温度和铜离子对近江牡蛎抗氧化物酶活力及相关基因表达的影响

摘要

本研究采用中心复合设计和响应曲面法，在实验室条件下研究了温度和铜离子浓度对近江牡蛎鳃和消化腺组织中抗氧化物氧化酶活力及相关基因表达的影响，建立了温度和铜离子对抗氧化物酶活力与相关基因表达的模型。实验结果表明：
　　1）本研究采用中心复合实验设计的方法，在实验室条件下研究温度(18-35℃)和铜离子浓度(0.1-1.5 mg/L)对近江牡蛎鳃和消化腺组织超氧化物歧化酶(SOD)活力的联合影响，以及对铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)基因表达量的联合影响。采用方差分析、决定系数等对所建立的回归方程模型进行显著性和拟合度检验，结果显示：温度的一次效应对近江牡蛎鳃和消化腺组织超氧化物歧化酶活力影响极显著(P<0.01)，温度的二次效应对鳃和消化腺组织SOD活力影响显著(P<0.05)，铜离子浓度的一次效应对近江牡蛎鳃和消化腺组织超氧化物歧化酶活力无显著影响(P>0.05)，铜离子浓度的二次效应对鳃和消化腺组织SOD活力影响极显著(P<0.01)，温度和铜离子浓度的互作效应对鳃和消化腺组织SOD活力影响无显著影响(P>0.05)；温度的一次效应对近江牡蛎鳃和消化腺组织铜锌超氧化物歧化酶表达量影响极显著(P<0.01)，温度的二次效应对鳃和消化腺组织Cu/Zn-SOD表达量影响显著(P<0.05)，铜离子浓度的一次效应对近江牡蛎鳃和消化腺组织表达量无显著影响(P>0.05)，铜离子浓度的二次效应对鳃和消化组织Cu/Zn-SOD表达量影响极显著(P<0.01)，温度和铜离子浓度的互作效应对鳃和消化腺组织Cu/Zn-SOD表达量影响无显著影响(P>0.05)。响应曲面分析得知，随着温度的升高，鳃和消化腺组织SOD活力呈上升趋势，Cu/Zn-SOD表达量逐渐增加；随着铜离子浓度的增加，鳃和消化腺组织 SOD活力先升高后下降，Cu/Zn-SOD表达量也先升高后下降。鳃和消化腺组织SOD活力模型决定系数分别为95.74％和96.16%，Cu/Zn-SOD表达量模型决定系数分别为93.77%和98.33%，表明模型拟合度很高，模型建立恰当。本研究可以为近江牡蛎生物监测和实际生产提供理论基础。
　　2）本研究采用中心复合设计和响应曲面分析法，在实验室条件下研究温度和铜离子浓度对近江牡蛎鳃和消化腺组织过氧化氢酶(CAT)活力的影响以及对 CAT1和CAT2基因表达量的联合效应，且建立相应的模型。设计温度范围是18-34℃，铜离子浓度是0.1-1.5 mg/L。采用方差分析和决定系数对所得出的方程模型进行显著性和拟合度检验。结果表明：温度的一次效应对近江牡蛎鳃和消化腺组织过氧化物氢酶(CAT)活力影响极显著(P<0.01)，温度的二次效应对鳃和消化腺组织CAT活力影响显著(P<0.05)，铜离子浓度的一次效应对近江牡蛎鳃和消化腺组织过氧化氢酶(CAT)活力无显著影响(P>0.05)，铜离子浓度的二次效应对鳃组织 CAT活力影响极显著(P<0.01)，铜离子浓度的二次效应对消化腺组织CAT活力影响显著(P<0.05)，温度和铜离子浓度的互作效应对鳃和消化腺组织SOD活力影响无显著影响(P>0.05)；温度的一次效应对近江牡蛎鳃和消化腺组织CAT1与CAT2基因表达量影响极显著(P<0.01)，温度的二次效应对近江牡蛎鳃组织CAT1与CAT2基因表达量影响极显著(P<0.01)，温度的二次效应对消化腺组织CAT1与CAT2基因表达量影响显著(P<0.05)，铜离子浓度的一次效应对近江牡蛎鳃和消化腺组织 CAT1与 CAT2基因表达量影响无显著影响(P>0.05)，铜离子浓度的二次效应对鳃组织 CAT1与 CAT2基因表达量影响显著(P<0.05)，铜离子浓度的二次效应对消化腺组织CAT1与CAT2基因表达量影响极显著(P<0.01)，温度和铜离子浓度的互作效应对鳃和消化腺组织CAT1与CAT2基因表达量无显著影响(P>0.05)。消化腺组织过氧化氢酶对铜离子浓度的敏感性大于鳃组织过氧化氢。CAT活力模型的决定系数分别为97.40%和94.37%，表达量模型的决定系数分别为97.61%、96.71%、95.31%和97.42%，表明模型拟合度很高，选择恰当。本研究为CAT作为生物监测指标和将近江牡蛎作为生物检测物提供理论依据。
　　3）本研究采用中心复合实验设计的方法，在实验室条件下研究温度(18-35℃)和铜离子浓度(0.1-1.5 mg/L)对近江牡蛎鳃和消化腺组织谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力的联合效应并建立模型。采用方差分析(ANOVA)对所得出的回归方程显著性检验，用决定系数法对所得出的模型进行拟合度检验，并采用响应曲面分析法分析温度和铜离子浓度变化对GSH-PX活力的影响。结果表明，温度的一次效应对鳃中谷胱甘肽过氧化物酶活力影响极显著(P<0.01)，温度的一次效应对近江牡蛎消化腺中谷胱甘肽过氧化物酶活力影响显著(P<0.05)，温度的二次效应对近江牡蛎鳃和消化腺中谷胱甘肽过氧化物酶活力影响显著(P<0.05)，铜离子的一次效应对近江牡蛎鳃谷胱甘肽过氧化物酶活力影响不显著(P>0.05)，铜离子的一次效应对近江牡蛎消化腺GSH-Px活力影响极显著(P<0.01)，铜离子浓度的二次效应对近江牡蛎鳃和消化腺中谷胱甘肽过氧化物酶活力影响极显著(P<0.01)，温度和铜离子浓度的互作效应无显著影响(P>0.05)。GSH-PX活力模型的决定系数分别为95.42%和97.12%，表明模型拟合度很高，模型选择恰当。本研究为近江牡蛎免疫反应及抵御外界压力提供理论依据，对实际生产提供理论指导作用。

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1 引言

1.1 贝类免疫防御体系

1.2 氧自由基和抗氧化系统

1.3 响应曲面法和因子联合效应的研究

1.4 本研究的内容及意义

2 温度和铜离子对近江牡蛎超氧化物歧化酶活力及基因表达的联合效应

2.1 材料和方法

2.2 结果

2.3 讨论

3. 温度和铜离子对近江牡蛎过氧化氢酶(Catalase CAT)活力及基因表达的联合效应

3.1 材料和方法

3.2 结果

3.3 讨论

4 温度和铜离子对近江牡蛎谷胱甘肽过氧化物酶活力的联合效应

4.1 材料和方法

4.2 结果

4.3 讨论

5 结论

5.1 温度和铜离子浓度对近江牡蛎超氧化物歧化酶活力和表达的影响

5.2 温度和铜离子浓度对近江牡蛎过氧化氢酶活力和表达量的联合效应

5.3 温度和铜离子浓度对近江牡蛎谷胱甘肽过氧化物酶活力的联合效应

参考文献

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