水生生物学报
ACTA
HYDROBIOLOGICA
SINICA
Vol.28,No.4July,2004
中华鳖非特异性免疫功能的群体差异研究
刘至治蔡完其付立霞黄玲
(农业部水产种质资源与养殖生态重点开放实验室;上海水产大学,上海200090)
摘要:从补体总量、红细胞C3b受体花环率、红细胞天然免疫肿瘤细胞花环率、T淋巴细胞活性E花环率及白细胞吞噬活性五方面,探讨了黄河鳖、淮河鳖、洞庭湖鳖、鄱阳湖鳖及太湖鳖在非特异性免疫功能上的差异。主要结果:(1)在补体总量及红细胞天然免疫肿瘤细胞花环率上,五群体之间差异不显著(F<0.05);(2)在红细胞C3b受体花环率上,黄河鳖显著地高于鄱阳湖鳖与太湖鳖(P<0.05),而其余群体间则差异不显著(F<0.05),花环率大小顺序为:黄河鳖>淮河鳖>洞庭湖鳖>鄱阳湖鳖>太湖鳖;(3)在T淋巴细胞活性E花环率上,黄河鳖显著高于鄱阳湖鳖(P<0.05),太湖鳖极显著地低于其他四个群体(F>0.01),其余群体间则差异不显著(P>0.05),花环率大小顺序为:黄河鳖>淮河鳖>洞庭湖鳖>鄱阳湖鳖>太湖鳖;(4)在白细胞吞噬活性上,除淮河鳖与鄱阳湖鳖差异不显著外(P>0.05),其余群体间则差异极显著(F>0.01),活性大小顺序为:黄河鳖>洞庭湖鳖>淮河鳖>鄱阳湖鳖>太湖鳖。综上所述,在非特异性免疫功能上,黄河鳖最强,太湖鳖较弱。关键词:中华鳖;黄河鳖;淮河鳖;洞庭湖鳖;鄱阳湖鳖;太湖鳖;非特异性免疫中图分类号:S947.1文献标识码:A文章编号:10003207(2004)04034907
中华鳖(TrionyxsinensisViegmann)营养丰富,味道鲜美。20世纪90年代以来,养鳖业飞速发展,产量剧增,从1993年4424t[1],到2001年达11万t。中华鳖产量增长过快而造成的短期内供过于求,加之因中华鳖养殖生产的质量意识、品牌意识淡薄,产品品质信誉不高等原因,使鳖作为保健食品的形象遭受损害,造成中华鳖价格持续下跌,养鳖业经济效益严重滑坡。鳖在自然条件下,对疾病的抵抗力很强,但随着集约控温养殖技术的实行,病害逐年趋于频繁而严重[1]。非特异性免疫是机体防御反应的第一道防线,对于中华鳖抵御疾病的侵袭显得尤为重要。以往对于中华鳖免疫功能的研究报道不多。蔡完其等的研究表明,中华鳖太湖群体的非特异牲免疫功能要强于台湾群体[15],提示进行中华鳖不同群体间非特异性免疫功能的比较研究,可为筛选抗病力较强的鳖种提供理论指导。本文报道了我国代表性中华鳖群体间非特异性免疫功能差异的研究结果。
[25,21]
1材料与方法
11中华鳖的采集在长江、淮河、黄河三流域采集代表性群体,产地均经过实地调查选定,为原种的F1代。长江流域的从其中、下游的洞庭湖、鄱阳湖、太湖采集(以下分别简称为洞庭湖鳖、鄱阳湖鳖、太湖鳖);黄河流域的从其河口地区采集(以下简称为黄河鳖);淮河流域的从其中游的蚌埠采集(以下简称为淮河鳖)。黄河鳖来自山东广绕中华鳖养殖场,淮河鳖来自安徽蚌埠省级中华鳖良种场,洞庭湖鳖来自湖南长沙国家级中华鳖原种场,鄱阳湖鳖来自江西鄱阳湖省级中华鳖良种场,太湖鳖来自浙江嘉善中华鳖养殖场。
具体做法是:从产地采集鳖蛋,集中于上海市崇明东风养鳖场孵化,并于2000.72001.7在该场的同一温室内进行稚鳖到成鳖阶段的生长试验。选择面积一致(12m2)、水深一致(早期0.15m,后期035m,逐步加深)、温度稳定(30C1C)的鳖池,采用随机完全区组设计,每群体4个重复,进行养殖性
收稿日期:20030106;修订日期:20030302
基金项目:上海市水产办中华鳖养殖业持续发展研究项目(科0095)资助
作者简介:刘至治(1972),男,湖南新宁县人;博士生;研究方向:水产动物医学。Tel:02165710348,Email:footballloverlzz@sohu.com通讯作者:蔡完其,女,浙江鄞县人;教授,博士生导师;主要从事水产动物病理与抗逆育种的研究Tel:02165710062,Email:lsf038@mail.on
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350水生生物学报28卷
能的观测试验。每池各放稚鳖240只。折合20只/m。保持温室内水温稳定。使用大地牌中华鳖专用饲料。所有试验鳖池的饲养管理由一人专职负责,以保持各池的投饲等一致。2001年7月910日成鳖出池时,各群体随机取健康鳖32只,体重为350550g/只。做白细胞吞噬和红细胞天然免疫肿瘤细胞花环试验时,各群体取16只鳖,而做T淋巴细胞活性E花环试验和红细胞C3b受体花环试验时用另外16只鳖。
12菌种嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophila),2
镜检,计数:在高倍镜下(400倍),全片记数,计算形成T淋巴细胞活性E花环的百分率(以一个T淋巴细胞粘附2个或2个以上的SRBC为一个花环)。
16红细胞C3b受体花环试验参照郭峰、蔡完其等的方法操作。
17红细胞天然免疫粘附肿瘤细胞花环试验参照文献的方法进行[6,13]。
18拍照和数据处理用Smartscape2000生物显微图像分析软件(400倍镜下)进行显微摄影,用[12,13]
由本实验室提供;致敏酵母、肿瘤细胞(S180,艾氏腹水癌细胞)购自第二军医大学长海医院血站;-20保存。
13血清制备及补体总量测定将鳖断头取血,滴于离心管中,室温静置2h,3000r/min离心20min,取血清,-20保存。测定时,每群体随机取10只鳖的血清,测定方法为50%溶血试验。即CH50(50%complementhemolysis)
[6]
。采用HITACHI7020型自动
检测仪进行测定,试剂为与仪器配套的试剂盒,在上海市新华医院免疫室进行测定。
14白细胞吞噬活性试验参照蔡完其等的方法[79]。
15T淋巴细胞活性E花环试验参照文献的方法操作[10,11]。
淋巴细胞悬液制备:取鳖血12mL于肝素处理过的离心管中,摇匀,接着加入等量的Hanks液稀释,摇匀。在另一只离心管中加入1mL淋巴细胞分离液,将稀释后的鳖血2mL沿着管壁缓缓加入淋巴细胞分离液中,水平离心(3000r/min,15min)后,吸取淋巴细胞层,以5倍体积的Hanks液洗涤(1500r/min,10min)两次,显微计数,以Hanks液配成3106
个/mL的淋巴细胞悬液。
SRBC悬液制备:取绵羊红细胞(SRBC)(以阿氏液保存,SRBC:阿氏液=12),以Hanks液洗涤(1500r/min,10min)3次,配成6107个/mL的SRBC悬液。
玻片制备:取淋巴细胞和SRBC悬液各100L、小牛血清50L,单相摇匀,立即离心(500r/min,5min),单相摇匀,使沉下的细胞重新混匀,加100L0.25%戊二醛4固定15min。单相摇匀,涂片(每只鳖3片),风干,甲醇固定3min,瑞氏染色液染色5min。
SPSS10.0(StatisticalPackageforSocialSciences)统计软件[14]中的方差分析(ANOVA)和均值多重比较分析法(LSD法),对五群体中华鳖非特异性免疫的各项测定指标进行分析。2结果
21群体间补体总量差异
五群体中华鳖补体总量的测定结果见表1。黄河鳖和淮河鳖的补体总量较高,分别为12.043.14单位/mL和12.052.17单位/mL,而长江流域的洞庭湖鳖、鄱阳湖鳖及太湖鳖,则补体总量较低,在10.0单位/mL上下。经方差分析,各群体间补体总量的差异不显著(F=1.175 五群体中华鳖的红细胞均能与致敏酵母形成C3b受体花环(图1),花环百分率的大小顺序为:黄河鳖>淮河鳖>洞庭湖鳖>鄱阳湖鳖>太湖鳖(表1)。方差分析表明,各群体间红细胞C3b受体花环率差异不显著(F=200 softshelledturtle(400) 4期刘至治等:中华鳖非特异性免疫功能的群体差异研究 表1黄河鳖、淮河鳖、洞庭湖鳖、鄱阳湖鳖及太湖鳖非特异性免疫功能比较(均值标准差) 351 Tab.1ComparisononthefunctionsofnonspecificimmunityamongpopulationsofsoftshelledturtlefromYellowRiver,HuaiRiver,DongtingLake,Poyang LakeandTaihuLake(MeanSD)黄河鳖YellowR. 补体总量Totalamountofcomplement,u/mL(n=10)红细胞C3b受体花环率 ErythrocyteC3breceptorrosette,%(n=16)T淋巴细胞活性E花环率ErythrocyteactiverosetteofTlymphocyte,%(n=11) 红细胞自然粘附肿瘤细胞花环率Erythrocytenativeimmuneadheringtumorcell,%(n=16)白细胞吞噬率Phagocyterateofleukocyte,%(n=16) 4189a355 3649b213 3976c143 3612b128 3248d170 8.26210 7.83204 7.59229 7.41164 7.14151 12.04 3.1417.91a2.515.352.53 a 淮河鳖HuaiR. 12.052.1716.93ab4.1214.192.17 ab 洞庭湖鳖DongtingL. 9.962.2016.75ab2.8813.531.93 ab 鄱阳湖鳖PoyangL. 10.612.7715.26b3.113.092.61 bc 太湖鳖TaihuL. 10.813.0415.02b4.29.91d1.50 注:1)在试验过程中,由于发生溶血现象,故每群体只有11只鳖用于T淋巴细胞活性E花环的试验。2)上标中的小写字母不同,表示群体间有显著差异(P<005)。 Notes:1)Becauseofhematolysis,therewereonly11samplesforeachpopulationintheexperimentoferythrocyteactiverosetteofTlymphocyte.2)Differentsuperscriptsindicatesignificantdifferencesamongpopulations(P<005). 在记数观察过程中,发现五群体中华鳖的红细胞均能够吞噬酵母细胞,但吞噬率不高,在05%15%之间。吞噬的具体过程为:(a)当红细胞靠近酵 母细胞时,首先伸出细长的触手,牵引它们接近;(b) 然后伪足由细变粗、由长变短,并继续牵拉酵母细胞;(c)当酵母细胞靠近红细胞后,红细胞自身形状发生变化,胞浆膜向核的方向下陷,将酵母细胞慢慢吞噬到细胞内(图2,a,b,c)。 图2中华鳖红细胞吞噬致敏酵母现象(400) Fig.2Phagocyticphenomenaoferythrocytefromfivepopulationsofsoftshelledturtle(400) 23T淋巴细胞活性E花环率 五群体中华鳖的T淋巴细胞均能与绵羊红细胞形成活性E花环(图3,a)。花环率的大小顺序与红细胞C3b受体花环率一样,即黄河鳖>淮河鳖>洞庭湖鳖>鄱阳湖鳖>太湖鳖。方差分析表明,各群体间T淋巴细胞活性E花环率差异极显著(F=952>F001;4,50=374)。均值多重比较进一步分析表明,黄河鳖与鄱阳湖鳖之间差异显著(P<005),太湖鳖极显著地低于其他四个群体(P<001),而黄河鳖、淮河鳖、洞庭湖鳖三群体间及淮河鳖、洞庭湖鳖、鄱阳湖鳖三群体间的差异却不显著(P>005)。 图3(a)中华鳖T淋巴细胞粘附绵羊红细胞形成花环(400);(b)中华鳖红细胞天然免疫粘附肿瘤细胞形成的花环 (400) Fig.3(a)Theactiverosettes(EaR)ofTlymphocyteofthefivepopulationsofsoftshelledturtle(400)(b)Therosettesoferythrocytenativeimmuneadheringtumorcellsofthefivepopulationsofsoftshelled turtle(400) 352水生生物学报28卷 24红细胞天然免疫粘附肿瘤细胞花环率 五群体中华鳖的红细胞均能粘附肿瘤细胞形成花环(图3,b),花环百分率的大小顺序与红细胞C3b受体花环率一样,即黄河鳖>淮河鳖>洞庭湖鳖>鄱阳湖鳖>太湖鳖(表1),但五群体间的红细胞自然粘附肿瘤细胞花环率的差异不显著(F=079 瘤细胞形成花环,花环百分率的大小顺序一致,即:黄河鳖>淮河鳖>洞庭湖鳖>鄱阳湖鳖>太湖鳖。方差分析和均值多重比较的结果表明,黄河鳖的红细胞C3b受体花环率要显著地高于鄱阳湖鳖和太湖鳖(P<005),而其他群体间则差异不大(F=200 31中华鳖非特异性免疫功能的群体差异 311补体活性补体是动物血清中的一组具有酶活性的球蛋白,没有特异性,具有溶菌、灭活病毒、溶解细胞、免疫粘连、调理吞噬和趋化等作用,对机体自身稳定和抗感染免疫具有重要意义。本试验中,五群体中华鳖在补体总量上的差异虽不显著(F=1175 以往的研究表明,鲫鱼、鲤鱼和四大家鱼的补体总量的范围在27单位/mL [89] ,大熊猫的补体 总量为374单位/mL[16] ,而人的补体总量为80160单位/mL[10]。本试验测得五群体中华鳖的补体总量在1012单位/mL。由此可认为,随着动物进化程度的提高,补体活性也相应加强,即鱼类<中华鳖<大熊猫<人。 312红细胞免疫功能Siegel等的研究表明,红细胞除具有携氧、运输气体等功能外,还具有重要的免疫功能,且红细胞免疫系统概念至少适用于哺乳动物,而非灵长类独有 [17] 。20世纪90年代以来,中 国学者在鱼类红细胞免疫方面进行了不少的研究,证实了鱼类的红细胞同样具有免疫功能,且这种功能存在种间、种群间及群体间的差异;此外,鱼类的红细胞还具有吞噬功能[7 9,13,15,1718] 。通过红细胞 C3b花环试验和红细胞天然免疫粘附肿瘤细胞试 胞C3b受体花环率差异也不显著,前者只比后者高出119%[15] 。中华鳖的红细胞粘附肿瘤细胞的能力在五群体间的差异虽不显著(F=079 314白细胞的吞噬活性白细胞吞噬是鳖的非特异性免疫的重要组成部分,它具有吞噬和消灭病原微生物的作用。嗜水气单胞菌在各养鳖场水体中 4期刘至治等:中华鳖非特异性免疫功能的群体差异研究353 普遍存在,是导致穿孔、烂颈、烂脚、红脖子及赤斑等症状的主要病原,因此,在相同条件下了解不同群体中华鳖的白细胞对嗜水气单胞菌吞噬能力的强弱,有助于了解它们的抗感染能力,为选育抗病力强的鳖种提供指导。研究表明,除淮河鳖与鄱阳湖鳖的白细胞对嗜水气单胞菌的吞噬百分率差异不显著外(P>005),其他群体间差异极显著(F=4417>F001;4,75=361)。由表1可知,黄河鳖最强,平均要比洞庭湖鳖、淮河鳖、鄱阳湖鳖及太湖鳖分别高出536%、1480%、1597%和2897%;洞庭湖鳖虽较[15] 示了一定的差异性。蔡完其等的研究表明,太湖鳖的非特异性免疫功能要强于台湾鳖。综上所述,从非特异性免疫的角度看,黄河鳖要明显地优于其他群体,其次为洞庭湖鳖和淮河鳖,鄱阳湖鳖稍弱,太湖鳖和台湾鳖则较差。类似地,蔡完其等报道了中华鳖群体间在稚鳖到成鳖阶段生长性能的差异。结果表明,在生长速度和群体产量上,各群体间存在显著差异。最佳者为黄河鳖,淮河鳖、洞庭湖鳖及鄱阳湖鳖也相当好[20]。因此,单从这两方面看,黄河鳖是最佳鳖种,但其资源量较少,应加以保护。淮河[15] 黄河鳖低,却极显著地高于淮河鳖、鄱阳湖鳖及太湖鳖(分别高出896%、1008%和2241%)。而太湖鳖的白细胞吞噬活性显著地高于台湾鳖[15] 。由此推测,在受到嗜水气单胞菌感染时,黄河鳖、洞庭湖鳖的抵抗力最强,太湖鳖和台湾鳖则易感性较强,可能较容易患病。 32从非特异性免疫功能看不同群体中华鳖的种质 非特异性免疫是生物在进化过程中逐步形成的,是对病原体的天然抵抗力。对于中华鳖来说,因其进化程度不高,故非特异性免疫能力在其抵抗生存环境中的各种病原体中起着十分重要的作用。不同群体的中华鳖由于其生活环境的差异,在长期与自然界多种多样的病原体斗争的过程中,形成的免疫力可能会有差异并经逐代的积累而遗传下来。本试验的五群体中华鳖,是从五个不同原产地收集鳖蛋并集中孵化后,在同一栋温室中养成的,可以排除环境条件对它们非特异性免疫能力的影响,因此,五群体中华鳖非特异性免疫能力的差异可能是由遗传造成的。 在本文所研究的五个方面,五群体中华鳖非特异性免疫功能的差异主要表现为:(1)在红细胞C3b受体花环率上,黄河鳖显著地高于鄱阳湖鳖和太湖鳖;在T淋巴细胞活性E花环率上,它显著地高于鄱阳湖鳖、极显著地高于太湖鳖;在白细胞对嗜水气单胞菌的吞噬能力上,它极显著地强于洞庭湖鳖、淮河鳖、鄱阳湖鳖和太湖鳖;(2)在T淋巴细胞活性E花环率上,淮河鳖、洞庭湖鳖与鄱阳湖鳖三者之间差异不大,却极显著地高于太湖鳖,在白细胞对嗜水气单胞菌的吞噬能力上,洞庭湖鳖要极显著地高于淮河鳖、鄱阳湖鳖,淮河鳖与鄱阳湖鳖差异虽不大却极显著地高于太湖鳖;(3)在补体总量及红细胞粘附肿瘤细胞花环率方面,五群体中华鳖之间的差异虽不显著,但太湖鳖在相应的数值上是最低的,从而显 鳖、洞庭湖鳖、鄱阳湖鳖为较佳鳖种。 致谢:在取材和试验过程中,本研究室的王成辉博士、邹曙明老师及杨怀宇硕士、轩兴荣硕士提供了许多帮助,谨致谢忱!参考文献: [1]DingXM.Thesituationsandtacticsforsoftshelledturtleaquacul ture[J].ChinaFisheries,2000,1:12[丁晓明.中华鳖养殖业生产形式及对策.中国水产,2000,1:12] [2]YangXL,ZhouJG,AiXH,etal.Influenceofage,sizeandnutri tionofTrionyxsinensisontheimmuneresponse[J].JournalofFisheriesofChina,1999,23(4):375379.[杨先乐,周剑光,艾晓辉,等.鳖的体重、年龄及营养状况对中华鳖免疫应答的影响.水产学报,1999,23(4):375379] 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Keywords:softshelledturtle,YellowRiverpopulaiton,HuaiRiverpopulation,DongtingLakepopulation,PoyangLakepopula tion,TaihuLakepopulation,nonspecificimmunity 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容