氨氮和微囊藻毒素-LR联合作用对斑马鱼肠道免疫和菌群的影响

作     者：况宇 何亚 欧阳康 杨慧 王良牟 李大鹏 李莉 Kuang Yu;He Ya;Ouyang Kang;Yang Hui;Wang Liangmou;Li Dapeng;Li Li

作者机构：华中农业大学水产学院武汉430070 长江经济带大宗水生生物产业绿色发展教育部工程研究中心武汉430070 池塘健康养殖湖北省工程实验室武汉430070 淡水水产健康养殖湖北省协同创新中心武汉430070 

出 版 物：《生态毒理学报》 (Asian Journal of Ecotoxicology)

年 卷 期：2024年第19卷第3期

页      面：287-305页

学科分类：07[理学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(32071621) 国家重点研发计划课题(2023YFD2400505) 国家现代农业产业技术体系(CARS-45-24) 

主　　题：氨氮 微囊藻毒素-LR 斑马鱼 肠道菌群 肠道免疫 

摘      要：氨氮和微囊藻毒素-LR(MCLR)是水生环境中普遍存在的污染物。为探讨两者对斑马鱼肠道潜在的协同效应,实验将成年雌性斑马鱼分别暴露于氨氮(30 mg·L^(-1))、MCLR(10μg·L^(-1))以及两者混合(30 mg·L^(-1)+10μg·L^(-1))的环境中,持续30 d。组织病理学分析显示:氨氮暴露导致肠绒毛面积减少;MCLR暴露导致肠道绒毛破裂,空泡化面积增加;而联合暴露对肠组织损伤更为严重。这些变化伴随着肠道中溶菌酶和β-防御素的含量及相关基因表达的显著降低,表明斑马鱼肠道免疫功能受到抑制。此外,氨氮和MCLR的单独及联合处理还激活NOD1/2和TLR4a/4b信号通路,导致促炎因子IL-1β和TNF-α的表达水平和蛋白含量上升,进而可能诱发肠道炎症反应。肠道菌群分析结果进一步显示,氨氮和MCLR处理显著改变斑马鱼肠道内菌群的平衡,即氨氮增加厚壁菌门(Firmicutes)丰富度,MCLR增加放线菌门(Actinobacteria)丰富度但降低变形菌门(Proteobacteria)丰富度,而氨氮和MCLR联合作用增加肠道致病菌群假单胞菌属(Pseudomonas)和分枝杆菌属(Mycobacterium)丰富度。进一步,两者联合暴露还导致肠道中产生短链脂肪酸的菌群丰度和短链脂肪酸含量显著降低。综上所述,氨氮和MCLR联合处理对斑马鱼肠道免疫及菌群稳态产生了协同的负面影响,其对水生动物和水生态系统的健康构成了不容忽视的潜在风险。