碱胁迫通过激活MAPK通路和抑制mTOR的表达诱导中华绒螯蟹肝胰腺自噬

世界上盐碱水域资源广泛,但由于盐碱水域中水体成分复杂,许多淡水经济养殖品种无法生存,极大地限制了盐碱水域的开发利用。水生动物暴露在高碳酸盐碱度下会引起氧化应激,极大的影响了水生动物的正常生存与繁殖。本研究探讨了碳酸盐对中华绒螯蟹的胁迫机制,为盐碱水域养殖的持续开发提供了理论依据。本试验中,将中华绒螯蟹分为5个碳酸盐碱度处理组,分别是0 mmol/L、4.375 mmol/L、8.75 mmol/L、17.5 mmol/L、35 mmol/L组,每组3个重复,每个重复30只蟹,分别在24 h、48 h、96 h对中华绒螯蟹肝胰腺组织进行采样,研究碳酸盐碱胁迫对中华绒螯蟹肝胰腺组织氧化损伤、肝胰腺细胞超显微结构、MAPK通路相关基因表达、mTOR基因PR-171纯度表达和自噬相关基因表达的影响。本试验结果如下:1.中华绒螯蟹肝胰腺细胞的透射电镜结果显示,对照组中细胞膜完整,胞质中线粒体和内质网丰富,线粒体结构清晰,细胞间紧密连接清晰可见。而碱胁迫组中细胞膜严重变形,线粒体减少且线粒体出现脊断裂,核内异染色质增多,自噬溶酶体和自噬小泡增多,出现髓样结构。2.肝胰腺氧化应激指标酶结果显示,与对照组相比,在24 h和48 h时,各碱胁迫组抗氧化酶SOD、GSH、GSH-Px和T-AOC活性均呈现先升高后降低的趋势,MDA呈现先降低后升高的趋势,CAT活性随浓度增Docetaxel配制加而降低,显著低于对照组(P<0.05);在96 h时SOD、GSH-Px、T-AOC、CAT的活性随碱浓度升高而降低且显著低于对照组(P<0.05),而GSH和MDA的活性随浓度增加而升高且显著高于对照组(P<0.05)。3.肝胰腺MAPK通路基因表达结果显示,与对照组相比,各碱胁迫组的MAPK和P38的基因表达量在24、48、96 h时都显著升高(P<0.05),随浓度增加呈现逐渐升高的趋势,JNK的表达在48和96 h时也显著高于对照组且在96 h时呈现随浓度增加而升高的趋势(P<0.05)。4.肝胰腺mTOR基因表达水平结果显示,在24、48、96 h时各碱胁迫组的mTOR基因表达水平均显著低于对照组(P<0.05)。24 h时各碱胁迫组除35 mmol/LWestern Blotting组表达较低外,其他各碱胁迫组无显著差异(P>0.05),在48 h和96 h时表达结果相似,除8.75 mmol/L组外,其他各碱胁迫组间无显著差异(P>0.05)。5.肝胰腺自噬相关基因表达水平结果显示,各碱胁迫组自噬相关基因(ATG5、ATG7、ATG12和GABARAP)的表达在24、48和96 h都显著高于对照组(P<0.05),并且随着碳酸盐浓度的增加呈现逐渐上升的趋势。综上所述,以上结果表明,中华绒螯蟹在受到碳酸盐碱胁迫时,通过氧化应激诱导MAPK通路的激活,同时抑制mTOR的表达,从而致使中华绒螯蟹肝胰腺发生自噬。本试验所做的研究,将会改善盐碱地区的生态环境,同时有效的把荒芜水域资源利用起来,为我国渔业的可持续发展提供助力。