碳酸盐体系对细基江蓠和凡纳滨对虾生存生理的影响

摘要

碳酸盐体系（Carbonate system）是指水体中不同形式的无机碳之间的平衡，转化，存在形式及与其有关的体系，在水环境化学中具有很重要的地位。细基江蓠繁枝变型（Gracilaria tenuistipitata var.liui Zhang et Xia）（以下简称细基江蓠）作为一种对温度，盐碱都有较高耐受性的大型经济海藻，已成为东南沿海内陆池塘的引种对象。凡纳滨对虾（Litopenaeus Vannamei）对盐度和碱度耐受性广泛，产量为世界三大对虾养殖品种之首。本研究通过探究碳酸盐体系中不同无机碳形式对细基江蓠和凡纳滨对虾的生长状况，以期为细基江蓠和凡纳滨对虾对不同水体的碳酸盐体系耐受性提供基础数据。测定在不同CO32-/HCO3-比例下细基江蓠和凡纳滨对虾的生理变化，以分析其对环境变化的适应调节机制，再通过抑制剂手段，分析不同CO32-/HCO3-对藻体和虾体作用途径与方式。
　　1.通过设定低、中、高不同CO2浓度的水体进行细基江蓠生长试验，并测定藻体光合色素含量及光合放氧速率，结合叶绿素荧光参数得出细基江蓠对CO2的利用方式及机理。试验结果表明：随着CO2浓度的升高，藻体色素含量下降，光量子产率的提高，降低了能量消耗。碳酸盐体系中CO2浓度的升高改变细基江蓠生理过程，对其生长有明显的促进作用。
　　2.在总碱度12、24、36mmol/L下探讨CO32-/HCO3-：0.125:1，0.25:1，0.5:1，0.75:1，1:1五个比例对细基江蓠特定生长率、色素含量、丙二醛（MDA）的影响。在CO32-/HCO3-比例低于0.5:1时，特定生长率明显高于对照组，说明适当的碱度提升有利于藻体的生长。在超过0.5:1后，随着CO32-/HCO3-的升高，特定生长率显著下降并且与CO32-的相对浓度有关（P<0.05）。说明水体中CO32-浓度的升高会抑制藻体生长，且这种抑制和总碱度无关。叶绿素和特定生长率有正相关性，叶绿素随CO32-/HCO3-升高而降低，但藻红素含量变化无显著差异（P>0.05）。丙二醛含量在不同碱度下与空白对照组相比，呈现先上升后下降趋势。在本试验中，细基江蓠能够通过调节自身色素含量及自身膜脂抗氧化系统应对外界CO32-/HCO3-升高的胁迫。
　　3.光合放氧速率会随着CO32-/HCO3-的升高而下降。说明水体CO32-的升高会影响细基江蓠的光合作用。通过使用碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺（Az），质膜相连ATP酶抑制剂钒酸盐（Van），带Ⅲ蛋白和ATP酶抑制剂4，4'-二异硫氰酸基-2，2'-二苯乙烯磺酸二钠（DIDS）分别对三种HCO3-吸收途径进行抑制，测定光合放氧速率后发现12mmol/L碱度下，Az、Van抑制效果明显（P<0.05）但Az抑制效果随比例减弱，Van增强，DIDS抑制效果不明显；24碱度下，AZ抑制效果显著（P<0.05），低配比Van有抑制效果，高配比存在DIDS抑制效果（P<0.05）；36碱度下，所有配比基本都存在Az、Van的显著效果（P<0.05），高配比出现DIDS的抑制效果。试验结果表明，随着CO32-/HCO3-比例的变化，藻体吸收利用HCO3-的途径会相应发生变化，三条途径会根据比例变化呈现不同强度，且这种变化与总碱度有相关性。
　　4.运用急性毒理试验方法，在总碱度8mmol/L下配制CO32-/HCO3-比值为0.125，0.25，0.50，0.75，1的不同水体，以探讨凡纳滨对虾的耐受性。结果表明：凡纳滨对虾24h半致死浓度LC50 CO32-/HCO3-比值约为1.53，48h LC50 CO32-/HCO3-比值约为1.25，72h LC50 CO32-/HCO3-比值约为1.1，96h LC50 CO32-/HCO3-比值约为0.92。试验表明凡纳滨对虾对对水体中CO32-的升高有一定耐受力，但随着时间这种耐受能力会下降。
　　5.通过对凡纳滨对虾注射Na+-K+-ATPase抑制剂乌本苷和碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺，测定24h死亡率，并进一步分析血液pH变化及pH相关离子酶活性变化，以探讨不同CO32-/HCO3-对凡纳滨对虾致死机理。试验发现，血液pH变化无显著性差异，一直维持在比较稳定状态。与其相关的离子转运酶Na+-K+-ATP酶，HCO3--ATP酶活性在CO32-/HCO3-比值大于0.5后显著下降（P<0.05），V-ATP酶活性上升，碳酸酐酶活性变化不显著（P>0.05）。这说明pH相关离子转运酶活性是血液pH维持稳定的主要原因。在注射乌本苷后死亡率与空白对照相比有显著升高（P<0.05）并且随着CO32-/HCO3-比值的上升，死亡率趋于稳定，说明Na+-K+-ATP酶被抑制后CO32-/HCO3-比值的升高对虾致死作用减弱。而注射乙酰唑胺后死亡率变化不显著（P>0.05），变化趋势与空白相似。这说明鳃上皮细胞Na+-K+-ATP酶是水体CO32-/HCO3-升高对凡纳滨对虾产生毒害的作用位点之一。
　　综上所述，在本试验设定内，细基江蓠和凡纳滨对虾应对水体碳酸盐体系的变化都有一定的生存策略。通过自己生理机能的改变以适应外界环境的改变与胁迫，但在超过阈值后，自身生存生长会受到抑制。

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引言

1.立论依据

2.国内外研究现状

3.研究内容与拟解决问题

第一章 CO2浓度对细基江蓠生长和光合特性的影响

1. 1材料与方法

1. 2 结果与分析

1. 3 讨论

第二章 不同CO32-/HCO3-对江蓠生理生化影响

2. 1 材料与方法

2. 2 结果与分析

2. 3讨论

第三章 不同CO32-/HCO3-对江蓠光合作用影响途径探究

3. 1 材料与方法：

3. 2 试验结果与分析

3 .3 讨论

第四章 不同CO32-/HCO3-对凡纳滨对虾生存生理影响

4. 1 材料与方法

4. 2结果与分析

4. 3 讨论

第五章 不同CO32-/HCO3-比例对凡纳滨对虾酶活性的探究

5. 1 材料与方法

5. 2 试验结果与分析

5. 3 讨论

小结

硕士期间完成论文

参考文献

致谢