（海洋生物学专业论文）饥饿对褶皱臂尾轮虫brachionus+plicatilis消化系统的影响.pdf

饥饿对褶皱臂尾轮虫( b 厂口幽i d 规扰sp j f c 口f f 凰) 消化系统的影响 摘要 本文综述了褶皱臂尾轮虫在水产养殖应用、形态分类、受饥饿胁迫影响等研究现 状；通过摸索出适合褶皱臂尾轮虫的石蜡制片技术，结合活体整体观察，探索了饥饿 过程中轮虫消化系统组织结构变化的一般规律；讨论了褶皱臂尾轮虫在饥饿及再投喂 过程中蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶等消化酶活力的变化规律，以期达到丰富褶皱臂尾 轮虫消化系统等相关基础生物学方面知识的目的，也为今后培养、投喂等生产活动提 供参考。主要研究结果如下： 1 、轮虫石蜡切片的制作在固定前可用酒精进行麻醉至虫体能保持自然舒张状态 对外界刺激基本没有反应为止，再用b o u i n s 液固定6 1 2h 。在整个取材、麻醉、固 定以及整体染色过程中，轮虫样品的转移均用胶头滴管在解剖镜下进行。在脱水之前 对标本先进行苏木精整体染色，脱水过程中尽量减小酒精浓度梯度；各级酒精脱水和 二甲苯透明时间控制在5m i n ，每步透蜡时间控制在1 0 1 5m i n 。 通过对以上制片步骤的改进，可减少操作过程中材料的丢失、标本的脆化等发生， 使轮虫石蜡切片更接近自然状态，取得了比较理想的效果。 2 、在光镜下对饱食状态下轮虫消化系统的h e 染色石蜡切片进行了描述。轮虫 消化系统在饥饿条件下变化最明显的是胃和胃腺。活体观察下，随着饥饿加深，褶皱 臂尾轮虫的胃逐渐收缩，体积变小，到饥饿后期几乎收缩为管状；胃腺最初为饱满的 马蹄形，随饥饿加深逐渐远离胃体部开始消瘦细长，到饥饿后期整个胃腺收缩变为树 枝状。 通过石蜡切片观察显示，随着饥饿时间的延长，褶皱臂尾轮虫的胃壁细胞有逐渐 变小的趋势，由最初的2 0 2 5um 变为饥饿1 2d 后的1 2 1 7um ：h e 染色显示胃 细胞质由强嗜酸性变为弱嗜酸性，细胞质中基本不含空泡物质。胃腺细胞质中的嗜酸 性物质减少，染色变浅，细胞质中颗粒物质含量减少；细胞核间的距离有逐渐缩小趋 势。在整个饥饿过程中，胃腺细胞核大小没有变化，但核仁有逐渐变小趋势。 3 、褶皱臂尾轮虫在2 5 整个4 天的饥饿过程中淀粉酶和纤维素酶活力一直保持 较高水平。淀粉酶和纤维素酶活力在最初的l 2d 下降最为明显，此后保持在一定水 平；类胰蛋白酶和胃蛋白酶活力总体下降不大。饥饿条件下带卵率 o 0 9 时，轮虫消 化酶活力显著低于正常水平。 恢复投喂ld 后，褶皱臂尾轮虫带卵率从0 增加到o 2 l ，类胰蛋白酶和纤维素酶 活力恢复正常水平，而胃蛋白酶和淀粉酶活力高于正常水平；此后各种消化酶都逐渐 恢复正常水平；投喂条件下这几种消化酶活力的高低与带卵率大小没有直接关系。活 体观察显示饥饿再投喂1 天内，褶皱臂尾轮虫胃和胃腺恢复正常结构。 从消化酶角度来讲，可通过适当饥饿，然后调节强化时间来获得较高消化酶水平 的褶皱臂尾轮虫；投喂到鱼池后可适当投喂藻液，以此来维持未被捕食的褶皱臂尾轮 虫消化酶水平。 关键词：褶皱臂尾轮虫；消化系统；饥饿；消化酶 e f f e c t so fs t a r v a t i o no nt h ed i g e s t i v es y s t e m o tb r 征c h i o n 隗sp t i c 往t i l i s a b s t r a c t t h i sa n i c l es u m m a r i z e st h ec u r r e n ts t u d i e so nm o r p h o l o g y ，c l a s s i f i c a t i o n ，e f f e c t so f s t a a t i o n ，a n da q u a c u l t u r ea p p l i c a t i o no fr o t i f e r s 曰朋幽面门埘p ，f 阳，f 胁b ye x p l o r i n g a p p r o 研a t ep a r a m ns e c t i o nt e c h n o l o g yf o rb 阳砌f d 门螂p ，c 口f f ，括，c o m b i n e dw i t hl i v e o b s e r v a t i o n ，c h a n g e si nm em o 叩h o l o g yo fd i g e s t i v es y s t e mo fr o t i f e r su n d e rf e do rs t a r v e d c o n d i t i o na r es t u d i e d c h a n g e si na c t i v i t i e so fp r o t e a s e ，c e l l u l a s ea n da m y l a s ea r ea l s o d i s c u s s e d t h ep u r p o s eo ft h i ss t u d yi st ob r o a d e no u rk n o w l e d g eo nr o t i f ；：rd i g e s t i v e s y s t e ms oa st op r o v i d eg u i d a n c ef o ri t sf u t u r ec u l t i v a t i o na n df e e d i n g t h er e s u l t sa r e s u m n l 撕z e da sf - o n o w s ： 1 b e f o r ep a r a m ns e c t i o np r e p a r a t i o n ，r o t i f e r sa r ef i r s ta n a e s t h e t i z e dw i t he t h a i l o ls o m a tt h er o t i f e r ss t r e t c hn a t u r a l l ya n di o s er e a c t i o nt oe x t e m a ls t i m u l i t h er o t i f e r sa r et h e n f i x e di nb o u i n t sf i x a t i v ef o r6 一l2 h d u r i n gm ep r o c e s s o fs p e c i m e nc o l l e c t i o n ， a n e s t h e s a t i o n ，f i x a t i o na n ds t a i n i n g ，s 锄p l e sa r ea ut r a n s f e r r e db yp i p e t t em l d e rd i s s e c t i l l g m i c r o s c o p e b e f o r ed e h y d r a t i o n ，t h er o t i f e r sa r e 、h o l l ys t a i n e dw i t hh e m a t o x y l i n a l c o h o l c o n c e n t r a t i o ng m d i e n t sa r ec o n t r o l l e da tam i n i m i z e dl e v e lw h e nr o t i f e r sa r ed e h y d r a t e d b o t ha l c o h o ld e h y d r a t i o na n dx y l e n ec l e 撕n gd u r a t i o na r ec o n t r 0 1 l e dw i t h i n5 m i n ，a n dt h e 、v a xp e n e t r a t i o nt i m ew i t h i n10 - 15 m i n t h e s et e c h i l i c a l i m p r o v e m e n t se m c i e n t l ym i n i m i z em a t e r i a l l o s sa n ds e c t i o ns t i m l e s s ， r e s u l t i n gi nd e s i r a b l es e c t i o n sw i t hr o t i f i e r si nn a t u r a lp o s t u r e s 2 s t a i n e dw i t hh e m a t o x y l i ne o s i n ，p a r a m ns e c t i o n so ft h er o t i f e rd i g e s t i v es y s t e m u i l d e rf e da n ds t a r v e dc o n d i t i o na r es t u d i e du n d e rl i g h tm i c r o s c o p e d u r i n gs t a r v a t i o n ，t h e m o s ts i g n i f i c a n tc h a n g e so ft h ed i g e s t i v es y s t e ma r et h es t o m a c ha n dt h eg a s t r i cg l a n d w i t hs t a n r a t i o n ，m es t o m a c hs 1 1 r i n k s g r a d u a l l ya n de v e n t u a l l yt l l m si n t o at u b u l a r - l i k e c o n s t m c t i o n t h eg a s t r i cg l a n d ，i n i t i a l l yh o r s e s h o e - s h a p e d ，b e c o m e ss l e n d e ra n df a rf r o m m es t o m a c hw i t hs t a r v a t i o n t h eg a s t r i cg l a n dc o n t r a c t st oad e n d r i t i cs h a p ei nt h ee n d p a r a m ns e c t i o n ss h o wt h es i z eo ft h es t o m a c hc e l l sd e c r e a s e s 舶m2 0 2 5 扯mt o12 17 ma r e r12d a y so fs t a r v a t i o n s t a i n e dw i t hh e m a t o x y l i ne o s i n ，t h ec y t o p l a s ma p p e a r s l e s sa c i d o p h i l i ca n dc o m a i n sf e w e rv a c u o l e sw i t hs t a a t i o n t h ec y t o p l a s mo ft h eg a s t r i c g 】a n d sa l s os h o w sl e s sa c i d o p h i l i ca n dl i g h t e rs t a i n i n g 。f e w e rp a r t i c u l a t em a t t e r sa r es e e n i nt h ec y t o p l a s ma n dt h ed i s t a n c eb e 似e e nt h en u c l e u s e sb e c o m e ss m a l l e r t h es i z eo f n u c l e id i dn o tc h a n g es i g i l i f i c a n t l yb u tt h en u c l e o l it e n dt ob e c o m es m a l l e rd u r i n gt h e s t a a 工i o n 3 s e v e r a ld i g e s t i v ee n z y m ea c t i v i t i e so ft h er o t i 矗。r 曰厂口c 向f o “sp ，f c 口f i ，f jd u r i n g s t a r v a t i o na n dr e - f e e d i n ga r es t u d i e da t2 5 t h er e s u l t ss h o wt h a ta c t i v i t i e so fa m y l a s e a 1 1 dc e l l u l a s er e m a i na th i g hl e v e l sd u r i n gt h ew h o l ep r o c e s s d u r i n gs t a l a t i o n ，a c t i v i t i e s o fa m y l a s ea n dc e l l u l a s ed e c r e a s ed r a m a t i c a l l yi nt h ef i r s tt 、o d a y s ，a j l dt h e nm a i n t a i n s t a b l e ，w l l i l et h ea c t i v i t i e so fp e p s i na n d 衄p t a s ed e c r e a s es l o w l y w h e nt h ee g gr a t i oi s l e s st h a no 0 9 ，t h ea c t i v i t i e so fa l lf o u rd i g e s t i v ee n z y m e sa r e1 0 w e rt h a nt h o s eu l l d e r n o m a lc o n d i t i o n a 缸e ro n e d a yr e f e e d i n g ，t h ee g gr a t i oi n c r e a s e sf r o mot o0 21 ，t h e a c t 王v i t i e so ft r y p t a s ea n dc e l l u l a s ei 邸r e a s et on o m l a ll e v e l ，a n dt h ea c t 王v i t i e so fp e p s i na 耐 a m y l a s ea r eh i 曲e rt h a j lu n d e rn o 姗a lc o n d i t i o n i ti sf b u n dt h a tt h ea c t i v i t i e so ft h e s ef - o u r d i g e s t i v ee i l z y m e sa r en o tc o n e l a t e dt ot h ee g gr a t i ow h e nr o t i f e r sa r ef e d s t o m a c ha n d g a s t r i cg l a n d sr e s t o r et h e i rn o m a ls h a p e sa f k ro n e d a yr e f e e d i n g h i g h e ra c t i v i t i e s i nd i g e s t i v ee n z y m e sc o u l db ea c m e v e di fr o t i f e r sa r ep r o p e r l y s t a r v e da n dt h e nr e f e d w h e nf e di n t ol a r v a e 伽1 k s ，m e i rd i g e s t i v ee n z y m ec o n t e n t sc o u l d b em a i n t a i n e db ys u p p l y i n gr o t i f e r sw i t hm i c r o a l g a e k e yw o r d s ：b m 幽幻胛“jp ，f c 口f f ，括；d i g e s t i v es y s t e m ；s t a r v a t i o n ；d i g e s t i v ee n z y m e s 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得 ! 洼；如遗查墓丝盖蔓挂星4 直明丝：奎拦亘窒2 或其他教育机构的学位或证书使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息 研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公 众提供信息服务。( 保密的 学位论文作者签名：乏夕 签字同期：况矽啐多月9 日 导师签字：荠儡易杰 签字日期：多巧年月夕日 饥饿对褶皱臂尾轮虫( 占朋幽f o 门蛐p ，i c 口f f 凰) 消化系统的影响 0 前言 褶皱臂尾轮虫( b 朋c 办i d 门“sp ，f c 口f f 凰) 隶属于轮虫门( r o t i f e r a ) 、单巢纲 ( m o n o g o n o n t a ) 、游泳目( p l o i m i d a ) 、臂尾轮虫科( b r a c h i o n i d a e ) ，它是一种广泛分 布于内陆和沿岸咸水生境的世界性种类轮虫。长期以来，褶皱臂尾轮虫一直是生理学、 生态学和生态毒理学的一种模式试验生物。由于褶皱臂尾轮虫具有大小合适、繁殖迅 速、容易培养等诸多优点，它也是世界范围的海水鱼类和甲壳类动物苗种培育的重要 开口活饵料。 目前褶皱臂尾轮虫的培养己成为海水鱼、虾、蟹育苗成功与否的关键环节之一。 在生产实践中，由于褶皱臂尾轮虫的高密度培养和在培养容器中放置数天未有摄食等 情况，会使它们暂时处于饥饿或营养不良状态。褶皱臂尾轮虫的饥饿、疾病等因素往 往会导致培养的崩溃，出现短时间大量死亡的现象。此外，一旦受到饥饿，褶皱臂尾 轮虫自身所含的蛋白质、脂肪、高度不饱和脂肪酸等含量会显著降低，作为开口饵料 的营养价值也随之下降。许多学者认为，营养物质的快速丢失是褶皱臂尾轮虫导致鱼 苗生长缓慢和高死亡率的重要原因。因此及时了解掌握它们的生理状态，这对于健康、 持续培养褶皱臂尾轮虫至关重要。 虽然轮虫的形态结构等研究多采用电镜观察手段，但结合一些染色手段，光镜观 察具有直观、方便、快速等诸多优点，目前在轮虫的分类、神经系统、水解酶等方面 研究仍被广泛应用。本研究对褶皱臂尾轮虫在水产养殖上应用、形态分类和受饥饿胁 迫影响等方面做一综述；通过摸索出褶皱臂尾轮虫的石蜡切片制作理想方法，用石蜡 切片和活体观察相结合方法研究了褶皱臂尾轮虫消化系统形态结构在饥饿状态下的 变化特征；联系带卵率、胃和胃腺形态结构的变化研究了褶皱臂尾轮虫在饥饿及再投 喂过程中蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶等消化酶活力的变化规律。其目的是为丰富现有 褶皱臂尾轮虫基础生物学知识及其研究手段，也为今后轮虫的培养、投喂等生产活动 提供参考。 由于作者水平有限，论文难免存在疏漏和不妥，敬请各位专家不吝赐教，悉心指 正。 饥饿对褶皱臂尾轮虫( 口m c 向f d n “s 尸，f c 口f f 凰) 消化系统的影响 1 文献综述 1 1 褶皱臂尾轮虫的一般应用研究现状 褶皱臂尾轮虫是丹麦博物学家先驱o t t of r i e “c hm n l l e r ( 1 7 3 0 一1 7 8 4 ) 命名，它隶属 于轮虫门下种类最多的一个科臂尾轮虫科b r a c h i o n i d a e 。除了南极洲外，褶皱臂 尾轮虫广泛分布于各大洲内陆及沿岸咸水水域。上世纪7 0 年代以来，它和卤虫、盐藻 等生物饵料一样，是在一些海水甲壳类和鱼类养殖中被广泛应用的一种开口饵料。 随着在水产养殖业中广泛应用，褶皱臂尾轮虫作为一种生物模式种也在其它多个领域 都得到了深入的研究【2 1 。 1 2 褶皱臂尾轮虫在水产养殖中的应用现状 1 2 1 应用历史 目前褶皱臂尾轮虫在水产养殖中的应用主要是围绕着作为开口活饵而进行的。在 日本，褶皱臂尾轮虫曾一度被认作养鳗池塘中的害虫3 1 ，1 9 6 0 年日本的伊藤发现褶皱 臂尾轮虫具有作为仔鱼饵料的价值，进行了大量技术培养的探索，这使日本成为最先 把褶皱臂尾轮虫作为海水仔鱼开口饵料的国家。自1 9 5 0 年以来，关于臂尾轮虫的研 究报道已有1 0 0 0 多篇，其中大约3 4 的研究是关于褶皱臂尾轮虫在生物饵料方面的 应用，这些研究大大推动了水产养殖的发展【4 1 。我国自上世纪7 0 年代后期以来，也 有多人发表有关褶皱臂尾轮虫的生物学和培养方面的研究论文 卯。 褶皱臂尾轮虫的应用使得鲻鱼( 肱昭f zc 印乃口z 螂) 、欧鳎( 勋跆8s o 如a ) 、金头鲷 ( 印口，淞口“阳f 、舌齿鲈( d ，c p ”肌7 阳办“j 肠6 慨) 、大菱鲆( & 叩办f 乃口砌甜s 聊饿砌“s ) 、牙鲆 妒口m ，耙厅咖膳o ，f v 口c p 螂) 、遮目鱼( c 饧口刀d jc 办口刀d j ) 等一些具经济价值的海水种类的苗种 培育的持续生产成为可能6 1 。目前褶皱臂尾轮虫已成为一种极为重要的生物饵料，在 世界范围内广泛培养，并至少在6 0 种海洋有鳍鱼类和1 8 种甲壳动物幼体的培育中得 到应用【7 1 。 1 2 2 作为开口饵料的优点 褶皱臂尾轮虫在海水养殖中作为活饵有以下几个很受瞩目的特点3 卅： ( 1 ) 个体较小( 1 3 0 3 2 0um ) ，适于大多数海水鱼类、甲壳类的幼体的摄食。 ( 2 ) 游泳速度较慢，能够长时间存在水层某一位置，便于营浮游性生活的海水 养殖幼体摄食。 2 饥饿对褶皱臂尾轮虫( b 朋c 面删s p 胁n f j ，西) 消化系统的影响 ( 3 ) 可以进行高密度培养，便于室内等小水体中培养。 ( 4 ) 能使用多种不同单胞藻或酵母来大规模的培养，繁殖迅速，短时间内可以 生产出大量轮虫个体。 ( 5 ) 含有较高的热量、易于被控制其营养成分等诸多优点。轮虫可以被脂肪酸 或抗生素强化来更好满足仔稚鱼的生长、生存需求，因此也被认作是一种可以将营养、 维生素甚至抗生素传递给仔鱼的活体饵料胶囊。 1 2 3 培养中出现的问题 据估计，一条仔鱼从孵出到它能够利用另外一种饵料的时间里需要消耗4 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 个褶皱臂尾轮虫【3 1 。生产出上百万条仔鱼将会消耗数量惊人的轮虫，因此是否 及时稳定地提供高品质的轮虫是决定培育幼体生产成败的一个关键因素。 在培养海水幼体过程中，早期饵料的质量在最早几周内至关重要，其中尤以饵料 中n 一3 系列高度不饱和脂肪酸( n 3 h u f a ) 含量最为关键【8 邶】。因此在对轮虫生化组分 的研究中，脂肪酸的组成含量成为研究重点。褶皱臂尾轮虫体内脂肪酸的组成主要依 赖于食物，而自身合成能力很有限【l l - 12 1 。用面包酵母培养的褶皱臂尾轮虫缺乏n 3 h u f a ，因此用它来投喂真鲷、石鲷等仔鱼后会出现食欲减退、游泳缓慢腹部膨胀等 症状，并会在短时间内全部死亡【5 】。 为了满足褶皱臂尾轮虫体内达到充足的高度不饱和脂肪酸水平，生产上发展了短 期强化、长期强化、长短期强化结合等多种不同二次强化的培养方法，并都取得了理 想的结果【1 3 14 1 。 在轮虫大量培养过程中往往会出现非正常的大量死亡等不稳定现象，其中一个非 常重要的原因在于褶皱臂尾轮虫受到了病原体的感染。首次报道的是由法氏囊病毒 ( i 啦v ) 引起的疾病。该病病灶首先出现在胃腺细胞，然后扩散到上皮；此外在卵巢细 胞中也能发现病毒颗粒。深度感染该病毒的褶皱臂尾轮虫行为会出现异常并最终死 亡。第二种被发现的病原体被暂定为链壶菌科下的种类，这类真菌可以导致培养水体 中8 5 以上的个体突然死亡【1 5 】。 1 3 褶皱臂尾轮虫形态结构的研究 对褶皱臂尾轮虫形态结构的研究主要通过光镜、扫描电镜、透射电镜、立体显微 照相等多种手段，对它的消化系统、神经系统、体壁、轮盘等进行描述，并讨论其相 关功能【1 6 2 1 1 。 饥饿对褶皱臂尾轮虫( 日阳幽f o 粗“sp ，i c d f j 凰) 消化系统的影响 1 3 1 消化系统 褶皱臂尾轮虫的消化系统主要由口、咀嚼囊、唾液腺、食道、胃、胃腺、肠、肛 门等部分组成【2 2 1 ，其中对咀嚼囊、胃、胃腺和肠等研究较多。 ( 1 ) 咀嚼囊 咀嚼囊由上皮细胞构成，肌肉细胞则包在外。咀嚼囊中央部位的细胞质有许多大 型线粒体【1 6 】。 在咀嚼囊背面，有两束发达的肌肉平行的覆盖，位于后方的肌肉束很宽大。在两 条肌肉束间有一条很深的裂缝，其长度可以达到咀嚼囊宽度的2 3 。从咀嚼囊表面发 出的一个被称为圆项( c u p o l a ) 类似舌状的结构，这个结构可以从肌肉束间的裂缝中 伸出。圆顶可以支持咀嚼囊背面的纤毛束。它的位置可随着咀嚼囊的运动发生改变， 有时它可从裂缝中挤出，但随之又可消失在裂缝中。因此圆顶的长度在不同照片中有 所差异【1 7 _ 18 1 。 除肌肉束外，咀嚼囊背方还发现一些神经结构和腺体，其中有的神经穿过咀嚼囊 和裂缝。咀嚼囊内是褶皱臂尾轮虫非常发达的槌型咀嚼器，通过扫描电镜观察，可以 更好理解咀嚼器各部分之间位置以及与咀嚼囊之间的联系陋1 9 1 。 ( 2 ) 胃 胃大致接近椭圆形，长4 0 一7 0 弘m ，宽3 0 5 0 um ；可以分为前胃和后胃两个部分， 前后胃间被一列间隔距离为o 6 0 9um 致密的纤毛隔开 1 8 ，2 0 1 。 前胃为合胞体，没有细胞膜界限；前胃壁非常薄，有些地方只有0 2 0 3um ；在 原生质中往往只能看到线粒体、糖原颗粒和纤毛根。前胃中纤毛密度大约为o 5 1 0 6 m m 2 ，要低于后胃中的。 后胃的体积和厚度要大于前胃，细胞界限明显，细胞较大，在9 1 7 um 之间。 细胞内很容易观察到细胞核、线粒体、粗面内质网等结构。其中线粒体往往远离胃腔， 靠近假体腔一侧。另外在后胃细胞中常能看到许多脂肪小泡和一些带有膜状同心层的 大空泡，从这些空泡内含物的不同，可以推断出食物颗粒在细胞内的降解阶段【1 6 刎。 后胃腔内的纤毛要比前胃来得致密，可以达到1 o 1 6 1 0 6 m m 2 ，大约是前胃的 三倍。在纤毛间还有许多凹陷下去的小坑，最大直径可达0 1 7 一o 2pm ，密度达到3 5 1 0 6 m m 2 ，这可能是吞噬作用的发生场所，与细胞内空泡形成有关【1 8 1 。 ( 3 ) 胃腺 胃腺两个，马蹄形，缺乏细胞内膜，没有细胞界限，为合胞体结构，每个胃腺各 4 饥饿对褶皱臂尾轮虫( 占，口如f d 门“s p ，i f 船) 消化系统的影响 有6 个大细胞核，但在一些部位有一些裂缝与假体腔相连。胃腺的开口恰巧位于前后 胃的交接处，由合胞体前胃和三个后胃细胞围成【2 0 】。 朝向胃腔的一侧有许多粗面内质网，另外也常出现一些脂肪小泡：而众多核糖体、 糖原颗粒和分泌体( s e c r e t a r yb o d i e s ) 等结构往往集中在胃腺排向胃腔的交接区域。 其中分泌小体对渗透压不敏感，它的出现与营养状态或固定方法有关2 0 1 。 ( 4 ) 肠 肠的形状不规则，大多接近椭圆形。肠壁细胞质内含有线粒体、糖原颗粒和脂肪 小泡。肠膜很光滑，没有出现胃细胞壁的那种吞噬小泡【1 6 2 0 1 。 肠细胞很扁，在重叠的细胞壁间有非常窄的细胞问隙。肠里面的纤毛排列几乎不 受任何情况影响，比胃里的来得要有规律，一般朝同一方向弯曲，在肠壁上多少形成 一层覆盖。在肠纤毛上大致每隔o 3 0 4um 就有个小的突起。另外在肠纤毛表面有一 层类似于细胞膜的包被物，比胃纤毛也来的致密2 0 1 。 肠胃的结构特点证实了两者在功能上的区别。营养物质在胃腺分泌物支持下，主 要在胃内进行消化吸收。而肠没有参与吸收大颗粒的过程，但可通过主动运输对小分 子物质进行吸收 1 6 ，2 们。 1 3 2 褶皱臂尾轮虫的神经系统 褶皱臂尾轮虫的神经系统由位于咀嚼器或食道背面的“脑”，以及由此向前后发 出的神经纤维和神经节组成。向前发出的神经纤维连接头冠上的纤毛、感觉刚毛、眼 点和各部分肌肉，向后则有一对腹神经索连接到足的末端，同时内脏器官、侧触手等 各部分也有神经纤维的连接【2 2 1 。 c l e m e n t 【2 3 】最先在对褶皱臂尾轮虫神经元的超微结构中发现至少有四种类型的突 触小泡，由此间接证明在褶皱臂尾轮虫的神经系统中存在多种类型的神经信息递质。 此后的研究主要对褶皱臂尾轮虫的胆碱能、儿茶酚胺能等神经系统进行研究。 ( 1 ) 胆碱能神经系统 胆碱能物质在沿着咀嚼囊和分泌器官内所有主要的神经节内都有发现【2 4 】。最近 则通过异硫氰酸荧光素标记q 、d 银环蛇毒素确定了几种轮虫的毒蕈硷和烟碱酸两种 乙酰胆碱酯酶受体【2 5 】。 系统分类较远的不同种轮虫在胆碱能神经系统上却表现出一致：每种轮虫的神经 元数目保持恒定，一般均由2 3 2 4 个神经元组成。e l e n a 【2 6 】描述了三种胆碱能神经元， 其中主要是双极神经元，而单极和多极神经元只有很少数量。 饥饿对褶皱臂尾轮虫( b m c f d 门淞p ，j c 口f f 胁) 消化系统的影响 ( 2 ) 儿茶酚胺能神经系统f 2 7 。2 9 】 上世纪8 0 年代后期开始对褶皱臂尾轮虫的儿茶酚胺能神经系统进行研究【2 7 2 9 1 。类 似于胆碱能神经系统，即使在亲缘关系很远的轮虫中，它们的儿茶酚胺能神经系统也 属同一类型，主要区别在于6 8 个脑神经元的位置【2 9 】。k e s l l i l l i r i a n 【2 7 。2 8 1 发现褶皱臂尾 轮虫成体器官的儿茶酚胺神经系统高度发达和复杂。他用水合丹磺酰氯萘氧丙醇胺作 为神经元递质的荧光标记物来测定雄性褶皱臂尾轮虫儿茶酚胺结构，发现发育成熟的 褶皱臂尾轮虫胚胎有很强的荧光，未发育成熟的则没有，雄体的重要器官都受儿茶酚 胺神经系统所支配。 ( 3 ) 展望 总的来说，目前对褶皱臂尾轮虫轮虫神经生理学方面的研究还不多。一般认为， 用乙醛酸感生荧光法( g a i f ，g l y o x y l i ca c i di n d u c e df l u o r e s c e n c e ) 对轮虫整体神经系统 研究比较适合 3 1 1 。最近k o t i k o v a 等例用免疫细胞化学方法研究了三种轮虫神经系统中 的免疫反应方式，定位了两种主要神经元递质：5 羟色胺( 5 h t ) 和心兴奋肽 ( f m r f a n l i d e ) ，并用激光共聚焦扫描电镜( c l s m ) 检测了5 羟色胺和心兴奋肽神经 元系统。随着这些技术的应用，褶皱臂尾轮虫神经系统必将得到更深入的研究和应用。 1 4 褶皱臂尾轮虫分类学的研究 1 4 1 褶皱臂尾轮虫分类学研究概况 2 0 世纪7 0 年代根据被甲的长度、大小，日本报道了l 型和s 型褶皱臂尾轮虫两 个变种，八十年代陆续对这两种类型的轮虫形态、生理差别作了进一步报道【3 卜3 4 1 。九 十年代进一步在形态、同功酶、生殖方式、染色体数目、混交试验等方面证实两者存 在差异。最终s e g e r s 【3 5 1 在1 9 9 5 年认定s 型褶皱臂尾轮虫为圆型臂尾轮虫( 曰 加，“以坳m 括) ，l 型褶皱臂尾轮虫仍保留当初m n l l e r 定名的褶皱臂尾轮虫( b p l i c n l i l i s 、) o 1 4 2 轮虫分类研究方法 传统轮虫分类主要基于外部形态特征，有时也用到动物地理、生态及生活史等方 面手段【3 6 1 。 最近对褶皱臂尾轮虫的分子生物学研究中发现了一些形态很难区别但属遗传隔 离的情况，这表明隐存种现象在褶皱臂尾轮虫中可能非常常见。由于生殖隔离等方面 原因，使得形态特征在轮虫的鉴定中往往并不可靠3 7 3 8 】。 6 饥饿对褶皱臂尾轮虫( b ，口动f d ，l 淞p 比口f f 凰) 消化系统的影响 以同工酶分析、蛋白质分析和以d n a 多态性为基础的分子分类方法可以较好的 解决以上问题，并促进了对褶皱臂尾轮虫变种、复合种及种群遗传的了解。通过这些 技术推翻了以前广为接受的一些观点，目前一般认为在单巢纲中的轮虫可能非常广泛 地存在近缘种，褶皱臂尾轮虫也是一个多种复合体【3 7 - 3 8 1 。 随着d n a 测序变得越来越简便和低廉，目前已可以从轮虫中提取标记性的d n a 片段来鉴定新种，这可以避免传统方法的一些困难，因此是一种切实可行的方法。 b i r k y 【3 7 】认为应该发展一套成熟方法来给每个轮虫样品存档，包括d n a 序列、图 片、绘图以及视频等。此外他建议最好使每个轮虫克隆能处在一个适宜状态下来提取 d n a 。 d n a 标记已经在轮虫的系统分类、生物地理学方面发挥着越来越重要的作用， 这种趋势将一直持续下去。轮虫学家们也将结合传统表性与基因序列分析在生物多样 性方面得出更多有用信息。 1 4 3m t d n a 在褶皱臂尾轮虫系统分类中的应用 线粒体d n a ( m t d n a ) 分子在单个细胞中可出现1 ，0 0 0 _ 1 0 ，0 0 0 个拷贝，因此很 容易对它分离。目前，m t d n a 在不同类群动物的种内和种间的系统发生分析中被广 泛的用作一种分子标记【3 9 ，4 0 1 。一些像1 6 s 核糖体l 树a 、细胞色素氧化酶亚单位i ( c o x l ) 等m t d n a 基因已在褶皱臂尾轮虫系统发生分析中也得到应用，这对之前通过同功酶、 形态结构和交配实验得到的推断是很好的补充【4 1 1 。 通过一个褶皱臂尾轮虫的休眠卵就可以提供足量的m t d n a 来扩增测序。但这种 方法一个主要问题是会完全破坏所使用的休眠卵，因此有必要在测序前对休眠卵拍 照。不过目前还不清楚是否可以根据休眠卵形态足以确认一个种【3 7 1 。 c o x l 基因对于区分不同种的轮虫有一个很好的区分度【4 2 ，4 3 1 。由于目前已经知道很 多褶皱臂尾轮虫c o x l 序列，加上关于这种轮虫形态、生殖隔离和生物地理学的大量信 息，因此褶皱臂尾轮虫尤其适于作为d n a 条形编码技术的有性生殖生物典型示范m 1 。 1 5 褶皱臂尾轮虫水解酶的研究 水解酶参与轮虫的消化过程。目前在褶皱臂尾轮虫组织匀浆中已检测出了水解酶 的有淀粉酶、昆布多糖酶、纤维素酶、糖苷水解酶和蛋白水解酶和各种多糖水解酶( 几 丁质酶、纤维素酶及葡聚糖酶) 等【4 5 4 引。 一般来说消化酶主要在胃区，由胃腺向胃内分泌，在轮盘部和咀嚼囊等部位则较 7 饥饿对褶皱臂尾轮虫( 8 ，d 幽i o 以淞p ，i c d f f 凰) 消化系统的影响 少4 9 - 5 0 1 。k l e i n o w 等【4 8 】研究发现，胃腺与唾液腺与q 淀粉酶分泌有关，胃细胞则可 分泌b 葡萄糖苷酶。k e n i i 等川详细研究了b 1 ，3 葡聚糖酶等一些水解酶的相关特性。 环境因素会对轮虫水解酶活力产生影响。v r b a 等【5 0 1 发现在一些自然生长的轮虫群 落中，随季节变动磷酸酶、d n 乙酰己糖胺酶和脂酶的含量都有变动。a r 撕。等1 5 副 发现，褶皱臂尾轮虫葡萄糖苷酶和酯酶活力随环境中非离子氨及水的粘滞力增加以及 原生动物的污染而降低，并且酶活力与褶皱臂尾轮虫种群生长存在显著关系。因此他 认为在褶皱臂尾轮虫大量培养中，可将酶活力作为快速评价环境压力的生化指标。 对于褶皱臂尾轮虫水解酶的活力的测定，一般采用整体组织匀浆，高速离心后对 酶进行测定【4 5 ，4 6 ，5 1 1 。k l e i n o w 等 4 8 】通过尿素、d t t 的盐酸( t r a h c l ) 溶液先把褶皱 臂尾轮虫被甲快速溶解，再采用p e r c o l l 液密度梯度离心，对身体剩余各部分进行分离 纯化。最近则开始使用荧光酶标技术，在不损伤轮虫的基础上直接精确定位确定各部 分消化酶的活力，这为轮虫消化酶的深入研究提供了一个崭新的研究手段陟5 0 1 。 1 6 饥饿对水生动物组织结构产生的影响 水产动物在自然环境中受到食物分布空间的不均匀性、季节更替或环境变化等影 响，经常会在生活周期的某个阶段面临食物资源的缺乏而受到饥饿的胁迫。即使在养 殖条件下，由于充气、换水及底质等因素的影响，以及养殖动物本身的行为特性，许 多养殖动物在其养殖周期中也会遭遇饵料缺乏。因此，有关饥饿对水生动物影响的研 究，将有助于揭示水生动物适应饥饿胁迫的生理调节机制和生态对策，对于保护水产 资源、水生动物养殖管理及生产实践都有重要的指导意义 5 3 - 5 4 1 。 饥饿是影响动物生长、发育和生存的重要因素之一。食物不足或缺乏时，消化系 统先受到影响，其形态和组织结构会发生明显变化。在饥饿对水生动物消化系统影响 中，研究得最多的是鱼类。 从形态结构看，鱼类在饥饿时一般会出现消化道和附属腺体的退化性改变，像消 化道的长度和管径严重缩小，消化腺出现萎缩、颜色改变等，但也有部分结构像食道 等没有发生明显变化。 从组织结构看，在饥饿期间鱼类的消化道皱壁和上皮细胞高度均会降低，分泌颗 粒也随之减少。胃粘膜高度下降，胃壁肌肉层明显变薄；肠会严重衰退，上皮细胞数 量下降、肠结缔组织膜分解，微绒毛高度下降、退化。 在鱼类的消化腺方面，饥饿会使胃腺细胞出现收缩，结构不完整，数量减少，排 饥饿对褶皱臂尾轮虫( 曰砌幽f o 门淞p 施a ，如) 消化系统的影响 列杂乱；肝细胞中所含细胞其总数目减少；肝细胞界限模糊，核仁萎缩或溶解。肝细 胞内脂滴减少，体积缩小，肝细胞核周的粗面内质网含量降低，线粒体出现多种形状 且双层膜分离。胰腺泡缩小，排列不规则【5 5 。6 0 1 。 饥饿对甲壳类、扁虫等水生生物的消化系统组织结构也会产生类似的影响，它们 会出现消化腺细胞萎缩，细胞内空泡化、细胞间隙增加、肌肉萎缩、微绒毛变短、内 质网数量减少、线粒体膨大等现象。另外在扁虫中，一些色素细胞和腺细胞则会失去 其特有的颗粒，并无法在形态上与未分化细胞区别【6 1 。6 3 1 。 1 7 饥饿对水生动物消化酶活力的影响 影响酶液分泌的因素很多，如温度、盐度、食物等，其中最大的因素是食物。动 物可调节自身的能量分配以适应食物的缺乏，动物为了适应饥饿状态，在代谢方面也 发生许多变化，其中消化酶活力的变化是代谢水平改变的一个重要指标。酶活力的变 化能够反应出动物饲料供应和营养水平的水平，这对于动物养殖过程中的饲料应用具 有重要意义m 】。饥饿对水生动物消化酶活力的影响在鱼类中研究较多。 由于饥饿会对鱼类消化道组织产生影响，使其组织结构萎缩，从而导致功能的衰 退，其分泌消化酶的能力必然下降，因此一般会使鱼类消化酶的活性下降，消化能力 降低，但消化酶的变化在不同食性种类鱼中情况有所不同。 饥饿对施氏鲟幼鱼的消化酶活性有明显影响，饥饿7d 时，所测的蛋白酶、脂肪 酶和淀粉酶的活性均有明显下降，但随饥饿时间的延长，不同的消化酶出现不同程度 的变化【6 4 1 。 饥饿对黄鳝胃、前肠、后肠和肝脏的蛋白酶、胰蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的活性 均产生影响，随着饥饿时间的延长，4 种消化酶的活性均不断下降，且大多在饥饿的 前5 1 0d 下降幅度较大，当消化酶的活性下降到一定程度，饥饿继续加深时，消化 酶活性下降不明显【6 5 1 。 周期性停食对鲵鱼幼鱼消化酶活力的变化十分显著，表现为饥饿初期各消化酶的 普遍下降，这可能是由于停食导致参与摄食的各个感觉器官及整个消化系统缺乏必要 的食物刺激所致。饥饿1 2d 后，鲵鱼幼鱼肝和胃蛋白酶、脂肪酶活力大幅上升，而肠 中蛋白酶、脂肪酶活力达到最低，各器官淀粉酶活力均降低【6 6 1 。 麦瑞加拉鲮鱼幼鱼各消化酶活力在各饥饿阶段的相对损失量均呈现为淀粉酶远 高于脂肪酶和蛋白酶，而相对损失率则有随饥饿时间延长而发生更迭的特点，这与其 9 饥饿对褶皱臂尾轮虫( b 阳幽f o ，z “s j 口z f f ，括) 消化系统的影响 作为典型杂食性鱼类的代谢特点相吻合【6 7 1 。 李志华等6 8 】对饥饿状态下日本沼虾酶活力进行了测定，发现胃蛋白酶、类胰蛋 白酶、脂肪酶的活性变化趋势相同，均随着先饥饿再饱食的顺序先下降再上升，但脂 肪酶比蛋白酶变化趋势明显；而淀粉酶的变化趋势与之相反是先上升后下降。 1 8 饥饿对褶皱臂尾轮虫影响的研究 1 8 1 饥饿对褶皱臂尾轮虫脂肪酸含量的影响 褶皱臂尾轮虫作为海水鱼苗初期重要的生物饵料，其本身的营养价值，尤其是n 一3 系列高度不饱和脂肪酸( h u f a ) 的含量，直接影响到鱼苗的存活、生长和发育【6 j 。 o l s e n 等【6 9 1 研究表明，在5 8 轮虫可以饥饿4d 而不损失必须的脂类、n 3 脂 肪酸含量；而在较高温度下轮虫则会消耗很多内源脂质来维持生殖和呼吸等活动，其 中n 一3 系列脂肪酸( 尤其是2 2 ：