急性盐度胁迫对光裸星虫渗透压和超氧化物歧化酶活性的影响

陈伟耀　李金兰　陈伟寿　陈振国

摘要[目的]探讨盐度胁迫对光裸星虫体腔液渗透压及超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响。[方法]对光裸星虫进行不同盐度急性胁迫48h，用渗透压仪检测所有样品渗透压，采用羟胺法检测48h所取部分样品的超氧化物歧化酶（SOD）活性。[结果]从暂养盐度30%。中移到盐度5‰、10‰、15‰、20‰、25‰、30‰、35‰和40‰海水中时，48h内光裸星虫体腔液渗透压均能调节到一定的稳定状态，且与水环境渗透压相近：达到相近水平所需时间分别为15、15、9、6、6.0、6和9h，随盐度的升高呈先降低后升高的趋势。在盐度15‰～40‰的梯度中，星虫体腔液SOD活性整体上随盐度的升高呈现先下降再上升的趋势，其中盐度25‰与盐度30‰组的光裸星虫SOD活性差异不显著（P>0.05），但均显著低于其他组（P<0.05）。[结论]在急性胁迫下，较适合光裸星虫生存生长的盐度为15‰～40‰，最适合的盐度为25‰～30‰。

关键词 光裸星虫；盐度；渗透压；SOD活性

中图分类号 S968.9 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2018）11-0066-03

光裸星虫（Sipunculusnudus）为星虫科星虫属的海鲜类无脊椎动物，俗称沙虫、海人参，广泛分布于我国沿海潮间带，其对生活环境的质量十分敏感，素有“环境标志生物”之称。光裸星虫的营养价值高，味道鲜美，无论是鲜品或加工品均价格昂贵，而且十分畅销。近年来，因其市场需求量剧增，导致人为过度地抓捕开采，已经严重破坏了光裸星虫的栖息地，加上海水污染的日益加剧，光裸星虫的自然资源正逐渐衰竭。因此，要对星虫资源实现可持续性利用，改变传统的天然捕捞模式，发展人工养殖已势在必行。而对光裸星虫开展相关的科学研究，为其人工增养殖的开展及其资源的合理保护利用积累科学依据具有重大意义。

光裸星虫生活的滩涂栖息地常常会受到涨潮海水、雨水和地表径流的影响，使得盐度急剧变化成为影响其生存及生长发育的重要环境因子之一。目前，国内外对光裸星虫的基础生态研究较少，尤其是对其盐度适应性的研究报道甚少。国内有学者从成活率的角度分别研究了光裸星虫幼体、成体对温度和盐度的耐受性。笔者研究了盐度胁迫对光裸星虫体腔液渗透压随时间的变化及其对星虫体腔液超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响，旨在丰富光裸星虫的生物学及生态学内容，并为光裸星虫的人工健康增养殖提供科学参考。

1材料与方法

1.1材料 试验所用光裸星虫购自广东湛江市东海岛东简镇南坑村养殖户（采集点盐度为30‰），试验在广东海洋大学东海岛生物研究基地进行。将光裸星虫置于盐度30‰的海水中暂养2d，连续微量充气。挑取大小接近、活力好且无损伤的个体作为试验材料，其平均体质量为（13.202±1.478）g。暂养和试验用水为所购光裸星虫产区的砂滤天然海水，试验全程在空调房中进行，维持室温23℃。

1.2方法

1.2.1试验设计。在预试验确保光裸星虫100%存活的基础上，设置A（5‰）、B（10‰）、C（15‰）、D（20‰）、E（25‰）、F（30‰）、G（35‰）和H（40‰）共8个盐度梯度组，并各设2个重复，使用天然海水和本地产天然海水晶或蒸馏水调配成各试验组盐度。各试验组水体为60L，试验期间不投喂，连续微充气养殖48h，在前24h每隔3h取3只光裸星虫，后24h中每隔12h取3只光裸星虫进行体腔液取样，用于检测体腔液的渗透压及超氧化物歧化酶（s0D）的活性。

1.2.2获取光裸星虫体腔液。使用一次性无菌注射器抽取光裸星虫体腔液（避开星虫内部器官）约1.5mL，在4℃低温下，以3000r/min离心5min，取上清液保存即得待检样品。

1.2.3光裸星虫体腔液渗透压的测定。使用渗透压摩尔浓度测定仪（型号SMC30C）测定光裸星虫体腔液的渗透压，每个待检样品重復测定3次。

1.2.4各个盐度梯度组海水的渗透压测定。对各试验组所用的海水分别取样3～5次，使用渗透压摩尔浓度测定仪（型号SMC30C）测定其渗透压，结果取平均值。

1.2.5光裸星虫体腔液总超氧化物歧化酶（sOD）活性的测定。采用超氧化物歧化酶（SOD）测试盒（羟胺法）（购自南京建成生物工程研究所）测定光裸星虫的SOD活性。仅测定C、D、E、F、G和H组48h时所取光裸星虫体腔液样品的SOD活性，每个待检样品重复测定3次。

2结果与分析

2.1在急性盐度胁迫下光裸星虫体腔液渗透压的变化 从图1可以看出，在A（盐度5%c）组、B（盐度10%0）组的低盐胁迫下，光裸星虫体腔液的渗透压均在0～15h内显著下降（P<0.05），而C（盐度15%0）组光裸星虫则在0～9h内呈显著下降趋势（P<0.05）；15～48h内A组和B组光裸星虫的渗透压分别在0.252和O.324Osm/kg附近波动，均无显著变化且趋于稳定（P>0.05），而C组则在9h后在0.432Osm/kg附近趋于稳定且无显著变化（P>0.05）；趋于稳定后，A组光裸星虫体腔液的渗透压比其周围海水环境的渗透压（0.163Osm/kg）高35.3%，而B组和C组光裸星虫体腔液的渗透压则仅比其各自海水环境的渗透压（0.249Osm/kg、0.408Osm/kg）略高。

D（盐度20%c）组光裸星虫体腔液的渗透压在6～18h内在O.594Osm/kg附近波动（P>0.05），且显著低于其6h前的渗透压（P<0.05）；21～48h内光裸星虫体腔液的渗透压显著低于18h前（P<0.05），并且在0.509Osm/kg附近趋于稳定（P>0.05），低于周围水环境的渗透压（0.561Osm/kg）。E（盐度25‰）组光裸星虫体腔液的渗透压在6～21h内在0.688Osm/kg附近波动（P>0.05），且显著低于6h前（P<0.05）；24～48h内光裸星虫体腔液的渗透压则显著低于21h前（P<0.05），并且在0.634Osm/kg附近趋于稳定（P>0.05），亦略低于周围水环境的渗透压（0.662Osm/kg）。

在F（盐度30‰）组海水中，在整个试验周期内光裸星虫体腔液渗透压并未随时间变化而发生显著性变化（P>0.05），在此期间其渗透压平均值为0.757Osm/kg，较水环境的渗透压（0.777Osm/kg）略低。当受到G（盐度35‰）组和H（盐度40‰）组较高的海水盐度胁迫时，光裸星虫体腔液的渗透压均在0～6h内显著上升（P<0.05）；此后均在6～48h内趋于稳定（P>0.05），在此期间G组和H组光裸星虫体腔液的渗透压平均值分别为1.040和1.252Osm/kg，均比其各自水环境的渗透压（1.027和1.244Osm/kg）略高。

2.2在急性盐度胁迫下光裸星虫体腔液超氧化物歧化酶（SOD）活性的变化 从图2可以看出，在盐度15‰、20‰、25‰、30‰、35‰、40‰的试验梯度下，光裸星虫体腔液的SOD活性整体上呈先下降再上升的趋势，其中盐度40‰（H组）光裸星虫的SOD活性显著高于其他试验组（P<0.05）；盐度25%o（E组）和盐度30‰（F组）光裸星虫的SOD活性则显著低于其他试验组（P<0.05），且E组和F组SOD活性差异不显著（P>0.05）。

3讨论与结论

3.1急性盐度胁迫对光裸星虫体腔液渗透压的影响 盐度对水生生物，尤其对分布在海水潮间带的生物影响尤为重大。随着生存水环境盐度的改变，水生动物会对体内液体的水一盐平衡进行调节，排出水分或无机盐离子，以抵消体液和水环境之间的渗透压差，以合适的体内渗透压来促进机体进行正常的生命活动，适应环境变化。其中，大部分海洋无脊椎动物缺少独立的渗透调节器官，通过改变自身體腔壁的通透性来适应水环境盐度的变化，并且体腔液的渗透压最终会与水环境达到等渗。例如，将海盘车（Asterisru-bens）和海蛇尾（Ophiocominanigra）从正常盐度海水中转移到低盐海水中后，其体腔液内的离子浓度逐渐下降到与周围海水环境相近的离子浓度，与海水近乎等渗。此外，不同物种为适应水环境盐度的变化，其体液渗透压与周围水环境渗透压达到等渗所需的时间也不尽相同。例如，海蛇尾从盐度34%o的海水转到盐度24%o的海水时，只需8h其体腔液就能与水环境等渗；绿海胆（Strongylocentrotusdroebachien-sis）从盐度33%o的海水转到盐度23%o的海水时，需要24h才接近等渗。

该研究结果表明，光裸星虫从盐度30%o的海水中转移到不同的高盐或低盐海水环境中时，在48h内其体腔液渗透压均能调节到一定的稳定状态，并且与周围水环境渗透压相近，符合大部分海洋无脊椎动物渗透压调节的变化规律。但在5%o的海水盐度胁迫下，光裸星虫的体腔液渗透压却在高出水环境渗透压约35.3%处稳定，与其水环境渗透压有较大差距，而此时光裸星虫虽仍然存活但活力较差。这可能是因为在较极端低盐条件下，光裸星虫在调节体内渗透压尽量接近水环境渗透压的同时，仍要维持一定水平的体内渗透压来保障一些必要生命活动的进行，使自身能够继续存活。此外，光裸星虫从盐度30‰的海水分别转移到盐度5‰、10‰、15‰、20‰、25‰、30‰、35‰和40‰的海水中时，其体腔液渗透压达到接近水环境渗透压的水平时所需的时间分别为15、15、9、6、6、O、6和9h。这表明在不同程度的盐度胁迫下，光裸星虫体腔液渗透压达到接近周围水环境渗透压水平所需的时间有所差别，并且在一定盐度范围内所需时间会随着盐度的升高呈现先降低后升高的变化规律。在不同环境条件的胁迫下，生物对胁迫做出适应性调节所需的时间越短，在一定程度上反映该胁迫环境越适合该生物的生存生长。从渗透压调节所需时间来看，较适合光裸星虫生活的盐度为15‰～40‰，这与代悦等从成活率角度得出的研究结果“光裸星虫在突变盐度下的较为适应的盐度为10‰～35‰”相吻合。

3.2急性盐度胁迫对光裸星虫SOD活性的影响 超氧阴离子自由基（O₂·^-）在生物体内过多积累会对机体产生危害。超氧化物歧化酶（SOD）是O₂·^-的清除剂，对于防御自由基O₂·^-对生物体的损伤起到重要作用，细胞外超氧化物歧化酶活性的升高说明需要抵御更多来源的细胞外自由基O₂·^-的数量。盐度变化不仅会影响水生生物体液渗透压的调节，而且会影响生物体内各种酶的活性，使其对环境的变化做出适应性反应。例如，从较高盐度向极度较低的盐度变化时，鲈鱼（Dicentrarchuslabrax）和许氏平鲉（Sebastesschlegelii）血液中SOD活性均会显著升高；从盐度0向较高盐度变化时，日本鳗鲡（Anguillajaponica）体内SOD活性随着盐度的升高而呈上升趋势；在盐度（5‰、15‰、25‰、35‰）胁迫下的72h内，锯缘青蟹（Scyllaserrata）各处理组在盐度低于或高于25‰时，其肌肉中SOD活性均有所升高。由此可见，盐度胁迫导致生物体内产生大量的活性氧自由基，从而诱导SOD活性升高。该研究结果表明，光裸星虫体腔液的SOD活性也出现了相似的变化规律。在高渗（盐度35‰、40‰）和低渗（盐度20%o、15‰）环境胁迫下，光裸星虫体腔液SOD活性均显著高于盐度25‰（E组）与盐度30‰（F组）。这说明在较高或较低盐度胁迫条件下，光裸星虫为了调节并维持自身的体液渗透压在一定水平，消耗大量能量并产生大量的超氧阴离子自由基（O₂·^-），从而诱导体内清除超氧阴离子自由基的超氧化物歧化酶活性显著上升。

综上所述，光裸星虫体腔液的渗透压及超氧化物歧化酶（SOD）活性随盐度变化而发生变化，笔者认为较适合光裸星虫生活的盐度为15‰-40‰，最适合光裸星虫生存及生长发育的盐度为25‰-30‰。