拟穴青蟹Na+/H+ exchanger基因克隆及其在盐度胁迫下的表达分析

克隆了拟穴青蟹(Scylla paramamosain)Na~+/H~+-exchanger基因,其cDNA序列全长3 624 bp,开放阅读框(ORF)长2 886 bp,可编码961个氨基酸,预测蛋白质分子量和等电点分别为110.8 kDa和7.42,具有信号肽和典型的Na~+/H~+-exchanger蛋白结构域,含12个跨膜α螺旋。拟穴青蟹Na~+/H~+-exchanger的氨基酸序列与三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)的一致度最高,达到84.9%;该基因在卵巢中表达量最高,其次是精巢、鳃等;该基因在受精卵时期表达水平最高,大眼幼体时期次之。拟穴青蟹大眼幼体在低盐(盐度7和17)胁迫过程中,Na~+/H~+-exchanger基因在20 min表达水平最高,之后基本恢复到正常表达水平;在高盐(盐度37)胁迫(20 min～2 h)期间,该基因表达水平先下降再逐渐上升。Na~+/H~+-exchanger基因在拟穴青蟹大眼幼体阶段盐度适应中发挥着重要作用,且低盐显著诱导Na~+/H~+-exchanger基因的高表达,推测拟穴青蟹Na~+/H~+-exchanger基因在低盐环境下发挥重要的渗透调节功能。     

中国明对虾低温下显著上调表达抗凋亡与免疫相关类基因的筛选分析

为了筛选出中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)低温下显著上调表达的基因,揭示中国明对虾耐低温分子调控机制.利用DEseq2方法对3种类型中国明对虾常温和低温转录组进行差异表达基因(differential expression genes,DEG)检测,筛选出6条低温下显著上调表达的抗凋亡与免疫相关类基因.并运用生物信息学的分析方法,分析这些基因的表达产物,功能性状,以及低温上调表达的原因.研究结果显示,6条中国明对虾低温上调表达基因的编码产物包括:发挥分子伴侣作用的HSP70、HSP20、DEAD-box RNA解旋酶,发挥抗凋亡作用的Pim-1激酶和富甘氨酸蛋白以及发挥免疫作用的丝氨酸蛋白酶.本研究筛选并鉴定了中国明对虾耐低温相关基因,揭示了其耐低温胁迫下分子调控机制,以期为中国明对虾耐低温品系育种工作的改良提供参考.     

长期高碱胁迫下凡纳滨对虾基因表达差异研究

凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)具有较强的环境适应能力,对盐碱水环境有一定的耐受性,但在高pH、高碱环境下的存活率不稳定。为探究凡纳滨对虾对长期高碱胁迫的响应机制,本研究以低碱对照组(LSW：碳酸盐碱度为3 mmol/L,盐度为6,pH为8.1)和高碱胁迫组(AW：碳酸盐碱度为10 mmol/L,盐度为6,pH为8.8)养殖42 d的凡纳滨对虾肠道和鳃组织作为实验材料,通过Illumina平台进行转录组测序,对测序数据进行拼接、注释,进而筛选、分析高碱胁迫下的差异表达基因及调控通路并进行定量PCR验证。结果显示,2个组织共同差异表达基因有243个,其中,98个表达上调,145个表达下调。肠道中差异表达基因主要集中在糖代谢、碳水化合物消化吸收、胆汁分泌、ABC跨膜转运、紧密连接以及免疫调节等途径。鳃中差异表达基因主要集中在谷胱甘肽代谢、碳酸氢盐转运、精氨酸合成、糖代谢以及离子转运等相关途径。进一步筛选获得10个最显著的差异表达基因,经qRT-PCR验证发现,凡纳滨对虾鳃中碳酸酐酶(CA1、CA10)、蜕皮激素诱导蛋白(Eip74EF)、β-半乳糖基转移酶(UGT8)基因在高碱胁迫下均表达下调,而Na+/K+-ATPase-α (NKA-α)、Na+/K+ transporting ATPase interacting (NKAIN)、氨转运蛋白(Rhbg)、苹果酸脱氢酶(MDH)等基因表达上调,与转录组表达趋势一致,推测其可能参与了对虾高碱胁迫下的应激响应。凡纳滨对虾表现出较强的高碱适应性,可能是通过下调鳃中CA的表达,补偿体内碱中毒,上调Rh氨转运蛋白防止氨在体内积累,上调NKA相关基因维持体内渗透平衡;但蜕皮激素诱导蛋白(Eip74EF)显著下调,推测其蜕皮功能受到影响。本研究为深入探讨凡纳滨对虾在长期高碱胁迫条件下的生理响应机制提供了基础数据。     

pH、氨氮胁迫对中国对虾HSP90基因表达的影响

研究了pH、氨氮胁迫对中国对虾Fenneropenaeus chinensis血细胞、肝胰腺、鳃和肌肉组织HSP90基因时空表达的影响.分别将中国对虾暴露于pH7.0、9.0的水体中148h和不同氨氮浓度的水体中96h,结果表明,pH（7.0,9.0）胁迫条件下中国对虾鳃、肌肉和血细胞HSP90基因表达均上调,肝胰腺HSP90基因表达对两种pH胁迫差异明显：pH7.0胁迫条件下,HSP90基因表达3h达峰值后明显降低;pH 9.0胁迫时,HSP90基因表达水平逐渐升高,整个胁迫过程中均显著高于对照组（P＜0.05）,说明中国对虾肝胰腺组织是高pH胁迫的响应器官.6mg/L氨氮浓度组鳃和肌肉组织HSP90基因表达水平24h达最高值,分别为对照组的5.46和1.55倍;各胁迫组肝胰腺和血细胞HSP90基因表达水平分别于6h和48h达到最高值,为对照组的1.33～2.08倍和2.20～5.45倍.肝胰腺组织对氨氮胁迫表现敏感,短时间内（6h）通过上调HSP90基因表达水平保护细胞;鳃组织HSP90基因表达波动范围最大,说明鳃组织需要更高表达量的HSP90保护细胞.当氨氮浓度持续48～96h维持在2～6mg/L,各组织HSP90基因表达水平显著降低.     

中国对虾V-ATPase c亚基基因的克隆及其在高pH胁迫下的表达分析

采用RACE技术克隆了中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)V-ATPase c亚基基因,命名为FcVHA-c基因,检测该基因在高pH胁迫下的基因应答,并采用RNAi技术验证其功能。基因分析表明, FcVHA-c基因cDNA全长为2128 bp,开放阅读框483 bp,编码160个氨基酸,预测蛋白分子量为16 kD,理论等电点7.82,具有4个跨膜结构域。同源性和系统进化分析表明, FcVHA-c具有较高的保守性,其中与南美白对虾(Penaeus vannamei)同源性最高,为99%,与南美白对虾首先聚为一支。组织表达分析显示, FcVHA-c基因在中国对虾各个组织中均有表达,在鳃中表达量显著高于其他组织(P<0.05)。pH 8.8胁迫下,该基因的表达量在12 h达到峰值,为对照组的1.206倍,在48 h达到最低值,为对照组的0.166倍;pH 9.2胁迫下,该基因表达量在1 h达到峰值,为对照组的1.577倍,在12 h达到最低值,为对照组的0.104倍。结果表明,高pH对该基因具有一定的抑制作用。干扰结果显示,高pH胁迫下干扰组较对照组的死亡率显著增高(P<0.05),表明该基因表达量越高,越有利于中国对虾的存活。本研究结果表明, FcVHA-c基因参与了高pH胁迫下中国对虾的离子调控,高pH胁迫抑制FcVHA-c基因的调控能力。     

拟穴青蟹14-3-3基因全长cDNA的克隆及组织表达分析

采用RT-PCR及RACE技术,从拟穴青蟹眼柄组织中克隆获得14-3-3基因cDNA全序列.序列分析结果表明:拟穴青蟹14-3-3基因全长1112bp,开放阅读框长744 bp,编码由247个氨基酸组成的蛋白,分子量为28.086 ku,等电点为4.675.与其他物种14-3-3基因氨基酸序列进行同源性比较分析显示,拟穴青蟹14-3-3基因与斑节对虾14-3-3基因同源性最高(95％),依次为墨吉对虾(93％)、苜蓿切叶蜂(92％).聚类分析表明,拟穴青蟹14-3-3基因氨基酸序列与斑节对虾、墨吉对虾紧密聚为一支.经荧光定量检测,拟穴青蟹14-3-3基因在肝胰腺和肌肉中的表达量较高,其次为鳃、眼柄、心脏和肠,在胃中表达最少.盐度骤变实验结果表明:盐度胁迫24 h后,盐度的下降(5)或者上升(15、20、25、30)都引起了14-3-3基因在鳃中的表达量极显著上升(P＜0.01),盐度变化的幅度越大,14-3-3基因的表达量越多.实验结果为进一步深入研究14-3-3基因的功能及调控机理奠定基础.     

中国对虾ATG5基因的克隆及其在pH、碳酸盐碱度胁迫下的表达分析

采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术获得中国对虾(Fenneropenaeus chinensis) ATG5基因cDNA全长,命名为FcATG5。利用实时荧光定量技术分析了FcATG5的组织表达及其在pH和碳酸盐碱度胁迫下的表达特征,并利用RNAi技术验证其功能。基因分析显示,FcATG5 cDNA全长为2225 bp,开放阅读框为810 bp,编码269个氨基酸,预测其编码的蛋白质分子量为31.103 kDa,理论等电点为5.59,为疏水性蛋白,包含1个APG5自噬相关蛋白结构域,无跨膜结构,不包含信号肽。同源性和系统进化分析显示,FcATG5具有高度保守性,与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)同源性最高(98.14%)。组织表达分析显示,FcATG5在中国对虾各组织中均有表达,肌肉中表达量最高(P<0.05),血淋巴细胞中最低(P<0.05)。pH胁迫后48 h,FcATG5在鳃中的表达量最低,为对照组的1.68倍;胁迫后96 h最高,为对照组的2.67倍。碳酸盐碱度胁迫后12 h,FcATG5在鳃中表达量最高,为对照组的2.77倍;胁迫后96 h最低,为对照组的1.30倍。干扰实验结果显示,pH和碳酸盐碱度胁迫下,沉默FcATG5基因会使中国对虾死亡率显著增高(P<0.05),表明该基因的表达量越高,越有利于中国对虾存活。实时定量结果表明,FcATG5在pH、碳酸盐胁迫下的表达量均显著升高(P<0.05),推测自噬可能参与中国对虾应对非生物胁迫的调控。本研究结果对水生动物特别是甲壳动物中细胞自噬研究具有重要的借鉴意义,有助于推进中国对虾盐碱水养殖的研究进程。     

中国明对虾MKK3 基因cDNA 克隆及其在氨氮胁迫下的表达

采用RACE技术克隆获得中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)丝裂原活化蛋白激酶激酶3(MKK3)基因全长c DNA序列,并对该序列进行分析。结果表明,该基因全长为1434 bp,开放阅读框长1011 bp,5′非编码区长33 bp,3′非编码区长390 bp,将该基因命名为Fc MKK3。推测该基因编码336个氨基酸,分子量为37.89 k D,理论等电点为6.08。同源性和系统进化分析表明,Fc MKK3基因与丽蝇蛹集金小蜂(Nasonia vitripennis)和地中海实蝇(Ceratitis capitata)的相似性分别为69%和68%,与其他节肢动物MKK3聚为一类。荧光定量RT-PCR结果表明,Fc MKK3基因在肌肉中的相对表达量最高,其次为鳃。氨氮胁迫后该基因在中国明对虾肠、鳃、胃、心脏、肝胰腺、肌肉和血细胞中的表达量均显著增加,并有不同的时空表达趋势,表明Fc MKK3基因可能在中国明对虾应对非生物胁迫反应的过程中起着重要的作用。     

氨氮胁迫对中国明对虾血淋巴氨氮、尿素氮含量和抗氧化能力的影响

将600尾体重为(5.0±1.2)g的健康中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)随机分为5组,每组6个重复,每个重复20尾虾,分别暴露于不同氨氮质量浓度(0 mg/L、2 mg/L、4 mg/L、6 mg/L和8 mg/L)海水中,于胁迫后6 h、24 h、48 h、72 h和96 h测定血淋巴氨氮、尿素氮含量、总抗氧化能力(T-AOC)、抗超氧阴离子活力和血淋巴细胞过氧化氢酶(CAT)基因、过氧化物还原酶(Prx)基因和含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(caspase)基因的相对表达量,以0 mg/L氨氮组作为对照。结果显示,随着氨氮胁迫时间的延长,中国明对虾血淋巴氨氮含量逐渐积累,以8 mg/L组对虾血淋巴氨氮含量最高,是对照组的5.85倍。氨氮胁迫6 h,胁迫组中国明对虾血淋巴尿素氮含量显著高于对照组(P0.05),其中6 mg/L组对虾血淋巴尿素氮含量最高,是对照组的2.22倍。氨氮胁迫下中国明对虾血淋巴T-AOC、Prx mRNA相对表达量随着取样时间推移先升高后降低,而血淋巴抗超氧阴离子活力、CAT和caspase mRNA相对表达量随时间增加呈现先上升后下降再上升的变化过程。氨氮胁迫下中国明对虾血淋巴抗氧化能力被显著诱导,这可能破坏机体的氧化-抗氧化系统的平衡,从而导致caspase mRNA相对表达量的上调。     

斑节对虾天门冬氨酸转氨酶基因的克隆及氨氮胁迫条件下的表达分析

为了探索天门冬氨酸转氨酶(AST)在斑节对虾(Penaeus monodon)氨氮(NH3-N)解毒代谢中的作用,该研究利用RACE技术获得了斑节对虾AST基因(PmAST)的cDNA全长序列,进行了相关生物信息学分析,在此基础上采用荧光定量与氨氮胁迫实验的方法研究了PmAST基因在斑节对虾的不同组织以及不同浓度氨氮胁迫过程中差异表达情况。该序列全长1 957 bp,开放阅读框(ORF)为1 242 bp,3'非编码区(UTR)为584 bp,包括含有30个碱基的poly(A)尾,5'非编码区(UTR)为131 bp。ORF可编码413个氨基酸,预测分子量为45.852 kD,理论等电点为8.85。序列含有1个AAT-like超家族结构域、15个磷酸化位点和2个糖基化位点。PmAST的mRNA在斑节对虾各组织中都有表达,在肝胰腺中表达量最高,其次为鳃组织,在胃和脑组织中的表达量最低。96 h氨氮胁迫后荧光定量PCR分析结果表明,PmAST在肝胰腺和鳃组织中都具有不同程度的表达上调,显著高于对照组(P0.05)。研究结果表明斑节对虾的PmAST基因在氨氮胁迫条件下会出现表达上调,并且氨氮浓度越高其上调幅度也越大,所以PmAST参与了斑节对虾的急性氨氮胁迫应答。     

盐碱胁迫对尼罗罗非鱼鳃Na+/HCO3-共转运子、碳酸酐酶基因表达的影响

为了探讨盐碱胁迫条件下鱼类渗透生理调节机制,以尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)为实验材料, PCR扩增得到了Na⁺/HCO₃^-共转运子(NBCe1)基因cDNA部分序列,比较了单盐(盐度10、盐度15)、单碱(1.5 g/L、3 g/L NaHCO₃)、盐碱混合(盐度10,碱度1.5 g/L;盐度15,碱度3 g/L)胁迫后不同时间(0 h、6 h、12 h、24 h、48 h、72 h、96 h)血清渗透压、离子浓度(Na⁺、K⁺、Cl^-、Ca²⁺)以及鳃碳酸酐酶(CA)活性、CA与NBCe1基因mRNA表达变化。结果显示,不同胁迫条件下,血清渗透压、离子浓度、鳃组织CA酶活、CA与NBCe1基因mRNA表达变化均与胁迫强度呈正相关。随时间推移,血清渗透压、离子浓度呈现先上升后下降的变化趋势,单盐、盐碱混合组血清渗透压值较单碱组高。单盐、单碱、盐碱混合组中, NBCe1基因mRNA在鳃中均呈略微上调,但不显著(P>0.05)。单碱组和盐碱混合组鳃CA活性较单盐组高,低盐碱胁迫(盐度10,碱度1.5 g/L)下CA活性较晚达最高值;不同胁迫条件下, CA基因mRNA表达均表现上调,单碱、盐碱混合组更为显著(P<0.05),推测CA较NBCe1对体内HCO₃^-转运作用更为显著。研究结果为尼罗罗非鱼盐碱适应生理调节提供了基础资料。     

盐度胁迫对三疣梭子蟹鳃Na+/K+-ATPase酶活的影响

通过钼蓝法测定三疣梭子蟹在3组实验盐度的胁迫过程中第2对和第6对鳃Na⁺/K⁺-ATPase酶活的变化,比较了3组实验盐度胁迫1 d时,鳃Na⁺/K⁺-ATPase的酶活大小。结果表明,在盐度胁迫初期,3组实验盐度下第2对和第6对鳃Na⁺/K⁺-ATPase的酶活下降;之后,各组实验盐度下第2对和第6对鳃Na⁺/K⁺-ATPase的酶活开始随胁迫时间增长而上升;最后,各组实验盐度下第2和第6对鳃Na⁺/K⁺-ATPase的酶活下降并趋于稳定。另外,胁迫1 d时,各组实验盐度下三疣梭子蟹前5对鳃Na⁺/K⁺-ATPase的酶活显著低于后3对鳃Na⁺/K⁺-ATPase的酶活。三疣梭子蟹对盐度变化的调节可分为被动应激期(酶活力下降)、主动调节期(酶活力逐渐上升)和适应期(酶活力稳定);三疣梭子蟹后3对鳃是离子转运、渗透压调节的主要部位。     

Characterization of transport Na+-ATPases in gills of freshwater tilapia

Branchial plasma membranes from the freshwater cichlid teleostOreochromis mossambicus (tilapia) contain two Na⁺-dependent ATPases: Na⁺/K⁺ ATPase, and an amiloride-sensitive ATPase which is postulated to operate as a Na⁺/H⁺ (–NH₄ ⁺) ATPase. It is suggested that both enzyme activities are located in the basolateral membrane system of the chloride cells. K⁺ has opposing effects on the two enzymes: it stimulates Na⁺/K⁺ ATPase and inhibits Na⁺/H⁺ (–NH₄ ⁺) ATPase activity. Na⁺/H⁺ ATPase appears more sensitive to NH₄ ⁺ at low concentrations than Na⁺/K⁺ ATPase and the stimulatory effect by NH₄ ⁺ ions on the first enzyme could be important in facilitating NH₄ ⁺ excretion by tilapia gills under physiological conditions.In vitro maximum stimulation by NH₄ ⁺ is similar for the two enzymes (200%). In contrast to Na⁺/K⁺ ATPase, Na⁺/H⁺ ATPase activity is inhibited by supra-physiological (>20 mM) concentrations of NH₄ ⁺.     

三疣梭子蟹心激肽基因克隆及在低盐适应中的功能验证

采用RACE技术克隆获得三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)心激肽(CCAP)基因。该基因全长606 bp, 5￠端非编码区72bp,3￠端非编码区108bp,开放阅读框426bp,编码141个氨基酸,预测分子量15.6kD,理论等电点9.55。同源性分析表明,三疣梭子蟹CCAP与拟穴青蟹(Scylla paramamosain)和蓝蟹(Callinectes sapidus)的CCAP同源性较高,分别为85%和82%。系统进化树分析显示,三疣梭子蟹与蓝蟹首先聚为一支,之后再与拟穴青蟹相聚。组织表达分析发现, CCAP基因在胸神经节中的相对表达量最高,其次是脑和眼柄组织。通过分析CCAP基因在低盐胁迫过程中的表达规律发现,低盐可显著改变CCAP在胸神经节中的表达模式,在24 h, 48 h和72 h实验组的表达量显著高于对照组(P0.05),分别为对照组的1.73, 2.16和2.19倍。体外注射CCAP多肽可降低三疣梭子蟹在低盐条件下的死亡率,并诱发钠钾ATP酶(Na~+/K~+-ATPase)和V型ATP酶(V-ATPase)酶活力显著提高。本实验结果暗示CCAP通过调控Na~+/K~+-ATPase和V-ATPase活力以达到盐度适应的作用。     

盐度对珍珠龙胆石斑鱼幼鱼渗透调节与耗氧率的影响

为研究盐度对珍珠龙胆石斑鱼（）渗透调节与耗氧率的影响,设计实验一,将（162.5±12.1）g珍珠龙胆石斑鱼置于不同盐度（6、12、18、24、30）下养殖10 d,测定血清渗透压及Na⁺、Cl^-、K⁺离子浓度。实验结果表明,随盐度的升高血清渗透压及Na⁺、Cl^-、K⁺离子浓度也随着升高,各组[Na⁺]：[Cl^-]比值无显著差异（>0.05）;经回归分析得到血清等渗点渗透压为365.95 mOsm/kg,所对应盐度为12.75。实验二,将（26.4±2.7）g幼鱼置于不同盐度（6、12、18、24、30）下养殖30 d,测定在开始暴露后0 h、3 h、24 h、72 h鳃Na⁺/K⁺-ATPase活性及表达和第30天耗氧率,结果表明鳃Na⁺/K⁺-ATPase活性随盐度的增大呈“U”形变化;鳃Na⁺/K⁺-ATPase α1基因表达量波动较大,在72 h后随盐度增大先降低后增加,变化趋势与酶活性一致;第30天耗氧率随盐度的增加先降低后增加又降低。综上所述,珍珠龙胆石斑鱼幼鱼10 d内能够完全适应6~30盐度急性变化,耗氧率除了受离子渗透调节的影响,还可能与其生活史阶段有关。     

中国明对虾caspase2基因克隆及其在抗白斑综合征病毒中的表达分析

采用RACE技术克隆获得中国明对虾caspase2基因cDNA序列全长,并对该序列进行分析。结果显示,中国明对虾caspase2基因全长为1517 bp,开放阅读框长924 bp,5'非编码区长78 bp,3'非编码区长515 bp,命名为FcCasp2。推测该基因编码307个氨基酸,预测分子量为34.21 ku,理论等电点为7.62。同源性和系统进化分析发现,FcCasp2基因与凡纳滨对虾caspase2和斑节对虾caspase的相似性分别为88%和80%,与其他节肢动物caspase家族基因聚为一类。荧光定量RT-PCR结果显示,FcCasp2基因在肝胰腺中的相对表达量最高,在肌肉中表达量最低。WSSV感染后该基因在中国明对虾肌肉、肝胰腺和鳃丝中的表达量有不同的时空表达趋势,表明FcCasp2基因可能参与中国明对虾生物胁迫的应答反应。     

Sodium dependent ion transporters in trout gills

Biochemical procedures developed to isolate plasma membranes from the branchial epithelium of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) yield membrane fractions that are specifically enriched in the plasma membrane marker enzyme Na⁺/K⁺-ATPase. As the bulk of the branchial Na⁺/K⁺-ATPase is assumed to be confined to the mitochondria-rich chloride cells, such membrane preparations must contain the essence of the enzymatic machinery of the chloride cells. Basal Na⁺ activity in branchial (chloride) cells is around 10 millimolar and, accordingly, we find a K_m for Na⁺ of the Na⁺/K⁺-ATPase of 13 millimolar, indicating that the enzyme may be regulated by changes in cytosolic sodium. The Na⁺-gradient across the serosal plasma membrane created by this pump provides energy for 3Na⁺/Ca²⁺-exchange and bumetanide-sensitive Na⁺/K⁺/2Cl^--cotransport. Here we further postulate the presence of a Na⁺/Cl^--cotransporter, indicated by thiazide-sensitive, bumetanide-insensitive transport of Na⁺ and Cl^-; this cotransporter activity awaits the characterization of its kinetics. The Na⁺/Ca²⁺-exchanger has kinetic characteristics compatible with a regulatory role of cytosolic Na⁺ in the activity of this carrier. Both Na⁺/Ca²⁺-exchange and Ca²⁺-ATPase activity may contribute to transport of Ca²⁺, the former having lower affinity for calcium but a higher capacity than the latter carrier. The Na⁺/K⁺/2Cl^--cotransporter has kinetics that favor a regulatory role for plasma K⁺ in the activity of this carrier. Seawater adaptation leads to increased activity of cotransporter molecules in the plasma membrane fractions (the activity increases relative to that of the Na⁺/K⁺-ATPase) and this may reflect a function in Cl^--extrusion performed by the chloride cells in a seawater environment. A function for the cotransporter in the gills of freshwater fish may be the regulation of cell volume.     

Quantification of presumptive Na+/H+ antiporters of the erythrocytes of trout and eel

The presumptive Na⁺/H⁺ exchange sites of trout and eel erythrocytes were quantified using amiloride-displaceable 5-(N-methyl-N-[³H]isobutyl)-amiloride (³H-MIA) equilibrium binding to further evaluate the mechanisms of i) hypoxia-mediated modifications in the trout erythrocyte -adrenergic signal transduction system and ii) the marked differences in the catecholamine responsiveness of this system between the trout and eel. MIA was a more potent inhibitor of both trout apparent erythrocyte proton extrusion (IC₅₀ = 20.1 ± 1.1 mol l^–1, N = 6) activity (as evaluated by measuring plasma pH changes after addition of catecholamine in vitro) and specific ³H-MIA binding (IC₅₀ = 257 ± 8.2 nmol l^–1, N = 3) than amiloride, which possessed a proton extrusion IC₅₀ of 26.1 ± 1.6 mol l^–1 (N = 6) and a binding IC₅₀ of 891 ± 113 nmol l^–1 (N = 3). The specific Na⁺ channel blocker phenamil was without effect on adrenergic proton extrusion activity or specific ³H-MIA binding. Trout erythrocytes suspended in Na⁺-free saline and maintained under normoxic conditions possessed 37,675 ± 6,678 (N = 6) amiloride-displaceable ³H-MIA binding sites per cell (B_max, presumptive Na⁺/H⁺ antiporters) with an apparent dissociation constant (K_D) of 244 ± 29 nmol l^–1 (N = 6). Acute hypoxia (PO₂ = 1.2 kPa; 30 min) did not affect the K_D, yet resulted in a 65% increase in the number of presumptive Na⁺/H⁺ antiporters. Normoxic eel erythrocytes, similarly suspended in Na⁺-free saline, possessed only 17,133 ± 3,716 presumptive Na⁺/H⁺ antiporters (N = 6), 45% of that of trout erythrocytes, with a similar K_D (246 ± 41 nmol l^–1, N = 6). These findings suggest that inter- and intra-specific differences in the responsiveness of the teleost erythrocyte -adrenergic signal transduction system can be explained, in part, by differences in the numbers of Na⁺/H⁺ exchange sites.     

Lipid composition and microsomal ATPase activities in gills and kidneys of warm- and cold-acclimated sea bass (Dicentrarchus labrax L.)

The response to cold of gill and kidney membrane lipid composition and microsomal (Na⁺+K⁺)-ATPase, Na⁺-ATPase and Mg²⁺-ATPase activities in reared sea bass (Dicentrarchus labrax L.) was investigated. Fish acclimation was carried out according to the seasonal cycle from August to March. No cold-promoted increase in fatty acid unsaturation was shown in gill and kidney polar lipids and in total lipids of mitochondria and microsomes. In both tissues the (Na⁺+K⁺)-ATPase exhibited positive compensation for cold acclimation whereas the Na⁺-ATPase displayed negative compensation. The Mg²⁺-ATPase showed no compensation in the gills and positive compensation in the kidneys. During cold acclimation the break in the Arrhenius plot of the (Na⁺+K⁺)-ATPase decreased, whereas breaks of both the Na⁺-ATPase and the Mg²⁺-ATPase activities remained unchanged. The results indicate that the sea bass does not adopt membrane unsaturation as a cold-facing strategy. The cold-promoted enhancement of (Na⁺+K⁺)-ATPase activity in osmoregulatory tissues may be advantageous to maintain efficient osmoregulation under thermodynamically unfavourable conditions.