通過水浴控制水溫23.5 ℃，試驗選擇同一批次的剛剛孵出的1日齡扇貝幼蟲平均初始殼高為(88.7±0.6) μm，設定密度為1個/mL。根據(jù)預備試驗的結果，分別加入左旋多巴胺母液使試驗容器的最終質量濃度為10.0、1.0、0.1 ng/L，對照組不添加左旋多巴胺。每隔4 h投喂一次密度為2.0×106個/mL的球等鞭金藻(Isochrysisgalbana)(3011) 10 mL，每隔24 h用300目篩絹全量換水一次并補充左旋多巴胺母液以保持相同的幼蟲密度和藥物質量濃度。每個試驗組和對照組均設置3組重復。試驗持續(xù)72 h，在試驗開始和結束時分別測量30個幼蟲的殼高和殼長，計算幼蟲在試驗階段的生長速度。

1.2.2 5-羥色胺對海灣扇貝幼蟲生長的影響

選擇同一批次的剛剛孵化出的扇貝幼蟲，幼蟲的平均初始殼高為(89.3±0.7) μm，分別加到2000 mL的燒杯中，加入5-羥色胺母液，加23 ℃海水定容到1600 mL，使幼蟲的密度達到1個/mL，根據(jù)預備試驗的結果，5-羥色胺的最終質量濃度分別設定為50、10、1.0 ng/L和0.1 ng/L，對照組不添加5-羥色胺。每隔4 h投喂一次密度為2.0×106個/mL的球等鞭金藻(3011) 10 mL，每隔24 h用300目篩絹全量換水一次并補充5-羥色胺母液以保持相同的幼蟲密度和藥物質量濃度。每個試驗組和對照組均設置3組重復。試驗持續(xù)72 h，在試驗開始和結束時分別測量30個幼蟲的殼高和殼長，計算幼蟲在試驗階段的生長速度。

1.2.3 5-羥色胺拮抗劑對5-羥色胺促生長作用的影響

根據(jù)上述的試驗結果，選擇促進生長作用最強的5-羥色胺質量濃度，在施加五羥色胺的同時分別施加0.1、1.0、10 ng/L的曲唑酮或賽庚啶，藥物處理時間為72 h，每隔24 h換水一次，同時補藥。幼蟲密度和餌料投放密度及時間同上。對照組只施加最強質量濃度的5-羥色胺或不添加任何藥物(空白對照)，每組設置3個重復試驗。在試驗開始和結束時分別測量30個幼蟲的殼高和殼長，計算幼蟲在試驗階段的生長速度。

1.3 試驗數(shù)據(jù)及處理

根據(jù)每組的初始和試驗結束時的平均殼高或殼長計算平均生長速度，以平均值±標準差來表示。相關數(shù)據(jù)用SPSS 19.0軟件處理，不同試驗組之間采用單因素方差方法分析，若差異顯著則采用Duncan檢驗進行多重比較，差異顯著性設置為P<0.05。

2 結 果

2.1 左旋多巴胺對海灣扇貝幼蟲生長的影響

試驗觀察到施加高質量濃度的左旋多巴胺幼蟲活躍程度下降，纖毛的擺動頻率降低，幼蟲游泳速度也減緩。試驗結果表明，左旋多巴胺顯著影響海灣扇貝幼蟲的生長(表1)。在10.0 ng/L和1.0 ng/L質量濃度的試驗組中海灣扇貝幼蟲的殼長和殼高生長率均顯著小于空白對照組(P<0.05)，說明高質量濃度的左旋多巴胺對扇貝幼蟲的生長發(fā)育有一定的抑制作用，導致扇貝幼蟲的生長發(fā)育緩慢。當左旋多巴胺的質量濃度降低到0.1 ng/L時，試驗組扇貝幼蟲的殼長和殼高生長率與空白對照組無顯著差異(P>0.05)，說明0.1 ng/L質量濃度的左旋多巴胺對扇貝幼蟲的生長發(fā)育沒有影響。

表1 左旋多巴胺對海灣扇貝幼蟲的生長影響

注：同一列參數(shù)的上標不同表示差異顯著(P<0.05), n=3. 其他表同.

2.2 5-羥色胺對海灣扇貝幼蟲生長的影響

試驗觀察到施加5-羥色胺組幼蟲表現(xiàn)極度活躍，纖毛的擺動頻率和游泳速度均顯著加強。試驗結果顯示，5-羥色胺對扇貝幼蟲的生長表現(xiàn)為劑量依賴效應，高質量濃度時(50 ng/L和10 ng/L)抑制海灣扇貝幼蟲的生長，1.0 ng/L的5-羥色胺對殼高和殼長具有顯著的促進作用，而當質量濃度降至0.1 ng/L時5-羥色胺對其生長無顯著影響(P>0.05)，與空白對照相比差異不顯著(P>0.05)(表2)。

表2 5-羥色胺對海灣扇貝幼蟲生長的影響

2.3 5-羥色胺拮抗劑對海灣扇貝幼蟲生長作用的影響

單獨施加1.0 ng/L 賽庚啶或與1.0 ng/L 5-羥色胺聯(lián)合施用時幼蟲的纖毛擺動頻率無顯著變化(P>0.05)，但當加入高質量濃度的賽庚啶時，幼蟲的纖毛運動表現(xiàn)異常，表現(xiàn)為擺動頻率下降且運動方向不規(guī)律。試驗結果表明，單獨施用賽庚啶處理對海灣扇貝幼蟲殼長和殼高的生長無顯著影響(P>0.05),而單獨施用5-羥色胺(1.0 ng/L)顯著促進扇貝幼蟲殼高和殼長的生長(表3)。5-羥色胺拮抗劑賽庚啶在低質量濃度(0.1～1.0 ng/L)時顯著抑制5-羥色胺對幼蟲殼高和殼長的促生長作用，而質量濃度進一步提高到10 ng/L時則對幼蟲的生長具有強烈的抑制作用，幼蟲的生長幾乎停止。

表3 賽庚啶對5-羥色胺促生長作用的影響

注：C為賽庚啶.

單獨施加曲唑酮或與1.0 ng/L的5-羥色胺聯(lián)合施用時幼蟲的纖毛運動沒有顯著變化(P>0.05)。曲唑酮對生長的影響結果見表4。與空白對照組相比，用5-羥色胺(1.0 ng/L)處理的試驗組顯著促進扇貝幼蟲的生長，而用曲唑酮單獨處理對海灣扇貝幼蟲殼長和殼高生長無明顯的抑制作用。當將曲唑酮與1.0 ng/L的5-羥色胺共同施用時，隨著曲唑酮質量濃度的提高，5-羥色胺的促生長作用逐漸被抑制。

表4 曲唑酮對5-羥色胺促生長作用的影響

注：T為曲唑酮.

3 討 論

多巴胺和5-羥色胺是廣泛分布于雙殼貝類中的單胺類神經(jīng)遞質[8]。Kreiling 等[7]發(fā)現(xiàn)在硬殼蛤的早期發(fā)育中，多巴胺和5-羥色胺等神經(jīng)元在受精后24 h內即已出現(xiàn)，多巴胺受體D2也在幼蟲孵化前出現(xiàn)。Cann-Moisan等[4]發(fā)現(xiàn)，在歐洲大扇貝(Pectenmaximus)幼蟲中多巴胺和5-羥色胺的含量隨著發(fā)育階段而升高，在附著前達到高峰。在雙殼貝類中，多巴胺能和5-羥色胺能神經(jīng)元主要分布于口球神經(jīng)節(jié)、腦神經(jīng)節(jié)和足神經(jīng)節(jié)[9]，可能參與扇貝幼蟲變態(tài)調控過程[2]。在無脊椎動物如貝類和棘皮動物中，多巴胺和5-羥色胺廣泛存在于控制幼蟲纖毛的神經(jīng)元中，并控制纖毛的運動，從而控制幼蟲依靠纖毛運動的行為[5,10]。Carroll等[5]也證明美洲牡蠣(Crassostreavirginica)的纖毛運動由多巴胺能和5-羥色胺能神經(jīng)元控制，5-羥色胺藥浴能夠顯著提高纖毛的擺動速度并可以被5-羥色胺拮抗劑甲基麥角酸胺所抑制，而多巴胺藥浴則可顯著降低纖毛的擺動速度并可被多巴胺拮抗劑ergonovine 所抑制。單胺類可能是通過控制細胞中鈣離子和環(huán)磷酸腺苷的釋放而控制纖毛的運動[11]。貝類幼蟲的攝食行為依賴于纖毛的運動，幼蟲依靠面盤纖毛的擺動形成水流從而攝入單細胞藻類，因此纖毛運動速度的增加往往意味著更多的餌料攝入，從而促進幼蟲的生長。另一方面，纖毛的運動需要消耗額外的能量，因而將有可能抑制幼蟲的生長。兩種作用相互平衡的結果將決定該藥物對扇貝幼蟲的凈作用。多巴胺和5-羥色胺均對貝類的濾水率有顯著影響[12]，因而也對扇貝幼蟲的殼長凈增長產(chǎn)生影響。

3.1 左旋多巴胺對扇貝幼蟲生長的影響

本試驗結果表明，1.0～10 ng/L的左旋多巴胺顯著抑制扇貝幼蟲的生長，而且這種作用只有在質量濃度降低到0.1 ng/L時才消失。在試驗中還觀察到，施加多巴胺可降低幼蟲纖毛的運動速度。Smith[8]曾報道，在貽貝(Mytiluscalifornianus)中，多巴胺通常通過與神經(jīng)元細胞膜上的受體結合而傳遞神經(jīng)信號從而控制纖毛的運動。而多巴胺對纖毛的抑制作用有可能是由其對幼蟲的多巴胺能神經(jīng)元的毒性造成的,類似的作用已在斑馬魚(Daniorerio)幼魚中報道過[13]。因此，多巴胺對扇貝幼蟲生長的抑制作用可能是通過對纖毛活動的抑制而引起的，多巴胺可能通過降低纖毛的運動速度或頻率，來降低幼蟲的攝食活動，從而抑制幼蟲的生長。

3.2 5-羥色胺對扇貝幼蟲生長的影響

試驗結果顯示高質量濃度(>10 ng/L)的5-羥色胺對扇貝幼蟲的生長有明顯的抑制作用，1.0 ng/L的5-羥色胺對于海灣扇貝幼體生長率有明顯的促進作用，這種促進作用隨著5-羥色胺質量濃度的降低而消失。同時，試驗觀察到，隨著5-羥色胺質量濃度的提高，扇貝纖毛的擺動頻率顯著提高?；谏鲜鼋Y果分析，有可能在高質量濃度時，5-羥色胺通過促進纖毛的擺動而促進幼蟲的攝食作用從而提高幼蟲的生長，但是由于纖毛的過速運動消耗額外的能量，攝食增加對生長的促進作用不足以補償消耗的能量，因此幼蟲的生長受到抑制。在適宜的5-羥色胺(1.0 ng/L)質量濃度下，由于攝食提高而對生長的促進作用大于纖毛運動增加所消耗的額外能量，因此幼蟲生長得到提高。而在0.1 ng/L的5-羥色胺質量濃度下，這兩種作用可能相互抵消，因而對扇貝幼蟲的生長影響不顯著。類似的結果在羅氏沼蝦(Macrobrachiumrosenbergii)中也曾有報道，Chettria等[14]發(fā)現(xiàn)，用100 μg/mL的5-羥色胺藥浴2 d，顯著提高羅氏沼蝦幼蝦的生長、存活和色素形成, 而在飼料中添加5-羥色胺的效果則稍差。

在高等動物中，迄今已發(fā)現(xiàn)了5-羥色胺受體的7種類型13個亞型(5-HT1A、5-HT1B、5-HT1D、5-HT1F、5-HT2A、5-HT2B、5-HT2C、5-HT3、5-HT4、5-HT5A、5-HT5B、5-HT6、5-HT7)[15]。5-羥色胺受體也廣泛存在于無脊椎動物中, 并已在貝類中被發(fā)現(xiàn)[16-18]。Wang等[17]在合浦珠母貝(Pinctadafucata)中克隆到一個類似于5-HT1型的受體，而蝦夷扇貝(Patinopectenyessoensis)中的5-羥色胺受體兼具5-HT1和5-HT2的特點[18]。為初步確定海灣扇貝幼蟲中可能的5-羥色胺受體類型，本試驗選擇了曲唑酮和賽庚啶兩種5-羥色胺拮抗劑來研究其對5-羥色胺的促生長作用的影響。曲唑酮是一種5-羥色胺選擇性抑制劑，主要對5-HT2受體產(chǎn)生拮抗作用，是一種5-HT2A拮抗劑[19-20]。賽庚啶是一種哌啶化合物,具有廣泛的藥理應用，該藥是一種非選擇性的 5-羥色胺受體阻斷劑,對5-HT1和5-HT2受體都有阻斷作用[21]。通過5-羥色胺兩種拮抗劑對5-羥色胺促扇貝苗生長作用的影響可以推測出5-羥色胺在其體內的受體種類。本研究的結果表明，賽庚啶對5-羥色胺誘導的促幼蟲生長作用有顯著的抑制作用，質量濃度越高抑制作用越明顯，證明海灣扇貝體內可能存在可被賽庚啶阻斷的5-HT1或5-HT2受體(或者這兩種受體的某種亞型)。而曲唑酮對5-羥色胺誘導的幼蟲促生長作用沒有顯著的抑制作用，說明海灣扇貝幼蟲體內可能不存在5-HT2A型受體。

本研究的結果證明，適宜質量濃度的5-羥色胺可以顯著提高海灣扇貝幼蟲生長率，因此在生產(chǎn)實踐中可以選擇使用5-羥色胺來有效減少海灣扇貝浮游幼蟲培育時間，提高生產(chǎn)效率。

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EffectsofMonoaminesand5-HTAntagonistsonLarvalGrowthinBayScallop

MA Bin, LIU Quansheng, WANG Wei, ZHAO Xia, ZHAO Yuming, WANG Chunde

( College of Marine Science and Engineering, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109，China )

L-dopamine and serotonin (5-HT) are routine monoamine neurotransmitters that may have dual effects on the larval growth of the bay scallopArgopectenirradiansirradians. They may accelerate larval growth by stimulating cilia beating and thus feeding while inhibition of larval growth may occur as a result of extra energy cost caused by accelerated ciliary movements. This study aimed to determine the ultimate outcome of the dual effects of L-dopamine and 5-HT on larval growth and also explore the underlying mechanism by examining the actions of 5-HT and its antagonists, trazodone and cyproheptadine. The results showed that larval growth was most accelerated by 0.1 ng/L L-dopamine and 1.0 ng/L 5-HT. The blockade of the 5-HT actions by its antagonists suggests that 5-HT may exert its effects via its binding to 5-HT2A receptor. These monoamines may be potentially used to accelerate larval growth in scallop culture.

bay scallop; larval growth; L-dopamine; serotonin (5-HT); trazodone; cyproheptadine

10.16378/j.cnki.1003-1111.2016.06.003

S968.313

A

1003-1111(2016)06-0620-05

2016-03-21；

2016-05-11.

國家自然科學基金面上項目(31572168)；山東省農(nóng)業(yè)重大應用技術創(chuàng)新項目；山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系貝類創(chuàng)新團隊建設項目.

馬斌(1987—)，男，碩士研究生；研究方向：貝類遺傳育種學. E-mail：hereiammabin@163.com.通訊作者：王春德(1967—)，男，教授；研究方向：海洋生物遺傳育種.E-mail：chundewang2007@163.com.