β-葡聚糖对低氧胁迫和铜胁迫下大黄鱼Larimichthys crocea幼鱼的保护作用

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本文利用水产动物养殖学、环境胁迫生理生态学、生物化学及分子生物学等研究手段,较为系统和深入地研究了β-葡聚糖对低氧胁迫和铜胁迫状态下大黄鱼(Larimichthys crocea)幼鱼能量代谢、抗氧化反应和炎症反应的影响机理,研究成果可为β-葡聚糖缓解大黄鱼低氧胁迫和铜胁迫损伤提供重要的理论支撑,也有助于大黄鱼产业可持续发展策略的制定。β-葡聚糖对低氧胁迫下大黄鱼幼鱼抗氧化能力的影响及其机理:为探讨β-葡聚糖对低氧胁迫下大黄鱼幼鱼肝脏中MDA,抗氧化酶(Cu/Zn-SOD、CAT、GPx和GR)活力和基因水平及核转录因子Keap1和Nrf2基因水平的影响,将平均体质量为(76.53±0.74)g的大黄鱼幼鱼腹腔注射浓度为0或5 mg/kg体质量的β-葡聚糖0.1 mL,再暴露在溶氧浓度为1.5或7.0 mg/L的水体中24 h。结果显示,β-葡聚糖对常氧环境下MDA不产生影响,但β-葡聚糖可减少低氧胁迫下大黄鱼幼鱼MDA的含量,表明β-葡聚糖可缓解低氧胁迫对大黄鱼幼鱼的氧化损伤。Nrf2基因相对表达水平与抗氧化酶基因相对表达水平成正相关,表明Nrf2参与了低氧胁迫下大黄鱼幼鱼抗氧化反应。Nrf2基因水平与Keap1基因水平成负相关,表明Keap1在调节Nrf2参与抗氧化反应方面发挥重要作用。总之,β-葡聚糖可缓解大黄鱼幼鱼低氧胁迫诱导的氧化损伤,核转录因子Nrf2在这一过程中发挥重要作用。β-葡聚糖对低氧胁迫下大黄鱼幼鱼能量代谢的影响及其机理:为探讨β-葡聚糖对低氧胁迫下大黄鱼幼鱼肝脏中ROS,能量代谢酶(PK、F-ATPase、SDH和MDH)活力和基因水平及转录因子HIF-1a基因水平的影响,将平均体质量为(76.53±0.74)g的大黄鱼幼鱼腹腔注射浓度为0或5 mg/kg体质量的β-葡聚糖0.1 mL,再暴露在溶氧浓度为1.5或7.0 mg/L的水体中48 h。结果显示,β-葡聚糖可减少低氧胁迫下大黄鱼幼鱼ROS的含量,表明β-葡聚糖可缓解低氧胁迫对大黄鱼幼鱼的氧化损伤。β-葡聚糖提高了PK酶活力和基因表达水平,表明β-葡聚糖增加低氧胁迫状态下大黄鱼幼鱼的糖酵解能力。HIF-1a基因相对表达水平与糖酵解酶基因相对表达水平成正相关,与三羧酸循环酶基因表达水平成负相关,表明HIF-1a在能量代谢反应方面发挥重要作用。总之,β-葡聚糖通过提高低氧胁迫状态下大黄鱼的PK酶活力和基因表达水平来改善厌氧型糖酵解反应,从而可缓解氧化损伤,转录因子HIF-1a在这一过程中发挥重要作用。β-葡聚糖差异性缓解铜胁迫下大黄鱼幼鱼肠不同部位的毒理效应:为探讨β-葡聚糖对铜胁迫下大黄鱼幼鱼肠前段和中段两个不同部位抗氧化能力、非特异性免疫力和铜离子转运的影响差异,将平均体质量为(98.4±5.7)g的大黄鱼幼鱼在铜胁迫前第6、4和2天,腹腔注射浓度为0或5 mg/kg体质量的β-葡聚糖0.1 mL,再暴露在铜浓度为0和368μg Cu L-1的水体中48 h。对生化指标(MDA、Cu含量,MTs水平、Cu/Zn-SOD、CAT和iNOS酶活力),抗氧化反应基因(Cu/Zn-SOD、CAT、Nrf2、MT和MTF-1)表达水平;炎症反应基因(NF-κB、iNOS、IL-1β、IL-6和TNF-α)表达水平及铜转运蛋白基因(ATP7A、ATP7B和CTR)表达水平进行了测定。结果显示:在肠前段,β-葡聚糖提高了MTs蛋白水平、Cu/Zn-SOD、CAT和iNOS酶活力及MTs、CAT、iNOS、ATP7A和ATP7B基因表达水平,减少了铜含量和CTR1基因表达水平来抑制MDA产生。但β-葡聚糖不影响炎症因子基因表达。在肠中段,β-葡聚糖提高了Cu/Zn-SOD和iNOS酶活力及Cu/Zn-SOD、CAT和iNOS基因表达来维持MDA平衡。然而,与肠前段不同,β-葡聚糖不影响肠中段铜转运蛋白基因的表达。在肠中段,转录因子Nrf2、NF-κB和MTF-1基因表达水平分别与它们的目标基因表达水平成正相关;但在肠前段,NF-κB基因表达水平与IL-1β和TNF-α基因表达水平之间的相关性不显著。总之,我们的研究结果表明,β-葡聚糖对铜胁迫状态下大黄鱼幼鱼肠前段和中段的抗氧化能力、非特异性免疫力和铜离子转运的影响具有差异性。
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