盐度与低氧双重胁迫对尼罗罗非鱼生长性能、消化酶活性、血清生化、抗氧化、免疫及组织状态的影响研究

《Fish Physiology and Biochemistry》：Interactive impact of salinity and oxygen level on the growth performance, digestive enzymes, serum biochemistry, antioxidative, immunity, and histological status of Nile tilapia (Oreochromis niloticus)

本研究针对全球变暖导致的水体盐度升高与溶解氧(DO2)下降问题，通过2×3双因子设计（盐度：0、7、14 g/L；氧水平：常氧5.5–6 mg/L、低氧1–1.5 mg/L），系统评估了56天胁迫下尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）的生理响应。结果表明，低氧与高盐度协同抑制生长性能（如特定生长率SGR）、消化酶（蛋白酶、脂肪酶、α-淀粉酶）活性及免疫指标（溶菌酶、呼吸爆发、IgM），并诱发氧化应激（SOD、CAT、GPx下降，MDA升高）及肠道、鳃、肝组织损伤。研究为气候变暖背景下水产养殖逆境管理提供了关键生理学依据。

　　

随着全球气候变化加剧，水体温度上升导致蒸发增强，进而引发养殖水体盐度升高与溶解氧（DO₂）下降的连锁反应。这种环境变化对淡水鱼类养殖构成严重威胁，尤其影响耐盐性较差的经济鱼种。尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）作为全球重要的养殖物种，虽以抗逆性强著称，但其对长期低氧与高盐双重胁迫的生理响应机制尚不明确。在此背景下，埃及农业研究中心水产养殖实验室的Mohamed N. Monier团队在《Fish Physiology and Biochemistry》发表研究，通过模拟气候变暖典型水体条件，系统解析盐度与低氧交互作用对罗非鱼健康的影响。

研究方法概览

研究采用2×3双因子实验设计，将270尾尼罗罗非鱼幼鱼（初始体重10.40±0.25 g）暴露于两种氧水平（常氧5.5–6 mg/L、低氧1–1.5 mg/L）与三种盐度（0、7、14 g/L）组合下饲养56天。实验重点监测生长性能（增重率、饲料转化率FCR）、消化酶（蛋白酶、脂肪酶、α-淀粉酶）活性、血清生化指标（皮质醇、葡萄糖、转氨酶AST/ALT）、抗氧化酶（超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、谷胱甘肽过氧化物酶GPx）活性、免疫参数（溶菌酶、呼吸爆发、吞噬活性、IgM）及组织（肠、鳃、肝）病理变化。数据通过双因素方差分析（Two-way ANOVA）评估胁迫主效应与交互作用。

研究结果解析

生长性能与饲料利用

盐度与低氧均显著抑制罗非鱼增重（P<0.0001），且存在交互效应（P=0.013）。常氧淡水组（NS0）增重最高（26.10±0.67 g），而低氧高盐组（HS14）最低（5.60±0.12 g）。饲料转化率（FCR）在低氧高盐下恶化至2.29，表明胁迫导致能量分配向渗透调节与应激响应倾斜，减少生长耗能。存活率未受显著影响（P>0.05），体现罗非鱼对极端环境的生理耐受性。

消化酶与代谢响应

肠道消化酶活性随盐度上升与氧分压下降而显著降低（P<0.05）。低氧高盐组蛋白酶、脂肪酶与α-淀粉酶活性降至最低，反映消化吸收功能受损。血清皮质醇与葡萄糖在低氧高盐组分别升至38.23±0.93 ng/dL与100.53±1.11 mg/dL，提示下丘脑-垂体-肾间轴（HPI轴）激活与糖异生增强。肝功标志物AST与ALT同步升高，表明肝细胞损伤与代谢紊乱。

血液学与免疫指标

低氧诱发代偿性红细胞增多（RBCs、血红蛋白、红细胞比容HCT上升），但高盐度削弱此反应。白细胞（WBCs）在低氧高盐下增至13.84±0.42×10³/μL，暗示炎症反应加剧。免疫参数如溶菌酶活性、呼吸爆发、吞噬指数及IgM在常氧淡水组最高，低氧与高盐则显著抑制（P<0.05），显示免疫系统功能受限。

氧化应激与组织病理

肝组织抗氧化酶（SOD、CAT、GPx）活性在低氧高盐下最低，而脂质过氧化产物丙二醛（MDA）升至峰值，证实氧化损伤累积。组织学显示：

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  肠道：低氧高盐组绒毛高度降至234.63±10.0 μm（常氧淡水组436.01±25.75 μm），杯状细胞增生，提示黏膜屏障受损。
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  鳃：高盐引发初级鳃丝退化，低氧加剧血管充血与次级鳃丝扩张（毛细血管扩张），影响气体交换。
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  肝脏：肝细胞空泡化、核固缩及胰腺泡退化，尤见于低氧高盐组，与代谢功能障碍吻合。

结论与展望

本研究揭示低氧与高盐胁迫通过破坏尼罗罗非鱼氧化还原平衡、抑制消化与免疫功能、诱发组织病变，最终导致生长性能下降。双重胁迫的交互作用凸显气候变暖对水产养殖的复合挑战。结果强调优化养殖水体溶解氧与盐度调控的必要性，并为开发抗逆饲料添加剂（如抗氧化剂）提供理论依据。未来研究可聚焦抗逆基因调控网络与长期适应性进化机制，为可持续养殖策略提供新方向。