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颉志刚,王永鹏,王娜,郑荣泉.棘胸蛙(Quasipaa spinosa)对重复急性冷暴露的生理应激与适应耐受.生态学报,2017,37(14):4778~4785 本文二维码信息
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棘胸蛙(Quasipaa spinosa)对重复急性冷暴露的生理应激与适应耐受
Stress response and adaptive tolerance of the giant spiny frog (Quasipaa spinosa) to repeated acute cold exposure
投稿时间:2016-03-29  
DOI: 10.5846/stxb201603290570
关键词棘胸蛙  冷暴露  免疫  氧化防御  热休克蛋白70
Key WordsQuasipaa spinosa  cold exposure  immunity  antioxidative defense  Hsp70
基金项目国家自然科学基金资助项目(30800129,31270457)
作者单位E-mail
颉志刚 浙江师范大学化学与生命科学学院, 浙江省野生动物生物技术与保护利用重点实验室, 金华 321004;浙江师范大学行知学院, 金华 321004 xiezhigang@zjnu.cn 
王永鹏 浙江师范大学化学与生命科学学院, 浙江省野生动物生物技术与保护利用重点实验室, 金华 321004  
王娜 浙江师范大学化学与生命科学学院, 浙江省野生动物生物技术与保护利用重点实验室, 金华 321004  
郑荣泉 浙江师范大学化学与生命科学学院, 浙江省野生动物生物技术与保护利用重点实验室, 金华 321004;浙江师范大学行知学院, 金华 321004  
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摘要:
为探讨棘胸蛙(Quasipaa spinosa)这一溪源性两栖类对环境温度极端变化做出的生理响应与适应机制,测定了该物种在反复遭受急性冷暴露(4 ℃, 12 h)过程中其非特异性免疫反应、氧化还原状态以及热休克蛋白70(Hsp70)mRNA 表达的变化,结果发现:棘胸蛙在初次冷暴露过程中外周血细胞吞噬活性(第4小时 和第 12小时;P<0.05)、脾巨噬细胞呼吸爆发强度(第4小时 和第12小时;P<0.05)以及胃溶菌酶活力受到显著抑制(第12小时;P<0.05);当蛙返回到 22 ℃ 环境 12 h 后3种免疫指标均恢复到初始和对照组水平(P>0.05)。经过连续 7 d 冷暴露后,除溶菌酶外,血细胞吞噬活性和脾巨噬细胞呼吸爆发强度均能恢复到初始和对照组水平(P>0.05)。另外,冷暴露增加了肝脏和肾脏内丙二醛(MDA)的含量,但肾脏内 MDA 含量升高的幅度要明显大于肝脏;肝脏 SOD 活力和 GSH 含量也表现出急性和适应性升高,而肾脏仅 SOD 活力有所升高,暗示在低温胁迫状态下棘胸蛙肝脏氧自由基清除能力要强于肾脏。HSP70 作为应激保护蛋白,当机体遭受冷暴露后肝脏 Hsp70 mRNA 表达量始终未呈现出应激性升高,反而受到显著抑制(P<0.05)。综上所述,棘胸蛙在经历多次急性冷胁迫后体内部分非特异性免疫功能以及肝脏氧化防御系统可以产生不同程度的适应性改变。
Abstract:
To explore physiological stress response and adaptive tolerance of a stream-dwelling anuran, the giant spiny frog (Quasipaa spinosa), to extreme changes in environmental temperature, we investigated how repeated acute cold (4℃) exposure affects non-special immune responses, redox state, and heat shock protein 70 (Hsp70) mRNA expression. Acute cold exposure inhibited peripheral blood phagocytic activity (after 4 h or 12 h, P<0.05), respiratory bursts of spleen macrophages (after 4 h or 12 h, P<0.05), and gastric lysozyme activity (after 12 h, P<0.05). All immune responses increased to initial and control levels (P>0.05) after the frogs were moved back to 22℃ for 12h. Both blood phagocytic activity and spleen respiratory bursts recovered to initial and control levels (P>0.05) after 7 days of cold exposure. Acute cold stress increased hepatic and renal lipid peroxidation product malondialdehyde (MDA) content, but the degree of increase in MDA in the kidney was obviously larger than that in the liver. Hepatic superoxide dismutase (SOD) activity and glutathione (GSH) content showed acute and adaptive increases (P<0.05), while only SOD activity increased in the kidney, which suggested that anti-oxidative defense was stronger in the liver than in the kidney in this frog. The expression level of Hsp70 mRNA in liver was not acutely increased, while it was significantly inhibited (P< 0.05). In conclusion, some non-special immune functions and the hepatic oxidative defense system in Q. spinosa can adapt, to varying extents, to repeated acute cold exposure.
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