低氧胁迫对近江牡蛎生理能量的影响

摘要 ［目的］探究低氧胁迫对近江牡蛎生理能量的影响。［方法］设置了0.5、1.0、2.0、3.0和5.0 mg/L（CK）共5个溶解氧梯度，研究低氧适应和低氧突变2种低氧胁迫方式对近江牡蛎存活率、滤水率、耗氧率、排氨率以及氧氮比的影响。［结果］低氧适应组的生理代谢水平显著高于低氧突变组（P＜0.05），其中，当溶解氧浓度为0.5 mg/L时，低氧突变组和低氧适应组的滤水率最低，分别为1.47 和3.57 L/（g·h）。溶解氧浓度越低，近江牡蛎生理能量水平越差，存活率也越低，当溶解氧水平在2.0 mg/L以上时，低氧胁迫7 d后，近江牡蛎的存活率保持在90%以上。［结论］相对于突变的低氧环境，近江牡蛎对低氧适应一段时间后，具有一定耐受性，能够在低氧环境下进行生理活动。

关键词 低氧胁迫；溶解氧；近江牡蛎；生理能量

中图分类号 S 96  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）12-0074-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.12.016

Effects of Hypoxia Stress on Physiological Energy of Crassostera ariakensis

LI Ang，SHI Wen-jing，ZHAO Sheng

（Dept.of National Engineering Research Center of Marine Facility Aquaculture of Zhejiang Ocean University，Zhoushan，Zhejiang 316000）

Abstract ［Objective］In order to explore the effects of hypoxia stress on the physiological energy of Crassostrea ariakensis.［Method］Five dissolved oxygen gradients of 0.5，1.0，2.0，3.0 and 5.0 mg/L （control group） were set in this experiment.The effects of hypoxia adaptation and hypoxia burst on the survival rate，water filtration rate，oxygen consumption rate，ammonia excretion rate and oxygen nitrogen ratio of Crassostrea ariakensis were measured and analyzed.［Result］In the experiment，the physiological metabolic level of hypoxia adaptation group was significantly higher than that of hypoxia mutation group （P<0.05）.When dissolved oxygen was 0.5 mg/L，the water filtration rate of hypoxia mutation group was the lowest，which were 1.47 and 3.57 L/（g·h） respectively.The lower the concentration of dissolved oxygen，the worse the physiological energy level and the lower the survival rate of Crassostrea ariakensis.In addition，when the level of dissolved oxygen was above 2.0 mg/L，the survival rate of Crassostrea ariakensis remained above 90% after 7 days of hypoxia stress.［Conclusion］The results showed that compared with the mutated hypoxic environment，Crassostrea ariakensis could have a certain tolerance to hypoxia and carry out physiological activities in the hypoxic environment.

Key words Hypoxia stress;Dissolved oxygen;Crassostrea ariakensis;Physical energy

基金项目 科技部国家重点研发计划蓝色粮仓科技创新专项（2019YFD0901204）。

作者简介 李昂（1996—），女，山东菏泽人，硕士研究生，研究方向：生态足迹。*通信作者，教授，博士，硕士生导师，从事海洋生态、生态经济、环境管理与规划及可持续发展研究。

收稿日期 2022-12-11

近江牡蛎（Crassostrea ariakensis）俗称“赤耗”，广泛养殖于华南沿海地区，在该地区年产量超过130万t，其富含营养，肉质鲜美，是一种重要的水产经济动物［1-3］。近年来，随着近江牡蛎养殖密度的不断加大，区域缺氧情况时常发生，从而出现了大规模的死亡现象［4-5］。

溶解氧（DO）是影响水产动物生长代谢的重要环境因子［6］。随着全球气候变暖，海洋含氧量不断减少，近岸海域的低氧区数量不断增加，而近江牡蛎作为近海养殖生物，极易受到影响［7］。研究表明，水体缺氧不仅会影响水产动物的生长存活，还会影响其呼吸代谢［8］。笔者以低氧胁迫为条件，通过低氧适应和低氧突发2种方式来探究低氧胁迫对近江牡蛎生理能量的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

近江牡蛎：取自广西北部湾近江牡蛎养殖区，挑选无损伤300个个体，用毛刷去除表面附着物。暂养于实验室300 L塑料桶中，持续充气，每天换水1/2，海水盐度29±1，水温 28 ℃，pH 8.0，溶解氧浓度大于5.0 mg/L，饵料用球等鞭金藻，投喂浓度为 3×105 cells/mL，3 d后开始试验。

1.2 试验方法

1.2.1 低氧适应。

参考 Baker等［9］的方法，低氧环境通过向水体中连续充氮气和氧气的方式实现。试验设置5个溶解氧质量浓度，分别为 0.5、1.0、2.0、3.0和5.0 mg/L共5个梯度，其中5.0 mg/L 为对照（CK）。试验在 5 L 塑料桶中进行，每个溶解氧浓度下设置 4 个重复和 1 个空白对照（不放置牡蛎，消除饵料自然沉降的影响）， 每个重复 1 个牡蛎。当下降到目标溶解氧的浓度后， 在试验桶上紧贴水面覆盖一层塑料膜，隔绝水体与外界空气的气体交换。试验中用 YSI Professional Plus测定不同试验组溶解氧。

1.2.2 低氧突发。

按上述溶解氧的梯度设置，从采集后暂养3 d的牡蛎中随机挑选15个牡蛎，立即放置在溶解氧浓度为 0.5、1.0、2.0、3.0和5.0 mg/L的塑料桶中进行生理试验。

1.2.3 能量摄食。

低氧适应7 d后的牡蛎，每个溶解氧浓度处理挑选6个牡蛎，其中3个进行滤水率试验，即分别放在5个5 L塑料桶中，溶解氧浓度分别为0.5、1.0、2.0、3.0和5.0 mg/L，球等鞭金藻浓度为3×105 cells/mL，设置3个平行，试验时间为2 h，试验前后取50 mL水体，用血球计数板计算藻浓度。另外3个进行呼吸代谢试验，即分别放在5个5 L塑料桶中，浓度设置同上，无投喂，每桶放入1个牡蛎后，立即用封口膜盖住塑料桶，试验时间为3 h，试验前后测量溶解氧浓度，并取50 mL水体，检测氨氮浓度。

滤水率（Clearance rate，CR）由以下公式计算：

CR=V×ln［（C0-C0×Sd）/Ct］/（N×t） （1）

式中，CR表示滤水率，L/（g·h）；V表示溶液的体积，L；C0和Ct分别表示试验开始时和t时间后的藻液浓度，cells/mL；N表示试验所用的牡蛎数量，g；t表示试验所用的时间，h；Sd表示对照组中饵料变化系数：Sd=（C0d/Ctd）=C0d，式中，C0d和Ctd分别为对照组试验开始和t时间后藻液的浓度，cells/mL。

耗氧率（Oxygen consumption，OR）与排氨率（Ammonia-Nexcretionrate，AER）分别按下式计算：

OCR=（DO0-DOt）×V／（W×t）（2）

AER=（N0-Nt）×V/（W×t）（3）

（2）、（3）式中，OCR、AER分别表示单位干质量的耗氧率［mg/（g·h）］和单位干质量的排氨率［mg/（g·h）］；DO0、DOt分别表示试验开始时及t时间后水中的溶解氧含量，mg/L;N0、Nt表示试验开始时以及t时间后水中的氨氮浓度，mg/L;V表示呼吸瓶容积，L;W表示试验所用的贝软体部干重，g；t表示试验所用时间，h。

2 结果与分析

2.1 低氧胁迫对近江牡蛎滤水率的影响

近江牡蛎的滤水率对低氧胁迫的响应情况如图1所示。方差分析结果显示，溶解氧浓度对滤水率有显著影响（P<0.05）。溶解氧浓度0.5、1.0、2.0 和3.0 mg/L下，滤水率逐渐上升，但与CK相比有显著差异（P<0.05）；除3.0 mg/L处理外，低氧适应组的滤水率显著高于低氧突变组。溶解氧浓度为0.5 mg/L时，两者滤水率最低，分别为1.47 和3.57 L/（g·h）。

2.2 低氧胁迫对近江牡蛎耗氧率的影响

从图2可见，溶解氧浓度对耗氧率有显著影响（P<0.05），随着溶解氧浓度的降低，耗氧率逐渐下降，其中浓度为0.5 mg/L时，耗氧率最低，低氧突变组和低氧适应组分别为0.16 和0.21 mg/（g·h）；当浓度为2.0、3.0 mg/L时，低氧突变组耗氧率显著低于低氧适应组（P<0.05）。

2.3 低氧胁迫对近江牡蛎排氨率的影响

从图3可见，溶解氧浓度对排氨率有显著影响（P<0.05），其表现趋势与耗氧率一致。其中，浓度为2.0、3.0 mg/L时，低氧突变组与低氧适应组间有显著差异（P<0.05），且低氧适应组排氨率较高。此外，随着溶解氧浓度的升高，其排氨率呈显著上升趋势，但显著低于CK（P<0.05）。

2.4 低氧胁迫对近江牡蛎O∶N的影响

从图4可见，溶解氧浓度对氧氮比有显著影响（P<0.05）。随着溶解氧浓度的升高，两者的氧氮比均呈显著上升趋势。除溶解氧浓度为0.5 和 3.0 mg/L外，低氧突变组与低氧适应组的氧氮比具有显著差异（P<0.05）。其中，溶解氧浓度为1.0 mg/L时，低氧突变组的氧氮比显著高于低氧适应组（P<0.05），分别为7.1和5.2。而浓度为2.0 mg/L时，低氧突变组的氧氮比显著低于低氧适应组（P<0.05），分别为7.2和8.1。

2.5 低氧胁迫对近江牡蛎存活率的影响

从图5可见，随着胁迫时间的延长，近江牡蛎的存活率呈下降趋势，方差分析结果显示，溶解氧浓度和胁迫时间对存活率有显著影响（P<0.05）。从试验开始到7 d结束，CK的存活率一直稳定在100%；浓解氧浓度为2.0 和 3.0 mg/L试验组的存活率达到90%以上，分别为92.31%和96.15%。而溶解氧浓度为0.5 和 1.0 mg/L试验组，2～4 d存活率快速下降，在第4天时，浓解氧浓度为0.5 mg/L组的存活率为0，而溶解氧浓度为1.0 mg/L组在第6天时，全部死亡。近江牡蛎在溶解氧浓度为0.5、1.0、2.0、3.0和5.0 mg/L组7 d后的存活率分别为0、0、92.31%、96.15%和100%。