三种典型冷水鱼类耐高温能力及其机制比较研究

This project mainly studies the issues of thernotolerance mechanism and the induced thermotolerance of cold sea water fishes cultured in the Yellow Sea Cold Water Mass. The experimental fishes using in the present project are Atlantic salmon Salmo salar, trout Oncorhynchus mykiss, migrating and spawning in low-temperature seasons, and sablefish Anoplopoma fimbria, growing and spawning in deep cold waters. This project is going to study comparatively the maximum critical thermal maximum (CTMax), the tolerant ability to low dissolve oxygen, the thermotolerance mechanisms and the induced thermotolerance of the three species under various conditions. The purpose of this project is to reveal the thermotolerance mechanisms of cold sea water fishes, to comprhand the improvement of induced thermotolerance of the three species after sublethal temperature treatment, and in turn to lay some theoretical foundation for farming the fishes in the Yellow Sea Cold Water Mass.

本项目主要是研究在黄海冷水团养殖鱼类遇到的冷水鱼类对高温耐受机制和诱导耐热性问题。本项目以江海洄游低温季节繁殖的大西洋鲑（Salmo salar）、硬头鳟（Oncorhynchus mykiss）和低温环境生长繁殖的黑鲉科裸盖鱼（Anoplopoma fimbria）为实验材料，比较研究备选鱼类最高临界温度（CTMax）、耐低氧能力、对高温的生理耐受机制和诱导耐热性等，目标是了解海洋冷水鱼类对高温的耐受机制和鱼类对亚致死温度处理后耐热能力提升的效应，为今后实施黄海冷水团养殖冷水鱼和开展相关育种工作奠定理论基础。

我国市场需要高品质海洋冷水鱼类，但制约其养殖产业规模化发展的关键因子是我国夏季近海上层海水温度过高，这些鱼类无法度夏。然而，我国具有黄海冷水团资源，其夏季底层水温不高于10℃，我们可凭借深水网箱设施利用该冷水资源，开展高品质海洋冷水鱼类规模化养殖。为有效地开展养殖和为今后优良品种选育奠定基础，我们亟需了解备选鱼类耐高温能力及其内在机理。本项目以大西洋鲑、硬头鳟等鲑科鱼类为实验材料，比较研究备选鱼类最高临界温度（CTMax）、耐低氧能力、温度升高对备选鱼类热休克蛋白表达的影响以及诱导耐热性等，以了解备选鱼类的耐高温能力及其机制，为今后实施黄海冷水团养殖冷水鱼奠定相应的理论基础。|主要研究内容包括：1）备选鱼类最高临界温度；2）备选鱼类耐低氧能力；3）备选鱼类对高温的生理耐受机制异同 4）备选鱼类的诱导耐热性比较。研究结果显示，三种鲑科鱼类的最大耐受温度关系为枫叶鲑>硬头鳟>大西洋鲑，适度升温有助于提高枫叶鲑和硬头鳟的非特异性免疫水平；大西洋鲑在热应激24 h后出现类固醇和萜类物质合成的相关基因出现显著变化，热历史提高了大西洋鲑过氧化物酶体在应对热应激的活力，对于鲑科鱼类耐受高温胁迫起到了重要作用；虹鳟和硬头鳟幼鱼可有效应对22 °C和21 °C的引起的氧化应激，且24 h内对机体抗氧化系统未造成损伤；内质网应激反应在硬头鳟幼鱼应对急性高温应激过程中发挥关键作用。以上研究结果丰富了备选鱼类的最高临界温度、耐低氧能力、耐高温生理机制、耐温诱导性等，更全面了解海洋冷水鱼类诱导耐热性规律，并为后续研发海洋冷水鱼夏季养殖技术奠定理论基础。本项目比较研究虹鳟和大西洋鲑热休克蛋白表达规律，为全面了解海洋冷水鱼类对高温的耐受机制和鱼类对亚致死温度处理后耐热能力提升的效应，提供了科学依据。