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大连海洋大学学报  2021, Vol. 36 Issue (6): 929-936    DOI: 10.16535/j.cnki.dlhyxb.2021-053
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不同温度胁迫对青鳉鳃凋亡的影响
胡玲红,王映,王化敏,陈良标
1.海洋生物科学国际联合研究中心,上海 201306;2.水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室,上海 201306;3.上海海洋大学 水产科学国家级实验教学示范中心,上海 201306
Effects of different temperature stress on gill apoptosis of medaka Oryzias latipes
HU Linghong, WANG Ying, WANG Huamin, CHEN Liangbiao
1. International Research Center for Marine Biosciences, Ministry of Science and Technology, Shanghai 201306, China; 2. Key Laboratory of Exploration and Utilization of Aquatic Genetic Resources, Ministry of Education, Shanghai 201306, China; 3. National Demonstration Center for Experimental Fisheries Science Education, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China
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摘要 为探究温度胁迫对青鳉Oryzias latipes鳃凋亡的影响,通过TUNEL(原位末端标记法)染色技术和流式细胞术检测了不同温度(高温35、40 ℃,低温10、4 ℃)胁迫下鳃的凋亡程度和活性氧(ROS)含量,并采用qPCR技术检测了促凋亡基因caspase3、caspase9、p53和抑凋亡基因caspase1、bcl2的表达量。结果表明:在35、40 ℃胁迫12 h的高温胁迫条件下,青鳉鳃细胞与正常温度组(26 ℃,对照组)相比均出现凋亡现象(P<0.05),且在40 ℃胁迫12 h时凋亡最为显著(P<0.01),细胞凋亡率为21.78%,ROS含量随温度升高呈显著上升趋势(P<0.05),促凋亡基因caspase3、caspase9、p53的表达随温度升高显著上升(P<0.05),抑凋亡基因caspase1和bcl2随之显著降低(P<0.05);在10、4 ℃胁迫12 h的低温胁迫条件下,青鳉鳃细胞也出现凋亡现象,且在4 ℃胁迫12 h时出现显著凋亡(P<0.01),凋亡率为24.79%,鳃细胞ROS含量随温度降低显著上升(P<0.05),促凋亡基因caspase3、caspase9、p53的表达量在10 ℃胁迫12 h时较对照组升高不明显(P>0.05),但在4 ℃胁迫12 h时较对照组极显著升高(P<0.01),抑凋亡基因caspase1和bcl2表达量随温度降低表现出先降低后升高趋势。研究表明,高温和低温胁迫均会使青鳉鳃发生不同程度的氧化应激,并产生大量ROS,诱导鳃组织发生凋亡,鱼鳃在极限温度胁迫下细胞的凋亡程度会影响鱼的存活时长,本试验结果为探索鱼类在极限温度下致死机制研究提供了科学参考。
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胡玲红
王映
王化敏
陈良标
关键词:  青鳉  温度胁迫    细胞凋亡  活性氧    
Abstract: In order to explore the effect of different temperature stress on gill apoptosis of medaka Oryzias latipe, Japanese HdrR strain of medaka was exposed to 35 ℃ and 40 ℃ (2 high temperature groups), 10 ℃ and 4 ℃ (2 low temperature groups) and 26 ℃ (1 normal temperature group), at a rate of 1 ℃/h warming or cooling. Then the degree of apoptosis and ROS content in gill cells of the medaka exposed to different temperature stress for 12 h were determined by TUNEL staining and flow cytometry and the expression levels of pro-apoptotic genes caspase 3, caspase 9, p53 and anti-apoptotic genes caspase1 and bcl2 were detected by qPCR. The results showed that the apoptosis phenomenon was observed in medaka gill cells in 12 h at 35 ℃ and 12 h at 40 ℃ under high temperature stress compared with normal temperature (26 ℃) (P<0.05), with cell apoptosis rate of 21.78% and the most significant apoptosis in 40 ℃ for 12 h (P<0.01). The content of ROS was shown to be increased with temperature rising significantly (P<0.05), and the expression levels of the apoptosis promoting genes caspase3, caspase9 and p53 were significantly elevated with temperature rising (P<0.05), while the expression levels of the suppression of apoptosis gene caspase1 and bcl2 were significantly reduced accordingly (P<0.05). The gill cells of medaka also showed apoptosis under low temperature stress of 10 ℃ for 12 h and 4 ℃ for 12 h (P<0.05), with apoptotic rate of 24.79% at 4 ℃ for 12 h (P<0.01). The expression levels of the apoptosis promoting genes caspase3, caspase9 and p53 were not increased significantly at 10 ℃ for 12 h (P>0.05), while the expression levels of the apoptosis promoting genes were increased significantly at 4 ℃ for 12 h (P<0.01) compared with normal temperature (26 ℃) (P<0.05). The expression levels of anti-apoptotic genes caspase1 and bcl2 showed a trend of first decreasing and then increasing as the warming temperature. In conclusion, both high temperature and low temperature stresses can cause oxidative stress to some extent, produce a large amount of ROS, and induce the gill tissue apoptosis. The degree of cell apoptosis in the gill under extreme temperature stress affects the survival time of fish. The finding provides foundation for the research of the lethal mechanism of fish under extreme temperature stress.
Key words:  Oryzias latipes    temperature stress    gill    apoptosis    ROS
               出版日期:  2021-12-20      发布日期:  2021-12-20      期的出版日期:  2021-12-20
中图分类号:  S 965.9  
基金资助: 国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”重点专项(2018YFD0900600);上海市科委“一带一路”国际联合实验室项目(19590750500);上海市教委科研创新项目(2017-01-07-00-10-E00060)
引用本文:    
胡玲红, 王映, 王化敏, 陈良标. 不同温度胁迫对青鳉鳃凋亡的影响[J]. 大连海洋大学学报, 2021, 36(6): 929-936.
HU Linghong, WANG Ying, WANG Huamin, CHEN Liangbiao. Effects of different temperature stress on gill apoptosis of medaka Oryzias latipes. Journal of Dalian Ocean University, 2021, 36(6): 929-936.
链接本文:  
https://xuebao.dlou.edu.cn/CN/10.16535/j.cnki.dlhyxb.2021-053  或          https://xuebao.dlou.edu.cn/CN/Y2021/V36/I6/929
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