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摘要：【目的】从酶活性和基因表达水平分析低氧胁迫对翘嘴鳜（Siniperca chuatsi）应激的生理响应过程，为其健康养殖及耐低氧品种选育提供科学依据。【方法】选取体表无损伤、体重450±20 g/尾、体长24.0±0.7 cm的健康翘嘴鳜进行低氧（溶解氧含量2.8±0.2 mg/L）胁迫，设常氧（溶解氧含量6.5±0.2 mg/L）为对照组，分别在低氧胁迫0、6、12、24、48和96 h时采集翘嘴鳜的肝脏和鳃组织样品，进行抗氧化酶、呼吸相关酶活性及低氧诱导反应相关基因表达测定。【结果】在整个急性低氧胁迫过程中，翘嘴鳜肝脏过氧化氢酶（CAT）活性、还原型谷胱甘肽（GSH）含量及谷丙转氨酶（GPT）活性均呈先升高后降低的变化趋势，GSH含量从低氧胁迫6 h起显著高于对照组（P<0.05，下同），CAT和GPT活性从低氧胁迫12 h起显著高于对照组。鳃组织乳酸脱氢酶（LDH）活性先升高后降低再升高，在胁迫6 h时达最高值（849.67 U/mg），显著高于对照组;超微量总ATP酶（ATPase）活性呈降低—升高—降低的变化趋势，且显著低于对照组。低氧胁迫组翘嘴鳜肝脏HIF-1α基因的相对表达量在胁迫48 h后显著上调;EPO基因的相对表达量先升高后降低，在胁迫12 h时显著上调;HSP90α基因的相对表达量在胁迫6和48 h分别出现峰值，其他时间点与对照组持平。【结论】急性低氧胁迫对翘嘴鳜肝脏抗氧化酶、鳃组织呼吸相关酶及低氧诱导反应相关基因表达均产生显著影响。虽然翘嘴鳜能通过自我调节抗氧化酶和呼吸相关酶活性及上调低氧诱导反应相关基因表达，促使机体适应低氧环境，但溶解氧降至2.8 mg/L以下即对其产生不利影响，因此在实际养殖过程中须密切关注养殖水体溶解氧变化。
关键词： 翘嘴鳜;低氧胁迫;抗氧化酶;呼吸相关酶;低氧诱导反应相关基因
0 引言
【研究意义】溶解氧（Dissolved oxygen，DO）是影响鱼类生存和生长的重要环境因子。在水产养殖过程中，影响水体溶解氧的因素很多，包括天气、水流和水温等（Wu et al.，2020）。大多数鱼类具有适应溶解氧波动的能力，但溶解氧长期处于较低水平，则会对鱼类造成不可逆损伤，甚至导致死亡（Abdel-Tawwab et al.，2019），给水产养殖业带来严重损失。因此，探究低氧胁迫下鱼类生理生化指标及相关基因的表达变化规律，明确鱼类对低氧的效应及耐受限度，对科学指导鱼类高密度养殖具有重要意义。【前人研究进展】随着养殖水体中溶解氧水平的降低，鱼类的呼吸和摄食活动会随之降低，其生理和代谢活动也受到不利影响（Wedemeyer，1996）。鱼类响应低氧胁迫是一个复杂的生理过程，是多种因素相互作用的结果（熊向英等，2016），通常需要在基因水平、信号通路及低氧信号途径网络调控等不同层面进行深入探讨。Pichavant等（2002）研究表明，在严重低氧条件下鱼类的有氧呼吸速率受到影响，腺苷三磷酸（ATP）产生减慢，导致肌肉组织中乳酸含量发生变化;Rinaldi等（2005）研究发现，在轻度低氧条件下欧洲鲈（Dicentrarchus labrax）的鳃组织结构会受到影响;Omlin和Weber（2010）在研究虹鳟（Oncorhynchus mykiss）时发现，由低氧引起的乳酸增加在降低循环中乳酸负荷具有战略性作用;狄治朝等（2018）研究表明，斑马鱼（Danio rerio）在低氧胁迫下Hsp90ab1基因相对表达量呈上调趋势;Sun等（2020）研究表明，大嘴鲈（Micropterus salmoides）受低氧胁迫时其肝脏的过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性明显升高;张凯强等（2020）研究发现，HIF-1α基因在花鲈的低氧应答中发挥重要作用。此外，在团头鲂（Megalobrama amblycephala）（王慧娟，2015）、卵形鲳鲹（Trachinotus ovatus）（陈世喜等，2016）、河川沙塘鳢（Odontobutis potamophila）（贾秀琪等，2017）、花鲈（常志成等，2018）、黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）（孙俊霄等，2019）的相关研究中均发现低氧胁迫能诱导抗氧化酶呈规律性变化。【本研究切入点】翘嘴鳜（Siniperca chuatsi）是人工养殖鳜鱼的主要品种，但其耐低氧能力较弱，尤其随着养殖规模化和集约化的发展，养殖水体中的溶解氧水平已成为翘嘴鳜养殖不可忽视的重要环境因素之一。至今，有关鳜鱼耐氧能力的研究主要集中在窒息点和耗氧率探析（杨春等，2003）及利用池塘微孔增氧进行生态高效养殖（蔡建中等，2011;刘林，2011;章爱华，2017）等方面，而针对翘嘴鳜的耐低氧机制研究尚无报道。【拟解决的关键问题】探究急性低氧胁迫下翘嘴鳜抗氧化酶、呼吸相关酶活性及低氧誘导反应相关基因表达的变化规律，从酶活性和基因表达水平分析低氧胁迫对翘嘴鳜应激的生理响应过程，为其健康养殖及耐低氧品种选育提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 试验用鱼
供试翘嘴鳜取自南京农业大学无锡渔业学院南泉养殖基地，选取体表无损伤、体重450±20 g/尾、体长24.0±0.7 cm的健康成鱼，暂养于室内控温循环水养殖系统（450 L）内。暂养期间以鲮鱼（体长4.0±1.0 cm）为饵料，每2 d投饵1次，投喂量为翘嘴鳜体重的2倍;同时保持水体溶解氧含量6.5±0.2 mg/L、pH 7.55±0.20，水温（22.0±0.5）℃。暂养14 d后进行低氧胁迫试验。
1. 2 试验设计及样品采集
根据司亚东等（1995）、熊向英等（2016）的相关研究可知，鱼类的饱和溶解氧浓度为7.0 mg/L，缺氧临界值为4.0 mg/L，鳜鱼成鱼的溶解氧窒息点在l.0 mg/L左右。考虑到实际生产过程中，低于鱼类缺氧临界值可能会给翘嘴鳜养殖带来影响，故设常氧对照组（溶解氧含量6.5±0.2 mg/L）和低氧试验组（溶解氧含量2.8±0.2 mg/L），每组设3个平行，即6个450 L的养殖桶，桶内水体积约320 L。通过调节充入水中的氮气和空气速率改变其溶解氧含量，利用HACH-LDO溶氧仪检测溶解氧变化情况，使溶解氧含量维持在预设值上。待对照组和试验组的水体溶解氧降至预设值并保持稳定时，将180尾翘嘴鳜随机平均放养到6个养殖桶内（每桶30尾）。试验期间每2 h用HACH-LDO溶氧仪检测并调整水体溶解氧含量，保持水体静止，停止进食，水温（22.0±0.5）℃，pH 7.55±0.20。分别在低氧胁迫0、6、12、24、48和96 h时，每桶随机选取3尾翘嘴鳜，以100 mg/L MS-222麻醉后解剖采集肝脏和鳃组织样本，经液氮速冻后置于-80 ℃冰箱保存备用。