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现代化的高密度养殖模式造成过量的含氮残饵和排泄物产生,若其产生速度超过自然菌群的代谢能力,则致使养殖水体中亚硝酸盐等浓度不断增加。亚硝酸盐对水生生物的明显的毒性作用,成为现代水产养殖中重点关注的环境因素之一。为了研究亚硝酸盐对鱼类甲状腺激素代谢是否存在潜在的干扰效应,我们以草鱼幼鱼为实验材料,研究了亚硝酸盐暴露对草鱼甲状腺滤泡组织形态、血液甲状腺激素含量、组织脱碘酶活性以及甲状腺内分泌系统相关基因表达的影响。急性暴露实验将健康草鱼(体质量为65.8±5.5 g,体长为13.2±1.2 cm)暴露于0 mg/L、0.5 mg/L、1 mg/L、4 mg/L和16 mg/L的亚硝酸钠水体中,每个浓度实验组设置3个平行重复,进行96 h暴露实验,分别在亚硝酸盐暴露后的0 h、12 h、24 h、48 h和96 h采集相关组织进行分析。慢性暴露实验将健康草鱼(体质量为98.7±12.4 g,体长为15.26±1.94 cm)暴露于0 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.6 mg/L和0.8 mg/L的亚硝酸钠中,每个浓度实验组设置3个平行重复,实验时长为48 d,分别在亚硝酸盐暴露后的0 d、12 d、24 d、36 d和48 d采集相关组织进行分析。主要研究结果如下:(1)急性高浓度亚硝酸盐能造成草鱼死亡,但对照组和低剂量组(0.5 mg/L和1 mg/L)无鱼死亡;暴露于4 mg/L和16 mg/L亚硝酸盐96 h后,草鱼的死亡率分别为4.76和9.52%。而慢性较低剂量的亚硝酸盐暴露试验中,则无草鱼死亡现象。(2)亚硝酸暴露能引起草鱼甲状腺滤泡的组织形态学改变。在急性暴露试验中,对照组暴露96 h后,其甲状腺滤泡呈现出圆形或椭圆形,滤泡由单层的上皮细胞构成,胶质充斥着滤泡且无损耗现象。16 mg/L实验组暴露96 h后,甲状腺滤泡内胶体的体积明显减小,滤泡内边缘有大量空泡。在慢性暴露试验中,各实验组暴露48 d后,甲状腺滤泡的上皮细胞均发生不同程度的增生,但长期暴露在0.8 mg/L亚硝酸钠中的草鱼甲状腺滤泡内边缘出现少量空泡。(3)亚硝酸盐能影响草鱼促甲状腺激素(TSH)水平。在急性暴露试验中,血清TSH水平随着亚硝酸盐暴露浓度的上升而显著降低,最大减幅出现在暴露48 h后;在慢性暴露试验中,血清TSH水平显著升高,最大增幅出现在暴露36 d后。(4)亚硝酸盐能影响草鱼甲状腺激素(THs)水平。在急性暴露试验中,0.5 mg/L、1 mg/L实验组的甲状腺素(T4)水平升高,而4 mg/L、16 mg/L实验组的T4水平降低;急性亚硝酸盐暴露会引起游离甲状腺素(FT4)、三碘甲腺原氨酸(T3)、游离三碘甲腺原氨酸(FT3)水平显著下降,反三碘甲状腺原氨酸(rT3)水平显著上升,T3/T4值显著降低。在慢性暴露试验中,T4、FT4、T3、FT3水平和T3/T4值显著降低;rT3水平在0.8 mg/L实验组暴露24 d、96 d后显著下降并在0.2 mg/L、0.4 mg/L实验组暴露36 d后显著升高。(5)亚硝酸盐能影响草鱼脱碘酶(IDs)活性。在急性暴露试验中,I型脱碘酶(ID1)的活性随着亚硝酸盐暴露浓度的上升而显著增强,呈现出明显的剂量-效应。Ⅱ型脱碘酶(ID2)活性减弱,ID2的活性在暴露的前24 h显著降低,当暴露时间超过48 h,ID2的活性恢复。Ⅲ型脱碘酶(ID3)活性增强,ID3的活性随着暴露浓度的上升呈现先升高后降低的趋势。在慢性暴露试验中,ID1的活性增强,在各时间点的0.8 mg/L实验组均显著增强。ID2的活性改变,亚硝酸盐暴露24 d后,ID2的活性在0.6 mg/L实验组显著增强;亚硝酸盐暴露36 d、48 d后,ID2的活性在0.2 mg/L实验组显著减弱。ID3的活性增强,亚硝酸盐暴露12 d后,ID3的活性在0.2、0.4 mg/L实验组显著增强;亚硝酸盐暴露24 d、36 d、48 d后,ID3的活性在0.8 mg/L实验组均显著增强。(6)亚硝酸盐能影响草鱼甲状腺内分泌系统相关基因表达。在急性暴露试验中,促肾上腺皮质激素释放激素基因(crh)、促甲状腺激素基因(tshβ)、Ⅱ型脱碘酶基因(id2)的表达水平显着下调;I型脱碘酶基因(id1)的表达水平显着上调;在暴露的前48 h,Ⅲ型脱碘酶基因(id3)的表达水平显著下调,暴露96 h后,id3的表达水平显著上调;在暴露的前24 h,转运蛋白基因(ttr)的表达水平显著上调;在暴露的前48 h,甲状腺激素受体-α基因(tr-α)的表达水平显著上调,暴露96 h后,则显著下调;在暴露的前24 h,甲状腺激素受体-β基因(tr-β)的表达水平显著上调,暴露48 h后,tr-β的表达水平显著下调。在慢性暴露试验中,id1、id2、tshβ的表达水平显着上调,最大增幅出现在暴露24 d后;crh、ttr、tr-α的表达水平显着上调,最大增幅出现在暴露36 d后;id3的表达水平显着上调,最大增幅出现在暴露48 d后;tr-β的表达水平在暴露前的36 d显著下调,暴露48 d后显著上调。亚硝酸盐暴露能改变草鱼甲状腺滤泡的形态、血清中TSH和THs的水平、IDs的活性、甲状腺内分泌系统相关基因的表达,扰乱甲状腺激素代谢的平衡。