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单词 电场刺激鱼胚胎
释义

【电场刺激鱼胚胎】
 

电磁场和组织胚胎分别是物理学和生物学中的基本概念,华东师范大学生物物理研究室首次研究,利用高压交变电场对淡水鱼胚胎施以作用取得一系列卓有成效的结果,并在异育银鲫、鳊和草鱼、青鱼等淡水家鱼的育苗和饲养中得到应用。这是促进淡水鱼生产的一种行之有效的新技术。

早在1980年,陈家森等首次利用质子核磁共振波谱仪对不同发育期的蟾蜍及淡水鱼胚胎进行系统的质子核磁弛豫研究,发现它们的弛豫时间在胚胎发育的神经期出现一个十分明显的突变现象,即这一发育期的质子核磁弛豫时间比前后诸发育期的质子核磁弛豫时间要长好几倍,这说明在神经期胚胎体内的各种生物大分子的合成速率明显减慢,它有利于胚胎接受外界作用而改变其某些大分子的构型或构象。也就是说,这一发育期是胚胎接受外部刺激的敏感期。利用这一生物学的分子机理,通过各种物理手段如光学的、电学的、磁学的和力学的等方式分别在胚胎不同生长发育期进行各种不同剂量的和时间的刺激,证实由核磁共振方法得到的结论正确,同时找到了有利而无害的最佳剂量及作用时间。

为了将这一研究成果在渔业生产中得到应用,1987年开始,陈家森、万东辉、叶士璟筛选出易于推广使用的简便电场方法(用电场的方法可以取得群体刺激的效果),研制成功一台专用的CAHV-Ⅱ型电场刺激仪,它的输出电压达3×104V的低频脉冲电压,当施加在间距约为3cm的大平行板电容的极板上时,两极板之间形成31×104V/cm的电场,将鱼胚胎作为电容器的介质置于两极板之中,每次刺激的鱼苗可达1kg之多。通过多次重复试验,得到最佳刺激时间为持续3min,这时它可获得如下的明显效果。

1.若在淡水鱼胚胎发育的初期(2~4细胞期)接受上述剂量的电刺激,能提高胚胎的孵化出苗率30%左右,实验室的观察值和实际生产中孵化桶批量培养的结果完全相符。

2.施加上述剂量电刺激的鱼胚胎,其胚胎及幼苗的抗温度能力及抗病能力明显增强,在生产实际中得到鱼苗放养后的成活率提高20%以上,并解决了以往鱼苗在空运途中及环境变化条件下而造成的大量死亡问题。

3.施加上述剂量电刺激的早期鱼胚胎,其后期鱼苗的生长速度比对照组要快,其条重增长的幅度提高8%~50%;神经期接受电刺激的鱼胚胎,其后期生长速度可提高达40%~80%不等。

4.接受电场及各种物理刺激的鱼胚胎,在刺激前后它们的质子核磁弛豫时间无明显差异,这说明物理刺激对鱼胚胎内细胞的组分及其大分子的总体结构没有影响,故它只能影响个别生物大分子的构型或构象。

5.在胚胎期接受过电场刺激的成鱼的肌纤蛋白和对照组成鱼肌纤蛋白的电泳分析指出,它们有相同的条带,表示它们有完全相同的蛋白组分。此外,肌纤蛋白的氨基酸成分及含量研究也表明,它们的组分及含量均无明显差异。所以从卫生学角度指出食用这类鱼肉是无害的,可以在生产中加以推广使用。

以上结果都是利用实验室及生产基地随机抽样统计处理后所取得的,故已在上海郊县有关鱼苗良种场推广使用,并逐步向全国推开。

通过初步的机理研究认为,促使出现上述积极效果的原因有:(1)根据中国近期的研究资料发现电场会对水的结构产生影响,致使其理化特性发生变化,它能使水中部分过氧化氢分解成水、氢氧和臭氧,使鱼体新陈代谢旺盛,导致孵化出苗率、成活率和抗病能力的提高,显然也有利于它们后期生长速率的加快。(2)强电场的作用可以使某些生物大分子的构型或构象发生变化,它能提高某些酶的活性,以促进代谢的加快。如何鉴别天然电磁场及人为电磁场的利害,是当前世界各国生物物理学家十分关注的研究课题。

【参考文献】:

1 陈家森,陈越民,王东生.物理,1983,12(5):297~302

2 陈家森,王东生,陈赵民.自然杂志,1984,7(10):795~799

3 陈家森,万东辉,叶士璟.自然杂志,1989,12(10):769~774

4 万东辉,叶士璟,叶永青.华东师范大学学报(自然科学版),1989,10:47~52

5 叶士璟,万东辉,叶永青.水产学报,1990,14(3):251~255

6 叶永青,罗文答.何学民华东师范大学学报(自然科学版),1991,3:987~990

7 罗文答,万东辉,叶士璟.水产学报,1991,15(3):245~249

8 叶永青,叶士璟,管红.华东师范大学学报(自然科学版),1992,3:107~109

(华东师范大学陈家森教授撰)

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