鱼类对环境温度适应问题.pdfVIP

维普资讯 第8卷 第1期 水 产 学 报 Vo1．8，No．1 1984年3月 JOURNALOFFISHERIESOFCHINA March，1984 鱼类对环境温度适应问题 THEACCLIMATION OFFISHESTOENVIRONMENTAL TEMPERATURE 冯祖强 王祖熊 (中国科学院水生生物研究所) FengZuqiangandWnagZuxiong (InstituteofttydrobioZogy，AcademiaSinica) 提 要 本文从鱼脑乙酰胆碱酯酶系统、抗冻蛋白基因调控系统、同工酶开关合成系统以及代谢系统等四个方 面综述了近年来鱼类对环境温度适应的研究概况，并分析讨论这些研究结果，同时提出遗传改良某些亚热 带鱼类优良品种抗寒能力差的可能性。 生物对环境温度适应问题的研究，一方面，在理论上对阐明生物进化、自然选择等原理具有重要的 意义；另一方面，在实践上对进行遗传改良物种和定向培育物种也具有同等重要的意义。因此，受到生 态学家、遗传育种学家和分类学家的普遍重视。近年来，生物对环境温度适应问题的研究已经成为生物 学科中一个活跃的领域。它涉及的面越来越广，从低等生物细菌到高等动植物，已有许多生物学工作者 从各方面去探讨生物对环境温度适应的机理。在高温细菌中，已发现有耐热的蛋白质存在，并对其生物 学功能进行了研究“’；在鱼类中，也已有学者初步研究了抗冻蛋白基因的特性n”；在植物中，人们开 始研究植物酶系统的多型性和对异常温度的抗性等问题似’。下面仅就近年来鱼类对环境温度适应的研 究概况作一评述。 鱼脑乙酰胆碱酯酶系统 现在已经知道，乙酰胆碱(Ach)是重要的神经递质。它的释放与解除引起膜电位差的改变，从而维 持着神经系统兴奋与抑制两个过程。Ach的释放为神经传导所必需，但是它必须迅速地被除去，否则 连续的刺激会引起过度兴奋，最终导致传导阻断而死亡。Ach的解除是由乙酰胆碱酯酶(AohE)将其水 解为乙酸和胆碱，从而使其失活．因此，Ache的作用是十分重要的。为了阐明神经系统与环境温度之 间的关系，以及在适应环境温度的过程中神经系统的作用等问题。1964年，Baslow和Nigrelli比较热． (1)盛祖嘉，1977。高温细菌。生物科学动态，1977(1)：卜一7。 (2)季莫夫，1978。植物酶系统的多型性和异常温度(低温)的抗性。生物科学动态，1981(5)：69—72。 维普资讯 水 产 学 报 8卷 带生物和喜冷生物的某些特异性酶对温度变化的不稳定性程度，发现热带鱼的脑AchE比喜冷鱼的脑 AchE对热具有较大的稳定性和对冷的不稳定性∞。Baldwin和Hoehaehka(1970) 究硬头鳟(Salmo gairdnerii)脑Ache在对温度适应期间的动力学时注意到：该酶可以两种截然不同的形式存在。长时期 适应于17。O水温的鱼中，出现这种酶的“温暖”变异体；而适应于2~O水温之后则出现这种酶的寒“冷 变 异体。在较适温度E~(12。c)，两种形式-,IN~存在。实验证明，该鱼的脑Ache变异体的Km值是由 环境温度决定的。作者们认为，尽管温度升高时，希望酶的反应速度加快，但这种影响被酶与底物亲和性 (Affinity)的降低所抵消。因此，全部反应速率仍维持着不以温度为转移的相对独立性 。在广温性 鱼类鲻鱼( zcephalusL．)中，Ache也是以改变其Km值来适应温度变化的。这类酶蛋白分子的 构型在不同温度条件下是可变的。因此，它是在广泛温度区内都能适用的广泛性酶，它与底物结合的能 力在这种鱼广泛分布的温度区域