急性低氧脅迫對翹嘴鱖抗氧化酶、呼吸相關(guān)酶活性及相關(guān)基因表達(dá)的影響

徐暢 丁煒東 曹哲明 邴旭文 張晨光 谷心池 劉雨

摘要：【目的】從酶活性和基因表達(dá)水平分析低氧脅迫對翹嘴鱖（Siniperca chuatsi）應(yīng)激的生理響應(yīng)過程，為其健康養(yǎng)殖及耐低氧品種選育提供科學(xué)依據(jù)?！痉椒ā窟x取體表無損傷、體重450±20 g/尾、體長24.0±0.7 cm的健康翹嘴鱖進(jìn)行低氧（溶解氧含量2.8±0.2 mg/L）脅迫，設(shè)常氧（溶解氧含量6.5±0.2 mg/L）為對照組，分別在低氧脅迫0、6、12、24、48和96 h時采集翹嘴鱖的肝臟和鰓組織樣品，進(jìn)行抗氧化酶、呼吸相關(guān)酶活性及低氧誘導(dǎo)反應(yīng)相關(guān)基因表達(dá)測定?！窘Y(jié)果】在整個急性低氧脅迫過程中，翹嘴鱖肝臟過氧化氫酶（CAT）活性、還原型谷胱甘肽（GSH）含量及谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）活性均呈先升高后降低的變化趨勢，GSH含量從低氧脅迫6 h起顯著高于對照組（P<0.05，下同），CAT和GPT活性從低氧脅迫12 h起顯著高于對照組。鰓組織乳酸脫氫酶（LDH）活性先升高后降低再升高，在脅迫6 h時達(dá)最高值（849.67 U/mg），顯著高于對照組;超微量總ATP酶（ATPase）活性呈降低—升高—降低的變化趨勢，且顯著低于對照組。低氧脅迫組翹嘴鱖肝臟HIF-1α基因的相對表達(dá)量在脅迫48 h后顯著上調(diào);EPO基因的相對表達(dá)量先升高后降低，在脅迫12 h時顯著上調(diào);HSP90α基因的相對表達(dá)量在脅迫6和48 h分別出現(xiàn)峰值，其他時間點(diǎn)與對照組持平。【結(jié)論】急性低氧脅迫對翹嘴鱖肝臟抗氧化酶、鰓組織呼吸相關(guān)酶及低氧誘導(dǎo)反應(yīng)相關(guān)基因表達(dá)均產(chǎn)生顯著影響。雖然翹嘴鱖能通過自我調(diào)節(jié)抗氧化酶和呼吸相關(guān)酶活性及上調(diào)低氧誘導(dǎo)反應(yīng)相關(guān)基因表達(dá)，促使機(jī)體適應(yīng)低氧環(huán)境，但溶解氧降至2.8 mg/L以下即對其產(chǎn)生不利影響，因此在實(shí)際養(yǎng)殖過程中須密切關(guān)注養(yǎng)殖水體溶解氧變化。

關(guān)鍵詞： 翹嘴鱖;低氧脅迫;抗氧化酶;呼吸相關(guān)酶;低氧誘導(dǎo)反應(yīng)相關(guān)基因

0 引言

【研究意義】溶解氧（Dissolved oxygen，DO）是影響魚類生存和生長的重要環(huán)境因子。在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，影響水體溶解氧的因素很多，包括天氣、水流和水溫等（Wu et al.，2020）。大多數(shù)魚類具有適應(yīng)溶解氧波動的能力，但溶解氧長期處于較低水平，則會對魚類造成不可逆損傷，甚至導(dǎo)致死亡（Abdel-Tawwab et al.，2019），給水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)帶來嚴(yán)重?fù)p失。因此，探究低氧脅迫下魚類生理生化指標(biāo)及相關(guān)基因的表達(dá)變化規(guī)律，明確魚類對低氧的效應(yīng)及耐受限度，對科學(xué)指導(dǎo)魚類高密度養(yǎng)殖具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】隨著養(yǎng)殖水體中溶解氧水平的降低，魚類的呼吸和攝食活動會隨之降低，其生理和代謝活動也受到不利影響（Wedemeyer，1996）。魚類響應(yīng)低氧脅迫是一個復(fù)雜的生理過程，是多種因素相互作用的結(jié)果（熊向英等，2016），通常需要在基因水平、信號通路及低氧信號途徑網(wǎng)絡(luò)調(diào)控等不同層面進(jìn)行深入探討。Pichavant等（2002）研究表明，在嚴(yán)重低氧條件下魚類的有氧呼吸速率受到影響，腺苷三磷酸（ATP）產(chǎn)生減慢，導(dǎo)致肌肉組織中乳酸含量發(fā)生變化;Rinaldi等（2005）研究發(fā)現(xiàn)，在輕度低氧條件下歐洲鱸（Dicentrarchus labrax）的鰓組織結(jié)構(gòu)會受到影響;Omlin和Weber（2010）在研究虹鱒（Oncorhynchus mykiss）時發(fā)現(xiàn)，由低氧引起的乳酸增加在降低循環(huán)中乳酸負(fù)荷具有戰(zhàn)略性作用;狄治朝等（2018）研究表明，斑馬魚（Danio rerio）在低氧脅迫下Hsp90ab1基因相對表達(dá)量呈上調(diào)趨勢;Sun等（2020）研究表明，大嘴鱸（Micropterus salmoides）受低氧脅迫時其肝臟的過氧化氫酶（CAT）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性明顯升高;張凱強(qiáng)等（2020）研究發(fā)現(xiàn)，HIF-1α基因在花鱸的低氧應(yīng)答中發(fā)揮重要作用。此外，在團(tuán)頭魴（Megalobrama amblycephala）（王慧娟，2015）、卵形鯧鲹（Trachinotus ovatus）（陳世喜等，2016）、河川沙塘鱧（Odontobutis potamophila）（賈秀琪等，2017）、花鱸（常志成等，2018）、黃顙魚（Pelteobagrus fulvidraco）（孫俊霄等，2019）的相關(guān)研究中均發(fā)現(xiàn)低氧脅迫能誘導(dǎo)抗氧化酶呈規(guī)律性變化。【本研究切入點(diǎn)】翹嘴鱖（Siniperca chuatsi）是人工養(yǎng)殖鱖魚的主要品種，但其耐低氧能力較弱，尤其隨著養(yǎng)殖規(guī)?；图s化的發(fā)展，養(yǎng)殖水體中的溶解氧水平已成為翹嘴鱖養(yǎng)殖不可忽視的重要環(huán)境因素之一。至今，有關(guān)鱖魚耐氧能力的研究主要集中在窒息點(diǎn)和耗氧率探析（楊春等，2003）及利用池塘微孔增氧進(jìn)行生態(tài)高效養(yǎng)殖（蔡建中等，2011;劉林，2011;章愛華，2017）等方面，而針對翹嘴鱖的耐低氧機(jī)制研究尚無報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】探究急性低氧脅迫下翹嘴鱖抗氧化酶、呼吸相關(guān)酶活性及低氧誘導(dǎo)反應(yīng)相關(guān)基因表達(dá)的變化規(guī)律，從酶活性和基因表達(dá)水平分析低氧脅迫對翹嘴鱖應(yīng)激的生理響應(yīng)過程，為其健康養(yǎng)殖及耐低氧品種選育提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)用魚

供試翹嘴鱖取自南京農(nóng)業(yè)大學(xué)無錫漁業(yè)學(xué)院南泉養(yǎng)殖基地，選取體表無損傷、體重450±20 g/尾、體長24.0±0.7 cm的健康成魚，暫養(yǎng)于室內(nèi)控溫循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)（450 L）內(nèi)。暫養(yǎng)期間以鯪魚（體長4.0±1.0 cm）為餌料，每2 d投餌1次，投喂量為翹嘴鱖體重的2倍;同時保持水體溶解氧含量6.5±0.2 mg/L、pH 7.55±0.20，水溫（22.0±0.5）℃。暫養(yǎng)14 d后進(jìn)行低氧脅迫試驗(yàn)。

1. 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及樣品采集

根據(jù)司亞東等（1995）、熊向英等（2016）的相關(guān)研究可知，魚類的飽和溶解氧濃度為7.0 mg/L，缺氧臨界值為4.0 mg/L，鱖魚成魚的溶解氧窒息點(diǎn)在l.0 mg/L左右。考慮到實(shí)際生產(chǎn)過程中，低于魚類缺氧臨界值可能會給翹嘴鱖養(yǎng)殖帶來影響，故設(shè)常氧對照組（溶解氧含量6.5±0.2 mg/L）和低氧試驗(yàn)組（溶解氧含量2.8±0.2 mg/L），每組設(shè)3個平行，即6個450 L的養(yǎng)殖桶，桶內(nèi)水體積約320 L。通過調(diào)節(jié)充入水中的氮?dú)夂涂諝馑俾矢淖兤淙芙庋鹾?，利用HACH-LDO溶氧儀檢測溶解氧變化情況，使溶解氧含量維持在預(yù)設(shè)值上。待對照組和試驗(yàn)組的水體溶解氧降至預(yù)設(shè)值并保持穩(wěn)定時，將180尾翹嘴鱖隨機(jī)平均放養(yǎng)到6個養(yǎng)殖桶內(nèi)（每桶30尾）。試驗(yàn)期間每2 h用HACH-LDO溶氧儀檢測并調(diào)整水體溶解氧含量，保持水體靜止，停止進(jìn)食，水溫（22.0±0.5）℃，pH 7.55±0.20。分別在低氧脅迫0、6、12、24、48和96 h時，每桶隨機(jī)選取3尾翹嘴鱖，以100 mg/L MS-222麻醉后解剖采集肝臟和鰓組織樣本，經(jīng)液氮速凍后置于-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1. 3 酶活性檢測

過氧化氫酶（CAT）、還原型谷胱甘肽（GSH）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）、乳酸脫氫酶（LDH）及超微量總ATP酶（ATPase）均采用南京建成生物工程研究所研發(fā)的試劑盒進(jìn)行測定。取0.1 g肝臟、鰓組織按重量體積比1∶9加入生理鹽水，制成10.0%組織勻漿，離心收集上清液制備待測溶液。其中，鰓組織再加10和100倍生理鹽水分別制成1.0%和0.1%組織勻漿，然后按試劑盒說明進(jìn)行測定。使用BioTek EonTM微孔板分光光度計(jì)進(jìn)行檢測讀數(shù)。

1. 4 總RNA提取及實(shí)時熒光定量PCR檢測

取0.1 g翹嘴鱖肝臟置于RNAiso Plus[寶生物工程（大連）有限公司]中勻漿，按說明提取總RNA。以微量紫外分光光度計(jì)和1.5%瓊脂糖凝膠電泳分別檢測總RNA純度及完整性后，使用HiFiScript cDNA Synthesis Kit試劑盒（北京康為世紀(jì)生物科技有限公司）將其反轉(zhuǎn)錄合成cDNA，-20 ℃保存?zhèn)溆?。在NCBI中檢索HIF-1α（Hypoxia inducible factor-1alpha）、EPO（Erythropoietin）和HSP90α（Heat shock protein 90 alpha）基因序列，以β-actin為管家基因，利用Primer-BLAST程序設(shè)計(jì)引物（表1），委托生工生物工程（上海）股份有限公司合成。實(shí)時熒光定量PCR反應(yīng)體系20.0 μL：2×UltraSYBR Mixture 10.0 μL，上、下游引物各0.4 μL，cDNA模板0.8 μL，ddH2O 8.4 μL。擴(kuò)增程序：95 ℃預(yù)變性10 min;95 ℃ 10 s，60 ℃ 30 s，72 ℃ 32 s，進(jìn)行39個循環(huán);60 ℃ 30 s，95 ℃ 15 s。以2-ΔΔCt法換算目的基因的相對表達(dá)量。

1. 5 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2013進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理，并以SPSS 22.0分別進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA）和Duncans多重比較。

2 結(jié)果與分析

2. 1 急性低氧脅迫對翹嘴鱖肝臟抗氧化酶活性的影響

由圖1可知，對照組翹嘴鱖肝臟CAT活性無顯著變化（P>0.05，下同），試驗(yàn)組翹嘴鱖在整個急性低氧脅迫過程中其肝臟CAT活性呈先升高后降低的變化趨勢。試驗(yàn)組翹嘴鱖肝臟CAT活性在低氧脅迫初期持續(xù)升高但與對照組相比無顯著差異，至脅迫12 h時顯著升高（P<0.05，下同），CAT活性達(dá)最高值（40.13 U/mg），是對照組的1.70倍;隨后呈逐漸下降趨勢，但至脅迫96 h時CAT活性仍顯著高于對照組。

由圖2可知，對照組翹嘴鱖肝臟GSH含量無顯著變化，試驗(yàn)組翹嘴鱖在整個急性低氧脅迫過程中其肝臟GSH含量變化趨勢與CAT活性相似，均呈先升高后降低的變化趨勢，但較CAT活性變化更明顯。低氧脅迫6 h時試驗(yàn)組翹嘴鱖肝臟GSH含量顯著高于對照組，且呈持續(xù)升高趨勢;至脅迫12 h時GSH含量達(dá)最高值（22.65 μmol/g），是對照組的6.24倍;隨后開始下降，但直至脅迫96 h時試驗(yàn)組翹嘴鱖肝臟GSH含量仍顯著高于對照組。

由圖3可知，對照組翹嘴鱖肝臟GPT活性無顯著變化，試驗(yàn)組翹嘴鱖在整個急性低氧脅迫過程中其肝臟GPT活性變化也呈先升高后降低的變化趨勢。在低氧脅迫6 h時，試驗(yàn)組翹嘴鱖肝臟GPT活性與對照組間無顯著差異;至脅迫12 h時GPT活性顯著高于對照組，至脅迫48 h時GPT活性達(dá)最高值（12.93 U/g），是對照組的2.26倍;隨后開始下降，但直至脅迫96 h時GPT活性仍顯著高于對照組。

2. 2 急性低氧脅迫對翹嘴鱖鰓組織呼吸相關(guān)酶活性的影響

由圖4可知，對照組翹嘴鱖鰓組織LDH活性無顯著變化，試驗(yàn)組翹嘴鱖在整個急性低氧脅迫過程中其鰓組織LDH活性呈先升高后降低再升高的變化趨勢。低氧脅迫6 h時試驗(yàn)組翹嘴鱖鰓組織LDH活性達(dá)最高值（849.67 U/mg），是對照組的1.34倍，顯著高于對照組;隨后開始下降，至脅迫24 h時LDH活性達(dá)最低值（380.32 U/mg），顯著低于對照組;至脅迫96 h時LDH活性略有回升，但仍顯著低于對照組。

由圖5可知，對照組翹嘴鱖鰓組織ATPase活性無顯著變化，試驗(yàn)組翹嘴鱖在整個急性低氧脅迫過程中其鰓組織ATPase活性呈降低—升高—降低的變化趨勢。低氧脅迫6 h時，試驗(yàn)組翹嘴鱖鰓組織ATPase活性顯著低于對照組，至脅迫24 h時達(dá)最低值（0.35 U/mg），僅為對照組的16%;隨后ATPase活性略有回升，但仍顯著低于對照組。

2. 3 急性低氧脅迫對翹嘴鱖低氧誘導(dǎo)反應(yīng)相關(guān)基因表達(dá)的影響

如圖6所示，在整個急性低氧脅迫過程中，試驗(yàn)組翹嘴鱖肝臟HIF-1α基因的相對表達(dá)量呈逐漸升高趨勢。低氧脅迫24 h內(nèi)，試驗(yàn)組翹嘴鱖肝臟HIF-1α基因的相對表達(dá)量與對照組的差異均不顯著;從脅迫48 h起HIF-1α基因的相對表達(dá)量顯著高于對照組，至脅迫96 h時其相對表達(dá)量達(dá)最高值，是對照組的9.57倍。

如圖7所示，在整個急性低氧脅迫過程中，試驗(yàn)組翹嘴鱖肝臟EPO基因的相對表達(dá)量呈先升高后降低的變化趨勢。低氧脅迫12 h時，試驗(yàn)組翹嘴鱖肝臟EPO基因的相對表達(dá)量達(dá)最高值，顯著高于對照組;隨后呈下調(diào)趨勢，但至脅迫24 h時EPO基因的相對表達(dá)量仍顯著高于對照組;從脅迫48 h起，試驗(yàn)組翹嘴鱖肝臟EPO基因的相對表達(dá)量與對照組相比無顯著差異。

如圖8所示，在整個急性低氧脅迫過程中，試驗(yàn)組翹嘴鱖肝臟HSP90α基因的相對表達(dá)量呈升高—降低—升高—降低的波動變化趨勢。低氧脅迫6 h時，試驗(yàn)組翹嘴鱖肝臟HSP90α基因的相對表達(dá)量達(dá)最高值，顯著高于對照組;隨后開始下調(diào)，至脅迫12 h時其相對表達(dá)量開始與對照組持平;至脅迫48 h時試驗(yàn)組翹嘴鱖肝臟HSP90α基因的相對表達(dá)量又出現(xiàn)一個峰值，且顯著高于對照組，但至脅迫96 h時HSP90α基因的相對表達(dá)量又降至對照組水平。

3 討論

3. 1 翹嘴鱖肝臟抗氧化酶活性對急性低氧脅迫的響應(yīng)

需氧生物的正常新陳代謝均會產(chǎn)生少量活性氧自由基（ROS），參與其體內(nèi)的各種生理活動。當(dāng)機(jī)體受到逆境脅迫時，體內(nèi)產(chǎn)生的ROS大量積累而造成氧化損傷。抗氧化酶類在清除多余ROS的過程中發(fā)揮重要作用（亢玉靜等，2013），CAT和GSH是抗氧化酶類的重要組成部分，是反映機(jī)體健康與否的重要指標(biāo)（梁俊平等，2019）。本研究結(jié)果表明，低氧脅迫下翹嘴鱖肝臟的CAT活性和GSH含量均呈先升高后降低的變化趨勢。低氧脅迫6 h時翹嘴鱖肝臟GSH含量升高顯著高于對照組，至脅迫12 h時GSH含量達(dá)最高值;與此同時，翹嘴鱖肝臟CAT活性升高，至脅迫12 h時顯著高于對照組。說明低氧脅迫致使翹嘴鱖體內(nèi)的ROS含量升高，從而引起抗氧化酶系統(tǒng)誘導(dǎo)CAT活性和GSH含量升高，以清除體內(nèi)過多的ROS，將ROS誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化程度控制在其生理可耐受范圍內(nèi)（Lushchak et al.，2001），保護(hù)機(jī)體不受損害，與陳世喜等（2016）的研究結(jié)果相似。至脅迫24 h時，翹嘴鱖肝臟CAT活性和GSH含量分別出現(xiàn)下降趨勢，可能是因低氧脅迫時間過長，翹嘴鱖體內(nèi)的ROS得不到及時清除而大量積累，超過體內(nèi)抗氧化酶系統(tǒng)的耐受極限，致使抗氧化酶活性下降，與常志成等（2018）的研究結(jié)果相似。至脅迫96 h時，翹嘴鱖肝臟CAT活性和GSH含量雖然顯著高于對照組，但相對于脅迫12 h時明顯降低，其原因可能是翹嘴鱖體內(nèi)ROS含量已超過體內(nèi)抗氧化酶系統(tǒng)的耐受極限，導(dǎo)致抗氧化系統(tǒng)受損，但仍具有抗氧化作用?？梢?，低氧脅迫前期翹嘴鱖體內(nèi)抗氧化酶系統(tǒng)被激活，隨著脅迫時間的延長，其抗氧化酶系統(tǒng)雖然受到影響，但仍然繼續(xù)行使抗氧化功能。

GPT能催化氨基從丙氨酸向α-酮戊二酸轉(zhuǎn)移，形成谷氨酸和丙酮酸（劉沛，2014），其活性反映蛋白合成與分解代謝的狀況（李開放和徐奇友，2019），是判斷肝細(xì)胞損傷的重要指標(biāo)之一（羅莎等，2016）。本研究結(jié)果表明，低氧脅迫下翹嘴鱖肝臟GPT活性呈先升高后降低的變化趨勢。低氧脅迫12 h時翹嘴鱖肝臟GPT活性顯著高于對照組，表明低氧脅迫導(dǎo)致翹嘴鱖體內(nèi)的ROS含量升高，雖然激活了抗氧化酶系統(tǒng)，但由于未能及時清除過多的ROS，致使肝細(xì)胞受損傷，GPT活性升高，與陳靜怡等（2018）的研究結(jié)果一致;同時說明CAT和GSH的協(xié)同作用對GPT的影響具有滯后性。在脅迫48 h時，GPT活性升高至最高值，表明隨著脅迫時間的延長，大量ROS在體內(nèi)積累而得不到及時清除，嚴(yán)重影響抗氧化酶系統(tǒng)。至脅迫96 h時，可能是機(jī)體進(jìn)行自我調(diào)節(jié)后稍有恢復(fù)，GPT活性有所下降，但仍顯著高于對照組。

3. 2 翹嘴鱖鰓組織呼吸相關(guān)酶活性對急性低氧脅迫的響應(yīng)

LDH的功能是催化乳酸氧化形成丙酮酸，在糖酵解與有氧氧化的轉(zhuǎn)換過程中起關(guān)鍵作用（毛瑞鑫等，2009;揭小華等，2015），其活性反映機(jī)體的無氧呼吸代謝水平。鰓組織是魚類的呼吸器官，是溶解氧進(jìn)行氣體交換的場所（王曉雯等，2016）。本研究結(jié)果表明，低氧脅迫6 h時試驗(yàn)組翹嘴鱖鰓組織LDH活性顯著高于對照組，但隨后呈逐漸下降趨勢，與李根瑞（2016）的研究結(jié)果相似。說明在低氧脅迫下，翹嘴鱖通過無氧代謝為機(jī)體提供能量，并進(jìn)行自我生理調(diào)節(jié)恢復(fù)。無氧呼吸代謝能力增強(qiáng)，促進(jìn)乳酸積累，而積累的乳酸誘導(dǎo)LDH活性上升，形成一種調(diào)節(jié)機(jī)制。脅迫24～96 h，試驗(yàn)組翹嘴鱖鰓組織LDH活性略有回升但仍顯著低于對照組，與區(qū)又君等（2017）的研究結(jié)果基本吻合，可能是低氧脅迫時間過長，機(jī)體為應(yīng)對低氧脅迫帶來的影響而將乳酸轉(zhuǎn)化為葡萄糖，以維持機(jī)體酸堿平衡及葡萄糖供應(yīng)（Oliveira et al.，2004），從而引起乳酸含量下降;也可能是低氧脅迫已超出機(jī)體LDH的調(diào)節(jié)范圍，使其不能發(fā)揮調(diào)節(jié)功能。

ATPase能將三磷酸腺苷（ATP）催化水解為二磷酸腺苷（ADP）和磷酸根離子，釋放能量供給生命活動，但ATPase的合成及活性均受外界溶解氧變化的影響（王曉雯等，2016）。本研究結(jié)果表明，低氧脅迫下翹嘴鱖鰓組織ATPase活性呈降低—升高—降低的變化趨勢，且顯著低于對照組，與王春枝等（2014）的研究結(jié)果相似。王春枝等（2014）認(rèn)為在低氧條件下魚類能通過自我調(diào)節(jié)作用，促使ATPase活性升高，但溶解氧降至一定程度時，可能超過魚類自我調(diào)節(jié)的范圍，因此ATPase活性呈急速下降趨勢。在整個急性低氧脅迫過程中，LDH活性顯著低于對照組，可能也影響ATPase活性，究其原因可能是急性低氧脅迫時間過長造成翹嘴鱖線粒體或線粒體內(nèi)膜的損傷，從而影響ATPase活性。

3. 3 翹嘴鱖低氧誘導(dǎo)反應(yīng)相關(guān)基因?qū)毙缘脱趺{迫的響應(yīng)

在缺氧條件下，基因表達(dá)變化主要由缺氧誘導(dǎo)因子（HIF alpha）介導(dǎo)（Kalle et al.，2007）。其中，HIF-1α是低氧信號傳導(dǎo)途徑中的關(guān)鍵因子，對調(diào)控低氧信號傳導(dǎo)途徑起重要作用，在多數(shù)高低等動物體內(nèi)均有表達(dá)（肖武漢，2014）。孫俊霄等（2019）在黃顙魚低氧（溶解氧含量1.48±0.27 mg/L）脅迫24 h、張凱強(qiáng)等（2020）在花鱸低氧（溶解氧含量1.56±0.24 mg/L）脅迫12 h的研究中發(fā)現(xiàn)HIF-1α基因呈上調(diào)表達(dá)，但Geng等（2014）研究表明斑點(diǎn)叉尾鮰在低氧（溶解氧含量1.0 mg/L）脅迫下，HIF-1α基因在脅迫1.5 h時呈下調(diào)表達(dá)，至脅迫5.0 h時則上調(diào)表達(dá);Mu等（2015）研究發(fā)現(xiàn)許氏平鲉在低氧條件下其肝臟HIF-1α基因表達(dá)無顯著差異。本研究結(jié)果表明，低氧脅迫48 h時翹嘴鱖肝臟HIF-1α基因的相對表達(dá)量開始顯著上調(diào)，可能是本研究的溶解氧含量較高，翹嘴鱖肝臟HIF-1α信號通路在低氧脅迫前期未被激活，直至低氧脅迫48 h時才引起轉(zhuǎn)錄因子HIF累積，HIF-1α基因上調(diào)表達(dá)促使翹嘴鱖能量代謝由有氧向無氧轉(zhuǎn)變（王國善等，2014），以適應(yīng)低氧環(huán)境。

EPO是一種糖蛋白激素，具有促紅細(xì)胞生成的調(diào)節(jié)功能（Chu et al.，2007）。周智涓等（2016）研究證實(shí)缺氧環(huán)境能影響B(tài)MSCs細(xì)胞EPO蛋白的表達(dá)。本研究結(jié)果也表明，低氧脅迫12 h時翹嘴鱖肝臟EPO基因的相對表達(dá)量顯著上調(diào)，說明低氧誘導(dǎo)了機(jī)體低氧應(yīng)激反應(yīng)，通過上調(diào)EPO基因表達(dá)以促進(jìn)翹嘴鱖肝臟紅細(xì)胞的生成，進(jìn)而應(yīng)對缺氧導(dǎo)致的血氧能力下降，提高機(jī)體的低氧耐受能力。隨后EPO基因表達(dá)持續(xù)下調(diào)，至低氧脅迫48 h時與對照組差異不顯著，可能是翹嘴鱖通過上調(diào)EPO基因表達(dá)而促使機(jī)體對氧氣的獲取能力和利用率有所提高，同時通過反饋機(jī)制抑制EPO基因生成，維持紅細(xì)胞正常水平，以獲得生命活動需要的氧氣，使機(jī)體適應(yīng)低氧環(huán)境，進(jìn)而導(dǎo)致EPO基因表達(dá)下調(diào)，與趙永麗等（2018）的研究結(jié)論一致。HIF-1α基因和EPO基因具有協(xié)同作用，但在急性低氧脅迫下的應(yīng)激反應(yīng)不同步，可能是二者的響應(yīng)過程及承擔(dān)功能不同，也可能是存在一定的組織特異性，具體原因有待進(jìn)一步探究。

HSP（熱休克蛋白）是一整套高度保守的蛋白，除熱應(yīng)激外，缺氧、局部缺血、毒素等均會促使其上調(diào)表達(dá)（Roberts et al.，2010）。HSP90家族是HSP最重要的基因家族，常被用作環(huán)境脅迫因子的分子生物標(biāo)志物（劉童，2015）。本研究結(jié)果表明，低氧脅迫后翹嘴鱖肝臟HSP90α基因的相對表達(dá)量顯著上調(diào)，說明肝臟在低氧脅迫下受到影響，機(jī)體通過上調(diào)HSP90α基因表達(dá)而發(fā)揮對細(xì)胞的保護(hù)作用;隨后其相對表達(dá)量下調(diào)，可能是HSP90α基因表達(dá)上調(diào)發(fā)揮作用，使機(jī)體能適應(yīng)低氧環(huán)境，與徐賀（2015）的研究結(jié)果相似。至脅迫48 h時HSP90α基因的相對表達(dá)量又出現(xiàn)一個峰值，且顯著高于對照組，可能是隨低氧脅迫時間的延長，再次激活機(jī)體氧化應(yīng)激效應(yīng)，保護(hù)肝臟細(xì)胞，與王曉雯等（2019）研究發(fā)現(xiàn)急性熱應(yīng)激下西伯利亞鱘幼魚肝臟受到影響但脅迫96 h后能恢復(fù)的結(jié)果相似。

4 結(jié)論

急性低氧脅迫對翹嘴鱖肝臟抗氧化酶、鰓組織呼吸相關(guān)酶及低氧誘導(dǎo)反應(yīng)相關(guān)基因表達(dá)均產(chǎn)生顯著影響。雖然翹嘴鱖能通過自我調(diào)節(jié)抗氧化酶和呼吸相關(guān)酶活性及上調(diào)低氧誘導(dǎo)反應(yīng)相關(guān)基因表達(dá)，促使機(jī)體適應(yīng)低氧環(huán)境，但養(yǎng)殖水體溶解氧降至2.8 mg/L以下即對翹嘴鱖產(chǎn)生不利影響，因此在實(shí)際養(yǎng)殖過程中須密切關(guān)注養(yǎng)殖水體溶解氧變化。

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（責(zé)任編輯 蘭宗寶）