阮 雯，紀(jì)煒煒，鄭 亮，岳冬冬，方 海

（中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所，上海 200090）

魚類的生命活動(dòng)會(huì)受到各種環(huán)境因子的影響，水體中的溶解氧（dissolved oxygen，DO）是其中最重要的環(huán)境因子之一。溶解氧是魚類維持生存的基本條件，也是魚類保持正常的生長和健康必不可少的條件。通常情況下，水體中溶解氧濃度低于2 mg· L-1時(shí)稱水體低氧或缺氧（hypoxia）。缺氧會(huì)使魚體的生理代謝出現(xiàn)紊亂現(xiàn)象，影響魚類的生長發(fā)育、繁殖及行為活動(dòng)，引起其機(jī)體的應(yīng)激反應(yīng)，并體現(xiàn)在魚類的各種生理生化指標(biāo)上［1］。大多數(shù)魚類具有適應(yīng)溶解氧波動(dòng)的能力，但如果溶解氧長期處于較低水平，則會(huì)對(duì)魚類產(chǎn)生損傷，甚至導(dǎo)致死亡。

研究表明，魚類受到低氧脅迫時(shí)呼吸和攝食活動(dòng)都會(huì)降低，同時(shí)生理和代謝活動(dòng)也會(huì)受到影響。比如，魚類在行為上會(huì)出現(xiàn)游泳速度降低、呼吸攝氧能力下降等，從而影響到魚類的洄游、覓食等活動(dòng)，造成其存活率下降、生長減緩等。而對(duì)其生理過程的影響則表現(xiàn)為其體內(nèi)活性氧自由基（ROS）增加，從而導(dǎo)致產(chǎn)生氧化應(yīng)激。當(dāng)過多的ROS無法被魚類自身及時(shí)有效地清除時(shí)，多余的ROS會(huì)攻擊生物膜、蛋白質(zhì)和核酸，引發(fā)蛋白、核酸等生物大分子的加重氧化，生成可能直接破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能完整性的過氧化物產(chǎn)物［2-3］，導(dǎo)致細(xì)胞膜受損、細(xì)胞氧化磷酸化、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞增殖、遺傳復(fù)制錯(cuò)誤等氧化損傷，引發(fā)生物體生理機(jī)能改變、組織損傷、代謝紊亂、核酸結(jié)構(gòu)破壞等，進(jìn)而誘發(fā)各種疾病。

在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，受到水溫、鹽度、pH、氣壓、餌料的投飼、晝夜節(jié)律、季節(jié)變化以及水生動(dòng)植物的新陳代謝和光合作用等變化的影響，池塘、水庫、湖泊、河口及近海區(qū)域常處于季節(jié)性、周期性或者連續(xù)性低氧的水體環(huán)境中。例如，養(yǎng)殖水體富營養(yǎng)化會(huì)導(dǎo)致水體中浮游生物大量繁殖，其呼吸作用和分解作用會(huì)消耗大量溶解氧而使水體處于低氧狀態(tài)，導(dǎo)致魚類呼吸困難，甚至窒息死亡；氣候變化，尤其是夏季雷暴天氣或低壓天氣，會(huì)使水生植物光合作用減弱，導(dǎo)致溶解氧濃度降低；養(yǎng)殖水體污染嚴(yán)重、透明度低，也會(huì)影響水中植物光合作用而導(dǎo)致產(chǎn)氧量減少；夏季水溫升高，池底沉積的有機(jī)物、魚類排泄物和生物尸體等會(huì)急劇分解發(fā)酵，消耗養(yǎng)殖水體中的大量氧氣，造成水體溶氧量降低；冬季光照不足，浮游植物光合作用減弱，產(chǎn)氧量減少，也會(huì)造成水體溶氧量不足。此外，一些養(yǎng)殖企業(yè)為提高水體利用率和經(jīng)濟(jì)效益，采取集約式的高密度養(yǎng)殖，也會(huì)導(dǎo)致水流不暢、水體交換差，再加上殘餌、魚類代謝物在養(yǎng)殖池底的積累，也會(huì)導(dǎo)致水體低氧化；又比如，水庫的網(wǎng)箱養(yǎng)魚存在著長期在一個(gè)水域養(yǎng)殖，箱位多年不變，甚至十幾年不換箱位，魚類的糞便殘餌長期積累在底部而導(dǎo)致水體低氧。在近海海域中，由于人類活動(dòng)的影響，不斷向海洋中排放生活廢水和工業(yè)污水，水體富營養(yǎng)化情況日益嚴(yán)重，導(dǎo)致水體缺氧現(xiàn)象也呈現(xiàn)不斷加重趨勢(shì)。同時(shí)，溫室效應(yīng)不斷積累導(dǎo)致全球變暖和增加了水環(huán)境中溫躍層的形成，阻礙了上下水層溶解氧的交換，也會(huì)導(dǎo)致水體底層缺氧，水環(huán)境的低氧成為了阻礙水生生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的主要因素。此外，在魚類長距離?；钸\(yùn)輸過程中也需要充足的氧氣，在魚類運(yùn)輸過程中由于缺氧常出現(xiàn)大批死亡的現(xiàn)象；苗種運(yùn)輸作為魚類養(yǎng)殖過程重要的一部分，長途運(yùn)輸也會(huì)面臨低氧脅迫，這些都會(huì)對(duì)漁業(yè)生產(chǎn)造成大量的經(jīng)濟(jì)損失［4］。水體低氧問題已成為影響?zhàn)B殖水產(chǎn)品生產(chǎn)性能、水產(chǎn)品品質(zhì)和安全、制約水產(chǎn)養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一。因此，探究低氧脅迫下魚類生理生化指標(biāo)及相關(guān)基因的表達(dá)變化規(guī)律、明確魚類對(duì)低氧的生理反應(yīng)及耐受限度具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)魚類生理學(xué)研究及健康養(yǎng)殖等也具有重要意義。同時(shí)，許多營養(yǎng)物質(zhì)具有抗缺氧、抗疲勞、提高抗氧化能力、改善缺氧的耐受能力、降低細(xì)胞代謝和氧的消耗量、減少腦細(xì)胞凋亡等多種作用和功效，開展低氧脅迫條件下的營養(yǎng)調(diào)控研究，利用營養(yǎng)元素來應(yīng)對(duì)低氧脅迫，具有十分重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。本文概述了低氧脅迫對(duì)魚類的行為、生長、繁育、生理生化等方面的影響以及基因表達(dá)調(diào)控對(duì)低氧脅迫的響應(yīng)（低氧響應(yīng)的分子機(jī)理）的研究進(jìn)展，并總結(jié)了目前對(duì)魚類低氧脅迫的營養(yǎng)調(diào)控和應(yīng)對(duì)方案，以期為魚類低氧脅迫相關(guān)研究和探究有效的應(yīng)激解決方法提供參考。

1 低氧脅迫對(duì)魚類生長及生理行為等的影響

1.1 對(duì)魚類生長的影響

水體溶解氧是影響魚類生長的重要環(huán)境因子之一，低氧會(huì)擾亂魚類的正常呼吸、代謝活動(dòng)，影響魚類胃腸道的消化、吸收和排空效率，直接導(dǎo)致魚類攝食量減少、食物轉(zhuǎn)化率降低、生長速度緩慢，甚至引起死亡。在水生動(dòng)物中，魚類的抗低氧能力相對(duì)較弱，僅有少數(shù)種類如鯉（Cyprinus carpio）、鯽（Carassius carassius）等能耐受極低溶氧環(huán)境。楊凱等［5］研究顯示，低氧條件下（2.92 mg· L-1）黃 顙 魚（Pelteobagus fulvidraco）稚魚生長變緩，其特定生長率、飼料轉(zhuǎn)化效率比溶氧充足時(shí)顯著降低，生長受到明顯抑制。相關(guān)研究顯示，低氧條件還會(huì)導(dǎo)致斑點(diǎn)叉尾鮰［6］ （Ictalurus punctatus）、 大 口 黑 鱸［7］（Micropterus salmoides）、 尼 羅 羅 非 魚［8］（Oreochromis niloticus）、 美 洲 擬 鰈［9］（Pseudopleuronectes americanus）、銀大馬哈魚［10］（Oncorhynchus kisutch）等魚類的生長率、體增重率、飼料利用率下降。SECOR等［11］研究發(fā)現(xiàn)大西洋鱘（Acipenser oxyinchus）幼魚在低氧條件下的生長率比在6～7 mg·L-1時(shí)低3倍。當(dāng)溶解氧濃度從80% 飽和度降至60% 時(shí)，歐洲鰈（Pleuronectes platessa）的生長率降低了約30%［12］。陳 德 舉 等［13］發(fā) 現(xiàn) 吉 富 羅 非 魚（Oreochromis niloticus，GIFT）在溶氧為（2.0±0.3）mg·L-1時(shí)生長緩慢，各項(xiàng)生長指標(biāo)明顯低于高氧組，體內(nèi)的主要臟器器官的發(fā)育也顯著落后。

1.2 對(duì)魚類繁育的影響

低氧水環(huán)境會(huì)直接影響魚類的繁育。首先低氧會(huì)抑制魚類的性腺發(fā)育、減少魚類的排卵量、降低精子活性、導(dǎo)致受精率降低或受精失敗。研究表明低氧抑制了雌性斑馬魚（Danio rerio）和鯉的促黃體激素，影響了卵母細(xì)胞的發(fā)育，導(dǎo)致其排卵量減少，從而降低了其生殖能力［14］。SEAN等［15］研究發(fā)現(xiàn)，低氧水環(huán)境下的石首魚內(nèi)分泌系統(tǒng)會(huì)發(fā)生紊亂，進(jìn)而會(huì)抑制精巢和卵巢的發(fā)育。其次，低氧會(huì)抑制魚類受精卵的發(fā)育、增高胚胎死亡率。鯉在DO 5.01 mg·L-1時(shí)，胚胎死亡率高達(dá)79.37%［16］。水中溶解氧飽和度低于20%時(shí)，小點(diǎn)貓鯊（Scyliorhinus canicula）胚胎的 致 死 率 為100%［17］。 軟 口 魚（Chondrostom anasus）胚胎在氧飽和度低于10%時(shí)，死亡率增加、孵化成功率降低［18］。魚類在胚胎期對(duì)水體溶氧變化比較敏感，且耐受性較差，低氧脅迫會(huì)導(dǎo)致胚胎提前破膜，因此會(huì)造成仔魚發(fā)育不完全、生理機(jī)能差、死亡率升高［19］。

1.3 對(duì)魚類行為的影響

在低氧水環(huán)境中，魚類的行為會(huì)發(fā)生改變，一般首先出現(xiàn)回避行為，如游離低氧區(qū)、跳躍進(jìn)行水面呼吸，如果低氧條件持續(xù)，則會(huì)出現(xiàn)減慢呼吸、減少行動(dòng)、降低攝食量等行為。KRAMER［20］和MCCLURE［21］對(duì)31種不同熱帶魚類的研究結(jié)果表明，低氧環(huán)境下水面呼吸是魚類共有的一種普遍適應(yīng)方式，當(dāng)溶氧低于2.5 mg·L-1時(shí)，許多魚類都能探測(cè)并主動(dòng)回避低氧水域，如細(xì)須石首魚（Micropogonias undulatus）、大西洋油鯡（Brevoorita tyrannus）、底鳉（Fundulus heteroclitus）等都能主動(dòng)回避低氧水域。溶解氧含量會(huì)影響魚類的游泳能力，在低氧環(huán)境下，魚類的有氧游泳能力一般會(huì)降低。在一定溶解氧條件下，鳊（Parabramis pekinensis）、中華倒刺鲃（Spinibarbus sinensis）、錦鯽幼魚的臨界游速隨著溶解氧含量的下降而呈下降趨勢(shì)［22］，紅鰭東方鲀［23］（Takifugu rubripes）幼魚的游泳速度在低氧條件下（2.14 mg·L-1）顯著低于正常充足溶氧時(shí)（7.36 mg· L-1）。在溶解氧濃度為0.5 mg·L-1條件下生存115 min后，斑馬魚的泳姿失去平衡且逐漸停止運(yùn)動(dòng)，靜止在水底［24］。黃顙魚［5］（Pseudobagrus vachelli）、尼羅羅非魚、大菱鲆［25］（Scophthalmus maximus）在溶氧條件為3.0 mg·L-1時(shí)，游泳緩慢，大部分時(shí)候處于靜止?fàn)顟B(tài)。低氧同時(shí)還能限制魚類的攝食活動(dòng)，降低其攝食量和攝食時(shí)間，甚至導(dǎo)致厭食行為。PICHAVAN等［26］研究發(fā)現(xiàn)，在溶解氧（3.5±0.3）mg·L-1條件下，大菱鲆幼魚的攝食量減半，溶氧低到一定閥值后，甚至完全停止攝食。在溶解氧濃度為1.0 mg·L-1時(shí)，海鱸（Dicentrarchus labrax）、南方鯰（Silurus meridionalis）、鯽幼魚的攝食量降低、運(yùn)動(dòng)量減少［27］。低氧同時(shí)還會(huì)影響魚類的捕食和反捕食行為，低氧條件下魚類緩慢的游泳速度和遲緩的反應(yīng)能力會(huì)降低其捕食成功率，增加被捕食風(fēng)險(xiǎn)。LEFRANCOIS等［28］研究表明，金梭（Liza aurata）在溶氧飽和度降至10%時(shí)，逃避反應(yīng)能力下降。

1.4 對(duì)魚類生理方面的影響

低氧會(huì)打破魚類與環(huán)境的平衡，引起魚體內(nèi)正常生理狀態(tài)的紊亂，影響其正常的生理生化機(jī)制運(yùn)作，誘發(fā)其產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，目前低氧脅迫對(duì)魚類的生理生化反應(yīng)研究主要涉及呼吸代謝、細(xì)胞增殖凋亡［29］、免疫反應(yīng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、抗氧化能力、組織損傷［30-32］、滲透壓調(diào)節(jié)等方面。研究表明，鯉和暗紋東方鲀（T.obscurus）可以通過增加呼吸頻率來適應(yīng)低氧環(huán)境。長期的低氧環(huán)境還會(huì)對(duì)魚類的呼吸器官結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，如鯉科魚類的鰓結(jié)構(gòu)重塑［33］、鯊魚改變水流在腮中的灌注方式［34］、赤點(diǎn)石斑魚（Epinephelus akaara）增加腮小片數(shù)量［35］等。黑鯽［36］（Carassius carassius）、虹鱒［37］（Oncorhynchus mykiss）、 團(tuán) 頭 魴［38］（Megalobrama amblvceohala）等通過增加紅細(xì)胞數(shù)量或加強(qiáng)血紅素和氧氣結(jié)合能力來適應(yīng)低氧環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn)西伯利亞鱘（Acipenser baerii）幼魚在低氧脅迫下，可較快增加血液紅細(xì)胞數(shù)量，并降低血紅蛋白質(zhì)量濃度，以降低血氧親和力，來卸載更多氧氣供組織使用［39］。低氧脅迫嚴(yán)重時(shí)，魚類會(huì)由有氧代謝轉(zhuǎn)為暫時(shí)依賴無氧代謝，導(dǎo)致魚體內(nèi)乳酸含量和乳酸脫氫酶活性升高，研究表明歐洲鰨［40］（Solea solea）在溶氧飽和度為6% ～12%時(shí)，血液、肌肉、肝臟組織中乳酸濃度均上升，其中血液乳酸濃度最高。在低氧條件下，大菱鲆的內(nèi)分泌系統(tǒng)會(huì)受到明顯影響，血液中皮質(zhì)醇、腎上腺素、去甲腎上腺素濃度明顯上升［41］。區(qū)又君等［32］和黃建盛等［31］發(fā)現(xiàn)，急性低氧脅迫會(huì)對(duì)軍曹魚（Rachycentron canadum）和卵形鯧鲹（Trachinotus ovatus）的肝臟、腎、心臟組織造成損傷，使機(jī)體功能紊亂，免疫力下降。魚類還能通過調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝相關(guān)酶的活性來適應(yīng)低氧環(huán)境。缺氧環(huán)境中，大多數(shù)魚類的抗氧化相關(guān)酶（CAT、SOD、GPX、GP、GR、GST、G6PDH）活性會(huì)升高，以清除過多的活性氧自由基（ROS）。賈秀琪等［42］發(fā)現(xiàn)，在急性低氧脅迫下，河川沙塘鱧（Odontobutis potamophila）體內(nèi)酶活性起初無明顯變化，但隨著缺氧時(shí)間延長，酶活性增強(qiáng)以抵抗脅迫環(huán)境。但也有些低氧情況會(huì)導(dǎo)致酶活力被抑制，如王曉雯等［39］發(fā)現(xiàn)低氧處理3 h的西伯利亞鱘肝臟和肌肉組織SOD、CAT、堿性磷酸酶活力均顯著低于正常溶氧組。

2 低氧脅迫對(duì)魚類影響的分子機(jī)理

在機(jī)體和細(xì)胞應(yīng)對(duì)低氧的過程中，形成了大量蛋白分子參與的、精巧而復(fù)雜的調(diào)節(jié)機(jī)制。在整個(gè)應(yīng)答體系中，低氧誘導(dǎo)因子（hypoxiainducible factor，HIF）是低氧信號(hào)最主要的調(diào)控者，在維持動(dòng)態(tài)氧平衡和調(diào)節(jié)低氧條件下氧濃度的變化等方面發(fā)揮著重要的作用。其中，低氧誘導(dǎo)因子HIF-1α是一個(gè)最關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子，HIF-1α是在低氧環(huán)境下廣泛表達(dá)的真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子，可通過與下游一系列靶基因的結(jié)合，調(diào)控一些基因的轉(zhuǎn)錄來控制細(xì)胞低氧應(yīng)答，輔助缺氧細(xì)胞代謝和生存需要，這些基因涉及糖代謝、鐵代謝、細(xì)胞分化及凋亡、紅細(xì)胞生成、血管再生以及體內(nèi)pH值調(diào)節(jié)等，在調(diào)節(jié)新陳代謝、發(fā)育、細(xì)胞存活和增殖等方面都發(fā)揮著重要作用，影響機(jī)體的生理狀態(tài)。麥穗魚（Pseudorasbora parva）能在極低氧環(huán)境下生存，研究其HIF-1α的基因調(diào)控具有重要意義。孫玲玲［43］通過Western blot技術(shù)分析了8℃條件下低氧處理不同時(shí)間HIF-1α蛋白的表達(dá)情況。結(jié)果顯示，HIF-1α蛋白在缺氧6 h表達(dá)量明顯升高，24 h表達(dá)量下降，但仍明顯高于對(duì)照組，48 h后表達(dá)量進(jìn)一步下降且低于對(duì)照水平。吳蓉蓉［44］研究了青藏高原裂腹魚亞科13種魚類的低氧相關(guān)主要基因分子進(jìn)化情況，結(jié)果表明13個(gè)物種的HIF-α皆經(jīng)歷了正向選擇作用。劉莎莎［45］研究了脂多糖（lipopoly saccharide，LPS）和低氧對(duì)HIF-1α基因表達(dá)的調(diào)節(jié)，認(rèn)為LPS和低氧在調(diào)節(jié)斑馬魚HIF-1a轉(zhuǎn)錄活性上存在一種協(xié)同機(jī)制。這種協(xié)同機(jī)制與魚類的生存環(huán)境密切相關(guān)，因此更有益于魚類的生存。LI等［46］研究表明，團(tuán)頭魴低氧脅迫120 d后，會(huì)使其不同組織中HIF-1α/2α基因mRNA表達(dá)增加。RIMOLDI等［47］研究發(fā)現(xiàn)，河鱸（Perca fluviatilis）低氧脅迫1 h后，腦和肝臟中的HIF-1α基因表達(dá)增加，低氧脅迫15 d后，肌肉中HIF-1α基因表達(dá)顯著增加，但腦和肝臟中的HIF-1α基因表達(dá)變化不顯著。MOHINDRA等［48］研究顯示，低氧脅迫1 h或6 h后，印度鯰（Clarias batrachus）腦、肝和頭腎中的HIF-1α和HIF-2α基因表達(dá)顯著增加；而在自然條件下的長期低氧脅迫下，脾臟HIF-1α基因表達(dá)顯著增加，肌肉HIF-2α基因表達(dá)顯著增加。 為探索草魚（Ctebopharyngodon idella）鰓應(yīng)答低氧脅迫的適應(yīng)性及分子機(jī)制，并尋找起關(guān)鍵作用的蛋白質(zhì)信息，徐湛寧［49］對(duì)草魚鰓組織在低氧脅迫下差異蛋白質(zhì)進(jìn)行了鑒定和功能分析研究。結(jié)果顯示：低氧脅迫后，草魚鰓組織中的Toll樣受體4、環(huán)氧化物水解酶1、異檸檬酸脫氫酶、乳酸脫氫酶、GTP結(jié)合核蛋白、甘油醛-3-磷酸脫氫酶蛋白表達(dá)顯著上調(diào)，而角蛋白Ⅱ型細(xì)胞骨架8、細(xì)胞角蛋白I型、肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白3同源物、甲狀腺激素受體TRαA、線粒體ATP合酶β亞基、檸檬酸合酶、原肌球蛋白2、原肌球蛋白3蛋白表達(dá)顯著下調(diào)。其中發(fā)現(xiàn)6個(gè)蛋白質(zhì)在低氧誘導(dǎo)因子1信號(hào)通路中存在。結(jié)果表明草魚鰓組織在應(yīng)答低氧脅迫時(shí)涉及到能量產(chǎn)生、代謝、細(xì)胞結(jié)構(gòu)、抗氧化、免疫、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等過程。

MicroRNA（miRNA）作為一類非編碼微小RNA，在低氧條件下對(duì)于調(diào)控細(xì)胞生存具有重要作用。何燕［50］研究發(fā)現(xiàn)低氧可引起miR-125c的上調(diào)表達(dá)，并發(fā)現(xiàn)miR-125c與HIF-1α的表達(dá)趨勢(shì)一致，推測(cè)miR-125c受到HIF-1α的轉(zhuǎn)錄激活；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)miR-125c過表達(dá)后細(xì)胞發(fā)生凋亡，miR-125c的過表達(dá)會(huì)導(dǎo)致斑馬魚胚胎頭部、眼部、尾部出現(xiàn)明顯的凋亡細(xì)胞。

血紅素加氧酶-1（HO-1）是血紅素降解的起始酶和限速酶，具有抗炎、抗氧化、抗凋亡等生理作用。王琳琳［51］研究結(jié)果表明，低氧可以誘導(dǎo)HO-1基因在腦、肝和鰓等多個(gè)組織中的表達(dá)量增加。低氧條件下敲降斑馬魚HO-1基因，發(fā)現(xiàn)敲降組較對(duì)照組發(fā)育延遲。用斑馬魚HO-1 mRNA可以在部分程度上恢復(fù)該發(fā)育異常現(xiàn)象。這些結(jié)果表明斑馬魚HO-1基因是低氧應(yīng)答基因，在斑馬魚低氧適應(yīng)過程中發(fā)揮重要作用。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)斑馬魚HO-1基因的表達(dá)受HIFs的調(diào)節(jié)。

轉(zhuǎn)化生長因子-β1（TGF-β1）是一種多功能細(xì)胞因子，參與調(diào)節(jié)多種細(xì)胞活動(dòng)，具有重要的生物學(xué)功能，也是一種低氧應(yīng)答基因。侯少豐［52］研究發(fā)現(xiàn)低氧處理后發(fā)育延遲的斑馬魚胚胎中TGF-β1mRNA表達(dá)水平較常氧組顯著降低。TGF-β1的mRNA水平在斑馬魚成魚眼、腦、腮、心臟、肝臟、精巢和卵巢等多個(gè)組織器官中被低氧顯著誘導(dǎo)。該結(jié)果表明TGF-β1基因可能在魚類低氧適應(yīng)方面發(fā)揮一定的保護(hù)作用。

胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白（insulin-like growth factors binding protein-1，IGFBP-1）也是一種 低 氧 調(diào) 控 基 因， 丁 為 群［53］對(duì) 鰱（Hypophthalmichthys molitrix）的IGFBP-1進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)IGFBP-1受胰島素和低氧誘導(dǎo)因子的調(diào)控。鰱IGFBP-1mRNA在肌肉、心臟、腦、腎臟、肝臟、腮和脾組織中均有表達(dá)，但是具有組織特異性。其中肝臟和心臟中表達(dá)量最高，肌肉次之，腦中的表達(dá)量最低。對(duì)成魚進(jìn)行低氧脅迫實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，低氧強(qiáng)烈誘導(dǎo)IGFBP-1mRNA的表達(dá)，可使肝臟中IGFBP-1的轉(zhuǎn)錄水平明顯上升。

WANG等［54］研究了半滑舌鰨（Cynoglossus semilaevis）血紅蛋白α1基因在短期低氧脅迫下的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)在短期（5～120 min）以及36 h低氧脅迫后，血紅蛋白α1基因在心、肝臟、脾臟、腎臟、血液和腮腺中的表達(dá)量明顯升高，表明血紅蛋白α1基因的上調(diào)是半滑舌鰨應(yīng)對(duì)低氧脅迫的一個(gè)重要分子組成。

3 低氧脅迫的營養(yǎng)調(diào)控與應(yīng)對(duì)

β-葡聚糖作為一種免疫增強(qiáng)劑能提高魚類機(jī)體免疫力，增強(qiáng)對(duì)各種脅迫的耐受性。王永紅等［55］研究了β-葡聚糖對(duì)低氧脅迫下大黃魚（Larimichthys crocea）幼魚的保護(hù)作用及其機(jī)理，其研究表明，注射5 mg· kg-1（體質(zhì)量）的β-葡聚糖可以緩解低氧脅迫對(duì)大黃魚幼魚的氧化損傷。其機(jī)理可能是β-葡聚糖可以通過提高抗氧化酶活性和基因表達(dá)水平來降低低氧脅迫造成的氧化損傷水平。β-葡聚糖可以降低低氧脅迫狀態(tài)下大黃魚的MDA含量，從而緩解其氧化損傷；同時(shí)，β-葡聚糖可以提高大黃魚的GSH水平，表明其可以增強(qiáng)大黃魚抗氧化能力。

已有資料表明，?；撬峋哂芯S持細(xì)胞功能穩(wěn)定的重要作用，可以增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)缺氧的耐受能力，防止某些致病因素導(dǎo)致的細(xì)胞鈣超載和脂質(zhì)過氧化損傷，改善因缺氧引起的組織能量代謝紊亂，改善細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，延長其存活時(shí)間。魏智清等［56］研究發(fā)現(xiàn)，在14.5℃～17.5℃水溫下，5‰和10‰?；撬崛芤簩?duì)麥穗魚耐缺氧能力有顯著增強(qiáng)作用。魏智清等［57］還研究發(fā)現(xiàn)，5‰?；撬崛芤耗茱@著增強(qiáng)泥鰍抗缺氧能力。呂廣祺等［58］研究表明，牛磺酸和維生素C聯(lián)合作用，對(duì)麥穗魚的抗缺氧作用比單獨(dú)使用?；撬峄蚓S生素C的效果更好。

啤酒酵母提取物是一類富含蛋白質(zhì)、核苷酸、多糖和抗氧化活性物質(zhì)的營養(yǎng)素。彭凱等［59］研究發(fā)現(xiàn)，飼料中添加0.1% ～0.3%的啤酒酵母提取物可以提高花鱸（Lateolabrax japonicus）幼魚的抗低氧脅迫能力。其抗低氧脅迫的作用機(jī)理可能是通過啤酒酵母提取物中核苷酸和谷胱甘肽等活性物質(zhì)激活機(jī)體抗氧化酶系統(tǒng)，減少自由基生成和脂質(zhì)過氧化，起到抗氧化作用的效果。

γ-氨基丁酸（GABA）是動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)一種重要的抑制性氨基酸遞質(zhì)，具有改善腦血液循環(huán)和保護(hù)腦缺氧等藥理作用。徐賀［60］研究表明，在建鯉（Cyprinus carpio var.Jian）配合飼料中添加適量丙氨酰-谷氨酰胺（Ala-Gln）和γ-氨基丁酸（GABA）能改善建鯉抗低氧脅迫能力。魏智清等［61］研 究 表 明，適 當(dāng) 劑 量 的 γ-氨 基 丁 酸（GABA）、?；撬峒拌坭阶铀耗茱@著提高青鳉（Orgzias ladipes）的耐缺氧能力。GABA抗缺氧的機(jī)理可能是其具有突觸后抑制作用，可通過突觸后膜超極化減少離子內(nèi)流，降低細(xì)胞代謝及氧消耗量，對(duì)缺氧損傷起到保護(hù)作用。

甘氨酸是魚類的一種非必須氨基酸，也是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)一種重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，具有細(xì)胞保護(hù)作用。精氨酸是魚類的一種必須氨基酸，對(duì)心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)有廣泛影響。李倩［62］研究了甘氨酸和精氨酸對(duì)草金魚、圓尾斗魚（Macropodus ocellatus）和中華鳑鲏（Rhodeus sinensis）抗缺氧能力的影響，結(jié)果表明：甘氨酸使用濃度為5.33～7.96μg·mL-1時(shí)可以顯著增強(qiáng)圓尾斗魚的抗缺氧能力，使用濃度為0.54～0.986μg·mL-1時(shí)可以顯著增強(qiáng)中華鳑鲏的抗缺氧能力；精氨酸使用濃度為14.13～14.89μg·mL-1時(shí)可以顯著增強(qiáng)草金魚的抗缺氧能力，使用濃度為8.93～10.65μg·mL-1時(shí)可以顯著增強(qiáng)中華鳑鲏的抗缺氧能力。甘氨酸對(duì)缺氧的保護(hù)作用的機(jī)理可能是減輕心肌細(xì)胞膜去極化，起到保護(hù)心肌細(xì)胞的作用。精氨酸對(duì)缺氧的保護(hù)作用的機(jī)理可能是可增加體內(nèi)NO的合成量，可使因急性缺氧導(dǎo)致的NO下降重新升高。

陳君等［63］研究發(fā)現(xiàn)，10μmol·L-1的p38絲裂原激活蛋白激酶（MAPK）抑制劑可明顯改善斑馬魚幼魚缺氧后復(fù)氧腦損傷行為學(xué)改變，減少腦細(xì)胞凋亡，有較好的缺氧后復(fù)氧的腦保護(hù)作用。MAPK對(duì)缺氧的腦保護(hù)作用的機(jī)理可能是通過上調(diào)Bcl-2、下調(diào)Bax及Caspase-3的表達(dá)來減少腦細(xì)胞凋亡。

夏彬彬等［64］基于斑馬魚急性模型實(shí)驗(yàn)，對(duì)五環(huán)三萜類化合物的抗缺氧活性進(jìn)行了篩選評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，三萜類苷元（AA、MA、UA和GA）具有抗缺氧作用，且烏蘇烷型三萜（AA、MA和UA）的抗缺氧作用更明顯。但其中具體的抗缺氧機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。

葛根素是中藥葛根中提取的一種異黃酮，具有擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈、清除自由基等作用；姜黃素主要存在于姜科等植物的根莖中，是常用中藥姜黃等的主要有效化學(xué)成分，研究表明其具有抗氧化和線粒體保護(hù)作用。任倩妍［65］研究了通過腹腔注射葛根素和姜黃素對(duì)大彈涂魚（Boleophthalmus pectinirostris）低氧生理應(yīng)激的緩釋作用，結(jié)果表明葛根素和姜黃素能夠緩解低氧脅迫對(duì)大彈涂魚生理造成的負(fù)面影響。紅景天是一種傳統(tǒng)的中藥，具有抗缺氧、抗疲勞的功效。范能全等［66］研究了紅景天對(duì)斑馬魚耐低氧能力的影響，結(jié)果表明，經(jīng)低濃度的紅景天處理后的斑馬魚耐低氧能力增強(qiáng)，顯示紅景天對(duì)魚類有一定的抗缺氧的效果。

當(dāng)前，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，魚類低氧應(yīng)激相關(guān)研究也在不斷深入，并已經(jīng)從對(duì)低氧脅迫下魚類行為和生理變化規(guī)律的探索深入到分子機(jī)制研究層次。目前，越來越多的低氧脅迫相關(guān)基因和調(diào)節(jié)通路被發(fā)現(xiàn)，這為魚類抗低氧脅迫能力研究提供了重要的理論依據(jù)。同時(shí)，營養(yǎng)調(diào)控和應(yīng)對(duì)策略研究也在豐富和發(fā)展，下一步應(yīng)更加關(guān)注營養(yǎng)調(diào)控的機(jī)理研究、區(qū)分營養(yǎng)調(diào)控物質(zhì)的魚種特異性和普適性，以及多種營養(yǎng)調(diào)控物質(zhì)的聯(lián)合調(diào)控效果和作用機(jī)制等方面。