張秀紅， 李吉濤， 王佳佳， 王成偉， 秦 楨，葛倩倩， 劉 萍， 李 健

(1. 上海海洋大學(xué)，水產(chǎn)科學(xué)國家級實驗教學(xué)示范中心，上海 201306；2. 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所，海水養(yǎng)殖生物育種與可持續(xù)產(chǎn)出全國重點實驗室，青島海洋科技中心海洋漁業(yè)科學(xué)與食物產(chǎn)出過程功能實驗室，山東 青島 266071)

鹽堿水是分布于陸地區(qū)域的非海洋性咸水資源，全世界鹽堿地面積為95.4 萬km2，僅中國就有9.9 萬km2鹽堿地和4.6 萬km2低洼鹽堿水域，廣泛分布在西北、東北、華北和長江北岸，包括青海、甘肅、河北、山東等19 個省[1-3]。鹽堿水具有高碳酸鹽堿度、高pH、水質(zhì)類型復(fù)雜以及主要離子比例失調(diào)等特點，導(dǎo)致一般適應(yīng)性弱的水產(chǎn)動物無法在其中正常生存和繁殖[1,4]，因此絕大部分鹽堿水還處于閑置狀態(tài)。長久以來，碳酸鹽堿度和鹽度被認(rèn)為是影響鹽堿水中水生動物生存、生長和繁殖的主要應(yīng)激源，研究發(fā)現(xiàn)，在碳酸鹽堿度超過15.7 mmol/L 的條件下，青鳉(Oryzias latipes)的存活率降低，并發(fā)生胚胎凝集、胚胎發(fā)育畸形、孵化停止等形態(tài)學(xué)畸形[5]。房文紅等[6]研究發(fā)現(xiàn)，中國明對蝦(Fenneropenaeuschinensis)幼蝦的成活率隨著碳酸鹽堿度的升高而降低；尤琦等[7]研究發(fā)現(xiàn)，鹽度和堿度對大銀魚(Protosalanx hyalocranius)的毒性為協(xié)同作用。Lin 等[8]發(fā)現(xiàn)當(dāng)碳 酸 鹽 堿 度＞10 mmol/L，且pH＞9.0 時，青 蛤(Cyclina sinensis)的存活率、體長增長率、體重增長率等均顯著降低。然而有一部分水生動物由于具有較強的耐鹽堿能力，可長期生活在鹽堿水域中，如瓦氏雅羅魚(Leuciscus waleckii)能夠適應(yīng)內(nèi)蒙古達(dá)里湖堿度達(dá)53.57 mmol/L、pH 9.6 的惡劣水域條件[9]；青海湖裸鯉(Gymnocypris przewalskii)能夠通過鰓和腎臟的組織學(xué)變化進(jìn)行滲透和離子調(diào)節(jié)以適應(yīng)高鹽堿環(huán)境[10]。大鱗鲃(Barbus capito)能夠通過調(diào)節(jié)代謝降低氨的產(chǎn)生量，以及在體內(nèi)將氨代謝合成尿素排出體外的方式應(yīng)對堿度脅迫時的氨中毒[11]。尼羅羅非魚(Oreochromis niloticus)可通過鰓離子細(xì)胞形態(tài)和數(shù)量調(diào)節(jié)適應(yīng)堿度變化[12]。凡納濱對蝦(Litopenaeus vannamei)在高碳酸鹽堿度脅迫下，以增加離子調(diào)控的方式進(jìn)行酸堿平衡的調(diào)控[13]。

脊尾白蝦(Exopalaemon carinicauda)因具有生長速率快、繁殖周期短、適應(yīng)能力強等優(yōu)點，現(xiàn)已成為開展甲殼類鹽堿適應(yīng)性生理機制研究的理想材料。柳飛等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在低碳酸鹽堿度下脊尾白蝦生長和繁殖均不受影響，高碳酸鹽堿度脅迫下脊尾白蝦可以通過調(diào)節(jié)免疫酶的活性，更好地適應(yīng)高碳酸鹽堿度環(huán)境。目前脊尾白蝦已成功在濱海鹽堿水域河北滄州和山東東營鹽堿池塘養(yǎng)殖，且能正常生長和繁殖，并取得了明顯的經(jīng)濟效益[15]。關(guān)于脊尾白蝦耐鹽堿的研究大多集中在生長存活方面，對于鹽堿水對脊尾白蝦繁殖的影響研究較少。因此，本研究設(shè)置不同碳酸鹽堿度長期脅迫脊尾白蝦，旨在探明碳酸鹽堿度脅迫對脊尾白蝦生長及卵巢發(fā)育的影響機理，為開展脊尾白蝦在鹽堿水中的增養(yǎng)殖提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和參考信息。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗所用的脊尾白蝦來自山東省日照海辰水產(chǎn)有限公司，挑選個體健壯、附肢完整、體表潔凈、 規(guī) 格 一 致[體 長(2.76±0.20) cm、 體 重(0.12±0.08) g] 的雌蝦用于脅迫實驗。

1.2 實驗設(shè)計

實驗在200 L 的白色PVC 桶內(nèi)進(jìn)行，將同批脊尾白蝦雌蝦隨機分為3 個組，每組3 個重復(fù)，每個重復(fù)50 尾。以自然海水(鹽度25，碳酸鹽堿度3 mmol/L)為對照，用1 mol/L 的NaHCO3溶液調(diào)整碳酸鹽堿度，實驗組每天升高1 mmol/L 碳酸鹽堿度，直到調(diào)整實驗用水的碳酸鹽堿度分別為5 和8 mmol/L (表1)。脅 迫 期 間 按 體 重 的3%～5%進(jìn)行飼料投喂，每天投喂2 次(08：00 和18：00)，投餌1 h 后進(jìn)行換水，用虹吸管清除殘餌和糞便，每次換水不超過1/3。采用酸堿滴定法測定碳酸鹽堿度，以溴甲酚綠-甲基紅作為指示劑，整個實驗周期為60 d。待實驗結(jié)束后，統(tǒng)計各組脊尾白蝦數(shù)量以及卵巢發(fā)育情況，然后從實驗組和對照組取其肌肉、鰓、肝胰腺和卵巢組織，一部分用組織固定液保存，其余各組織迅速裝入1.5 mL 的離心管中放入液氮保存。實驗過程中操作人員嚴(yán)格遵守實驗動物倫理規(guī)范。

表1 各實驗組水體鹽度和碳酸鹽堿度Tab. 1 Salinity and carbonate alkalinity of water in each treatment group

1.3 檢測指標(biāo)與測定方法

實驗期間每7 天記錄一次脊尾白蝦體長和體重，分別從每桶中隨機抽取10 尾脊尾白蝦，用濾紙吸干蝦體表面水分，電子天平稱其重量(精確至0.01 g)，刻度尺測其體長(精確至0.01 cm)。

待生長實驗結(jié)束后，統(tǒng)計各組脊尾白蝦卵巢發(fā)育至不同時期的數(shù)量。

式中，L0、Lt分別為實驗開始及結(jié)束時脊尾白蝦的體長(cm)；W0、Wt分別為實驗開始及結(jié)束時脊尾白蝦的體重(g)；N0、Nt分別為實驗初始及結(jié)束時脊尾白蝦的數(shù)量(尾)。

1.4 組織切片制作

用固定好的鰓、肝胰腺和卵巢和組織制備H.E 染色石蠟組織切片。具體步驟：將組織用4%多聚甲醛固定液固定，24 h 后轉(zhuǎn)移至70%的乙醇中保存。制作切片時，將組織進(jìn)行梯度乙醇(80%乙醇1h，95%乙醇1 h，100%乙醇1 h)脫水。經(jīng)二甲苯透明[純乙醇∶二甲苯(體積比1∶1) 1 h，二甲苯1 h] ，并用石蠟滲透[二甲苯∶石蠟(體積比1∶1) 62 °C 1 h，石蠟62 °C 2 h] 、包埋、切片。切片厚度為6 μm，H.E 染色，然后用中性樹脂封片，光學(xué)顯微鏡下觀察切片組織學(xué)變化。

1.5 酶活性測定

碳酸酐酶和Na+/K+-ATP 酶活性采用蘇州科銘生物技術(shù)有限公司的試劑盒進(jìn)行測定。準(zhǔn)確稱取0.1 g 肝胰腺、鰓、肌肉組織，按重量體積比1∶10 加入提取液，進(jìn)行冰浴勻漿，8 000×g4 °C離心10 min，收集上清液置于冰上，然后按試劑盒說明書進(jìn)行測定，使用酶標(biāo)儀進(jìn)行檢測讀數(shù)。

1.6 數(shù)據(jù)分析

所得實驗數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(mean±SD)表示，采用SPSS Statistics 22.0 分析軟件進(jìn)單因素方差分析(One-Way ANOVA)，采用Duncan 氏比較組間差異顯著性，以P＜0.05 為顯著水平。

2 結(jié)果

2.1 碳酸鹽堿度對脊尾白蝦生長性能及卵巢發(fā)育的影響

生長前期碳酸鹽堿度對脊尾白蝦體長、體重均無顯著影響(P＞0.05)，42 d 后，5 mmol/L 組體長與對照組差異不顯著(P＞0.05)，但體重與對照組差異顯著(P＜0.05) (表2，表3)。8 mmol/L 組體長、體重均與對照組差異顯著(P＜0.05)。5 mmol/L 組GG、WG 和SR 與對照組差異不顯著(P＞0.05)，隨水體碳酸鹽堿度的上升，即碳酸鹽堿度為8 mmol/L 時，脊尾白蝦的GG、WG 和SR 均顯著低于對照組(P＜0.05) (圖1)。

圖1 碳酸鹽堿度脅迫對脊尾白蝦生長性能的影響1. 3 mmol/L，2. 5 mmol/L，3. 8 mmol/L。(a)體長增長率；(b)體重增長率；(c)成活率；不同字母表示差異顯著(P＜0.05)，下同。Fig. 1 Effects of carbonate alkalinity stress on growth performance of E. carinicauda 1. 3 mmol/L, 2. 5 mmol/L, 3. 8 mmol/L. (a) growth gain; (b) weight gain; (c) survival rate; different letters mean the difference is significant (P＜0.05),the same below.

表2 碳酸鹽堿度脅迫對脊尾白蝦體長的影響Tab. 2 Effect of carbonate alkalinity stress on length of E. carinicauda

表3 碳酸鹽堿度脅迫對脊尾白蝦體重的影響Tab. 3 Effect of carbonate alkalinity stress on weight of E. carinicauda

三組脊尾白蝦卵巢均能發(fā)育，發(fā)育至Ⅱ期的百分比分別為20.51%、10.52%和6.25%，其中5 mmol/L 組與對照組間無顯著差異(P＞0.05)，8 mmol/L 組顯著低于對照組(P＜0.05) (圖2-a)。對照組和5 mmol/L 組均有脊尾白蝦卵巢發(fā)育至Ⅲ期，但兩組差異不顯著(P＞0.05)，8 mmol/L 組未見有卵巢發(fā)育至Ⅲ期(圖2-b)。

圖2 碳酸鹽堿度脅迫對脊尾白蝦卵巢發(fā)育的影響(a)各組卵巢發(fā)育至Ⅱ期的脊尾白蝦數(shù)量百分比；(b)各組卵巢發(fā)育至Ⅲ期的脊尾白蝦數(shù)量百分比。Fig. 2 Effects of carbonate alkalinity stress on ovary development of E. carinicauda(a) percentage of E. carinicauda at stage Ⅱ of ovary development in each group; (b) percentage of white E. carinicauda at stage Ⅲ of ovary development in each group.

2.2 碳酸鹽堿度對脊尾白蝦組織結(jié)構(gòu)的影響

碳酸鹽堿度為3 mmol/L 時，脊尾白蝦肝胰腺組織中細(xì)胞結(jié)構(gòu)正常且分布均勻，肝小管基膜完整，管腔呈星型，肝細(xì)胞結(jié)構(gòu)正常且分布均勻(圖版Ⅰ-1)。碳酸鹽堿度為5 mmol/L 時，肝小管結(jié)構(gòu)相對正常，管腔呈星型，B 細(xì)胞和R 細(xì)胞分布均勻，部分B 細(xì)胞體積增大，部分轉(zhuǎn)運泡內(nèi)出現(xiàn)顆粒物質(zhì)(圖版Ⅰ-2)。碳酸鹽堿度為8 mmol/L 時，管腔結(jié)構(gòu)嚴(yán)重變形，細(xì)胞排列紊亂，R 細(xì)胞數(shù)量相對較少，B 細(xì)胞內(nèi)部運轉(zhuǎn)泡體積顯著降低，轉(zhuǎn)運泡內(nèi)的顆粒物質(zhì)明顯增加，由于轉(zhuǎn)運泡體積的增大而導(dǎo)致肝小管的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化(圖版Ⅰ-3)。

碳酸鹽堿度為3 mmol/L 時，脊尾白蝦卵巢發(fā)育至Ⅰ期，卵原細(xì)胞呈卵形，處于增殖狀態(tài)，細(xì)胞核圓形，多數(shù)細(xì)胞能觀察到1 個核仁，少數(shù)可觀察到2 個核仁，核仁染色最深，卵原細(xì)胞排列緊密，周圍有單層緊密排列的濾泡細(xì)胞(圖版Ⅱ-1)。隨著碳酸鹽堿度的增加，卵巢的發(fā)育速率有所減緩，當(dāng)碳酸鹽堿度增加到8 mmol/L 時，卵巢腔內(nèi)細(xì)胞多為卵原細(xì)胞，但卵原細(xì)胞排列疏松，周圍濾泡細(xì)胞排列疏松且數(shù)量較少(圖版Ⅱ-c)。

圖版 Ⅰ 碳酸鹽堿度脅迫對脊尾白蝦肝胰腺組織結(jié)構(gòu)的影響1.碳酸鹽堿度3 mmol/L (對照組)；2.碳酸鹽堿度5 mmol/L；3.碳酸鹽堿度8 mmol/L，下同。B.分泌細(xì)胞，L.管腔，R.儲存細(xì)胞，TV.轉(zhuǎn)運泡。Plate Ⅰ Effects of carbonate alkalinity stress on the structure of hepatopancreas of E. carinicauda 1. carbonate alkalinity 3 mmol/L (control group); 2. carbonate alkalinity 5 mmol/L; 3. carbonate alkalinity 8 mmol/L, the same below. B. secretory cells,L. lumen, R. storage cells, TV. transport vesicles.

正常脊尾白蝦鰓組織為葉狀鰓，鰓絲排列整齊、結(jié)構(gòu)完整清晰，呼吸上皮細(xì)胞及支柱細(xì)胞排列整齊，細(xì)胞結(jié)構(gòu)以及次級層片形態(tài)結(jié)構(gòu)正常(圖版Ⅲ-1)。當(dāng)碳酸鹽堿度為5 mmol/L時，脊尾白蝦鰓絲排列紊亂，出現(xiàn)輕微鰓絲腫大現(xiàn)象，角質(zhì)層略有變形，角質(zhì)層下間隙擴張變長，上皮細(xì)胞與支柱細(xì)胞排列紊亂(圖版Ⅲ-2)。當(dāng)碳酸鹽堿度為8 mmol/L 時，脊尾白蝦鰓絲腫大，排列不規(guī)則，出現(xiàn)血細(xì)胞腫脹現(xiàn)象，鰓絲上皮細(xì)胞破壞，空泡化嚴(yán)重，毛細(xì)血管網(wǎng)結(jié)構(gòu)形態(tài)改變，角質(zhì)層下間隙變形(圖版Ⅲ-3)。

2.3 碳酸鹽堿度對脊尾白蝦酶活性的影響

脊尾白蝦體內(nèi)碳酸酐酶活性依次是鰓＞肝胰腺＞肌肉(圖3)。肌肉組織中，5 mmol/L 組的碳酸酐酶活性與對照組差異顯著(P＜0.05) (圖3-a)。碳酸酐酶在肝胰腺組織中差異不顯著(P＞0.05) (圖3-b)。鰓組織中的碳酸酐酶活性隨水體碳酸鹽堿度的升高整體呈上升趨勢，5 mmol/L 和8 mmol/L 組均顯著高于3 mmol/L 組(P＜0.05) (圖3-c)。

圖3 碳酸鹽堿度脅迫對脊尾白蝦碳酸酐酶活性的影響(a)肌肉，(b)肝胰腺，(c)鰓，圖4 同。Fig. 3 Effects of carbonate alkalinity stress on carbonic anhydrase activity of E. carinicauda(a) muscle, (b) hepatopancreas, (c) gills, the same as Fig.4.

脊尾白蝦體內(nèi)Na+/K+-ATP 酶活性依次是鰓＞肝胰腺＞肌肉(圖4)。Na+/K+-ATP 酶在肌肉組織中差異不顯著(P＞0.05) (圖4-a)。肝胰腺中，8 mmol/L組的Na+/K+-ATP 酶活性顯著低于其他組(P＜0.05)(圖4-b)。鰓組織中的Na+/K+-ATP 酶活性隨水體碳酸鹽堿度的升高整體呈上升趨勢，其中5 mmol/L和8 mmol/L 組的Na+/K+-ATP 酶活性顯著高于3 mmol/L 組(P＜0.05) (圖4-c)，且5 mmol/L組 和8 mmol/L 組之間差異顯著(P＜0.05)。

圖版 Ⅲ 碳酸鹽堿度脅迫對脊尾白蝦鰓組織結(jié)構(gòu)的影響EC. 上皮細(xì)胞，PC. 支柱細(xì)胞，SL. 次級層片。Plate Ⅲ Effects of carbonate alkalinity stress on gill structure of E. carinicauda EC. epithelial cells, PC. pillar cell, SL. secondary slice.

圖4 碳酸鹽堿度對脊尾白蝦Na+/K+-ATP 酶活性的影響Fig. 4 Effects of carbonate alkalinity on Na+/K+-ATPase activity of E. carinicauda

3 討論

3.1 碳酸鹽堿度對脊尾白蝦生長性能的影響

增重率、生長率和成活率是衡量水產(chǎn)動物生長和養(yǎng)殖效益的重要指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)，堿度脅迫會影響尼羅羅非魚的生長[16]。本研究表明，在碳酸鹽堿度脅迫下，脊尾白蝦能夠生存，但其成活率隨著碳酸鹽堿度的升高而降低，且在8 mmol/L碳酸鹽堿度條件下，其生長速率低于正常組，而5 mmol/L 碳酸鹽堿度組與正常組無顯著差異，推測高碳酸鹽堿度會影響脊尾白蝦的生長速率。另一方面，高碳酸鹽堿度和高pH 是制約鹽堿地水產(chǎn)養(yǎng)殖的主要因子之一[17]，且二者對養(yǎng)殖生物生存與生長的影響具有協(xié)同作用[18]。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)水環(huán)境pH 超過9.0 且碳酸鹽堿度為3 mmol/L 時，凡納濱對蝦存活率受到顯著影響，隨著碳酸鹽堿度的升高，存活率降低，且耐受力隨著pH 的升高逐漸降低[5]。房文紅等[6]研究發(fā)現(xiàn)，中國明對蝦幼蝦的成活率隨著堿度的升高而降低，且碳酸鹽堿度和pH 對幼蝦的致毒效應(yīng)表現(xiàn)出協(xié)同作用。雷衍之等[19]也認(rèn)為高堿度對水生動物產(chǎn)生的致毒效應(yīng)受到水體的pH 和鹽度等因素的影響。于天基等[20]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)pH 為5.2～9.9 時，脊尾白蝦96 h 幾乎沒有死亡，這說明脊尾白蝦對低pH 具有很高的耐受性，然而隨著碳酸鹽堿度的升高，水體中的OH-增多，導(dǎo)致pH 升高，因此在高pH條件下脊尾白蝦對碳酸鹽堿度的耐受性會降低。

鰓作為甲殼動物進(jìn)行氣體交換和離子調(diào)節(jié)的重要器官，在發(fā)揮生理功能時與外界水環(huán)境直接接觸。研究顯示，長期的外界環(huán)境因子的變化會引起鰓的結(jié)構(gòu)變化，水體環(huán)境對水產(chǎn)動物刺激較大時，會導(dǎo)致鰓的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)器質(zhì)性損傷[21-22]，影響甲殼動物的呼吸功能和滲透調(diào)節(jié)作用。水產(chǎn)動物在對堿度脅迫的適應(yīng)過程中，鰓的組織結(jié)構(gòu)也發(fā)生了不同程度的適應(yīng)性改變，但當(dāng)超過機體自身耐受范圍，則會發(fā)生器質(zhì)性病變，嚴(yán)重時導(dǎo)致死亡[23]。武鵬飛[24]在研究碳酸鹽堿度對達(dá)里湖高原鰍(Triplophysa dalai)的鰓組織結(jié)構(gòu)的影響中發(fā)現(xiàn)，高堿度會使達(dá)里湖高原鰍的鰓絲萎縮、鰓小片彎曲縮短，上皮細(xì)胞出現(xiàn)不同程度的水腫，甚至脫落現(xiàn)象。本研究發(fā)現(xiàn)，碳酸鹽堿度會損傷脊尾白蝦的鰓組織結(jié)構(gòu)，脊尾白蝦的鰓為葉狀鰓，由鰓軸和鰓葉兩部分組成[25]；在5 mmol/L 碳酸鹽堿度脅迫下鰓組織出現(xiàn)輕微腫大、角質(zhì)層間隙擴張現(xiàn)象，推測脊尾白蝦經(jīng)過一段時間調(diào)節(jié)后能基本適應(yīng)此堿度。而當(dāng)脊尾白蝦在8 mmol/L 碳酸鹽堿度脅迫下，由于水體中高濃度的OH-、HCO3-、CO32-等復(fù)雜離子組成，會直接作用于鰓組織表面，推測各種離子濃度可能超過了脊尾白蝦的滲透調(diào)節(jié)功能，破壞了鰓絲上皮細(xì)胞的離子交換體系，使體內(nèi)酸堿緩沖體系和細(xì)胞膜通透性遭到破壞，從而造成脊尾白蝦的鰓組織器質(zhì)性損傷。

肝胰腺是甲殼動物的重要器官，發(fā)揮著類似于脊椎動物肝、胰臟和腸道等的功能，其組織結(jié)構(gòu)的變化在一定程度上能反映出機體對環(huán)境的適應(yīng)性改變[26-27]。研究發(fā)現(xiàn)，碳酸鹽堿度也會導(dǎo)致脊尾白蝦肝胰腺組織損傷。研究表明，環(huán)境變化可能會引起甲殼動物肝胰腺中細(xì)胞組成比例發(fā)生適應(yīng)性變化，特別是B 細(xì)胞和R 細(xì)胞[28]。三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)在低鹽脅迫72 h 后出現(xiàn)了R 細(xì)胞減少，B 細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運泡數(shù)量增多、體積增大，肝細(xì)胞中空泡增多的現(xiàn)象[29]。中華絨螯蟹(Eriocheir sinensis)在氨氮脅迫后也出現(xiàn)了B細(xì)胞內(nèi)空泡增多的現(xiàn)象[28]。這些與本研究的結(jié)果具有一定的相似性。B 細(xì)胞不僅有分泌功能，還具有消化吸收營養(yǎng)物質(zhì)的作用。甲殼動物在環(huán)境脅迫時，會降低自身活動水平并且將儲存的營養(yǎng)物質(zhì)更多地用于維持機體的基本生理代謝[30]。本研究中，碳酸鹽堿度脅迫使脊尾白蝦可能需要更多的營養(yǎng)物質(zhì)來維持基本生理代謝，而B 細(xì)胞及其內(nèi)部轉(zhuǎn)運泡增多、體積增大，促進(jìn)了代謝吸收，有助于為其提供更多的能量。

此外，碳酸鹽堿度還會影響脊尾白蝦體內(nèi)酶的活性，碳酸酐酶是生物體內(nèi)廣泛存在的含Zn金屬酶，主要參與CO2的水解過程(CO2+H2O?HCO3-+H+)，廣泛參與細(xì)胞內(nèi)外CO2、HCO3-、H+濃度的調(diào)節(jié)，與水產(chǎn)動物滲透壓調(diào)控和酸堿平衡密切相關(guān)[31-32]。潘愛軍等[33]發(fā)現(xiàn)，鹽度從5 突變到25 后，凡納濱對蝦鰓和觸角腺碳酸酐酶活性顯著升高。本研究中，脊尾白蝦鰓組織中的碳酸酐酶活性隨水體碳酸鹽堿度的升高整體呈上升趨勢，其中5 mmol/L 組的碳酸酐酶活性與3 mmol/L 組差異不顯著，8 mmol/L 組與5 mmol/L和3 mmol/L 組差異均顯著，推測在碳酸鹽堿度的脅迫下，脊尾白蝦通過增強碳酸酐酶的活性來調(diào)節(jié)體內(nèi)酸堿平衡與滲透壓。滲透調(diào)節(jié)是廣鹽類甲殼類動物調(diào)節(jié)滲透和離子濃度的重要機制，Na+/K+-ATP 酶是滲透壓、細(xì)胞體積內(nèi)穩(wěn)態(tài)和維持電化學(xué)梯度的關(guān)鍵酶[34]，它的主要功能是將胞內(nèi)的Na+排出，同時向胞內(nèi)運輸K+，在維持細(xì)胞膜內(nèi)外的電化學(xué)梯度中起著核心作用[35]。甲殼類動物對離子的吸收主要歸因于Na+/K+-ATP 酶的活性[36]。本研究中，隨水體碳酸鹽堿度的升高，脊尾白蝦鰓組織中的Na+/K+-ATP 酶活性整體呈上升趨勢，其中5 mmol/L 組和8 mmol/L 組的Na+/K+-ATP 酶活性顯著高于3 mmol/L 組，推測在碳酸鹽堿度脅迫下，脊尾白蝦可以通過增加Na+/K+-ATP 酶活性來調(diào)節(jié)體內(nèi)滲透壓的穩(wěn)定。

3.2 碳酸鹽堿度對脊尾白蝦卵巢發(fā)育的影響

水生動物的正常生長繁殖需要一定的碳酸鹽堿度來保持水體緩沖能力，在一定范圍內(nèi)調(diào)高堿度會提高養(yǎng)殖系統(tǒng)的生產(chǎn)力[37]。有研究表明，在堿度為2.05～4.58 mmol/L 的條件下，蒙古裸腹溞(Moina mongolica)生長發(fā)育和生殖的各項指標(biāo)最佳；堿度為6.43～8.98 mmol/L 時，各項指標(biāo)都有遞降的趨勢[38]。徐偉等[11]在大鱗鲃對鹽堿的耐受性實驗中顯示，在鹽度3.2、堿度14.32 mmol/L 以下的水體中，胚胎72 h 成活率不受影響；在鹽度5.1、堿度14.32 mmol/L 以下的水體，仔魚96 h 成活率不受影響。本研究結(jié)果顯示，三組碳酸鹽堿度脅迫下脊尾白蝦卵巢均能發(fā)育，其中5 mmol/L與對照組間無顯著差異，8 mmol/L 組顯著低于對照組，推測在8 mmol/L 的碳酸鹽堿度環(huán)境中，脊尾白蝦可以生長繁殖，但是其卵巢的發(fā)育速率受到了影響。甲殼類動物卵子的發(fā)生與濾泡細(xì)胞關(guān)系密切，濾泡細(xì)胞伴隨卵母細(xì)胞生長的整個過程，隨卵母細(xì)胞發(fā)育程度的不同而相應(yīng)變化，國內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為濾泡細(xì)胞對卵母細(xì)胞外源性卵黃物質(zhì)的積累起著重要作用[39]。通過脊尾白蝦卵巢組織學(xué)切片發(fā)現(xiàn)，5 mmol/L 和對照組卵巢發(fā)育幾乎同步，卵巢中主要是卵原細(xì)胞和單層濾泡細(xì)胞，當(dāng)碳酸鹽堿度增加到8 mmol/L 時，卵巢腔內(nèi)卵原細(xì)胞排列疏松，且周圍濾泡細(xì)胞數(shù)量較少，推測在高碳酸鹽堿度的影響下，卵母細(xì)胞外源性卵黃物質(zhì)的積累速率減緩，從而影響卵巢的發(fā)育速率。綜上，脊尾白蝦可以在低于8 mmol/L的碳酸鹽堿度中生長發(fā)育，但其生長速率以及卵巢發(fā)育速率仍會受到高碳酸鹽堿度的影響。

4 結(jié)論

本研究通過不同碳酸鹽堿度脅迫脊尾白蝦，初步探討脊尾白蝦在長期碳酸鹽堿度脅迫下的生長及卵巢發(fā)育的情況，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低碳酸鹽堿度對脊尾白蝦體長增長率、體重增長率以及成活率無顯著影響，但高碳酸鹽堿度會造成脊尾白蝦鰓和肝胰腺組織損傷，導(dǎo)致其體長增長率、體重增長率以及成活率受到影響。通過對脊尾白蝦卵巢組織切片觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)碳酸鹽堿度增加到8 mmol/L 時，卵巢腔內(nèi)卵原細(xì)胞排列疏松且周圍濾泡細(xì)胞數(shù)量較少，推測在高碳酸鹽堿度的影響下，卵母細(xì)胞外源性卵黃物質(zhì)的積累速率減緩，從而影響卵巢的發(fā)育速率。

（作者聲明本文無實際或潛在的利益沖突）