論文解讀--植物乳桿菌L-137緩解溴氰菊酯對尼羅羅非魚的毒害作用 |
| 出處：水生動物健康評估公眾號 作者：黎源 水產養殖網 2020-04-06 22:49:00 |
在農業生產中，殺蟲劑的使用可以提高作物的生產力和質量，但殘余的衍生物會通過水源威脅到大多數水生生物。溴氰菊酯（DLM，（S）α-氰基-3-苯氧基芐基-（1R）-順-3-（2.2-二甲基乙烯基）-2,2-二甲基環丙烷羧酸鹽）主要包含II型擬除蟲菊酯，具有低濃度高效，低持續性以及對鳥類和哺乳動物低毒性大的特點，因而廣泛用于家畜和農作物害蟲防治。DLM可通過農業排水系統，最后進入水產養殖場。然而擬除蟲菊酯類化合物對魚類的毒性要比哺乳動物和鳥類高1000倍，因為鰓對于這類親脂性化合物的吸收率很高，這使得魚類容易受到擬除蟲菊酯類化合物的毒害。DLM主要引起魚類生長緩慢，抗氧化作用減弱，骨骼畸形，肝功能異常，免疫抑制，最終導致魚類死亡。研究DLM對水產養殖生態系統的影響是很有必要的的。今天介紹的一篇論文證明植物乳桿菌L-137能緩解溴氰菊酯對尼羅羅非魚（Oreochromis niloticus）的毒害作用，具有水產DLM解毒劑的開發前景。文章引用信息如下：
研究結果：
1、首先將魚分為四組，分別稱為對照組、DLM組、L-137組和DLM+L-137組。對照組：飼喂無L- 137，水體中不含DLM。DLM組：飼喂無L- 137，水體中含15 μg/L的DLM。L-137組：飼喂50 mg/kg的L- 137（2 × 1011CFU/g），水體中不含DLM。DLM+L-137組：飼喂50 mg/kg的L- 137（2 × 1011CFU/g），水體中含15 μg/L 的DLM。
2、血液學和生化參數
飼養15和30天后，DLM組較其他組的Hb、WBCs和RBCs水平顯著降低（P<0.05；表3）。DLM+L-137組中魚體Hb、WBCs和RBC水平顯著改善（P＜0.05）；值得注意的是，L13137對WBCs無顯著影響（P＞0.05）。
DLM會使魚體肝功能酶活性（AST、ALT、ALP）顯著升高（15和30天）（表4）。與DLM組相比，DLM+L-137組的魚在15天和30天后顯著降低了AST、ALT和ALP水平（P<0.05）。對照組和L-137組魚AST、ALT和ALP都處于低水平。
在15天和30天后，L-137組中較對照組的血液總蛋白、球蛋白和白蛋白水平顯著（P<0.05）增加（表4）。DLM組顯著降低（P＜0.05）總蛋白、球蛋白和白蛋白水平。在暴露于DLM的情況下，DLM+L-137組總蛋白、球蛋白和白蛋白水平（P<0.05）顯著提高。肌酐、尿素和膽紅素水平在DLM組中最高，在L-137組中最低（P<0.05；表4）。有趣的是，DLM+L-137組的魚在30天后的肌酐水平顯著低于未飼喂L-137的魚（P<0.05）。
3、免疫學指標
15和30天后，L-137組魚的吞噬指數、吞噬活性和溶菌酶活性顯著高于其他組，而DLM組的吞噬指數、吞噬活性和溶菌酶活性最低（P<0.05；表5）。15天后，DLM+L-137處理組魚的吞噬指數、吞噬活性和溶菌酶活性均高于DLM組（P<0.05）。
4、抗氧化、HSP70和Casp3基因表達
與其他組相比，接觸DLM和飼喂L-137的魚的CAT和GPx基因相對表達顯著上調（P<0.05；圖1A和1B）。熱休克蛋白70（HSP70）基因在DLM組的魚中的表達量最高，在L-137組最低（P＜0.05；圖2A）。DLM+L-137處理組的HSP70表達量顯著低于DLM組。在未喂食L-137的情況下，暴露于DLM的魚體內的CASP3顯著上調（P<0.05；圖2B）。飼喂L-137顯著降低了DLM對魚CASP3基因的影響（P<0.05）。
5、免疫相關基因表達水平
IFN-γ在各組中均顯著高于對照組（P<0.05；圖3A）。喂食L-137的魚，無論是否有DLM影響，IL-8均顯著性上調（P<0.05），與對照組相比差異無顯著性（P>0.05；圖3B）。在未飼喂L-137的情況下，暴露于DLM的魚的IL-1β顯著下調（P<0.05；圖3C）。
6、 鰓、腸、肝、脾的組織病理學
對照組鰓原絲組織結構正常，次絲組織結構正常。原絲和次生絲的上皮增厚正常，次生絲底部有粘液細胞（圖4A和4C）。由于DLM毒性，鰓的組織結構偏離正常結構。原發性纖絲內有傳入血管充血。同時，原發性纖絲的上皮層也發生了變性，細胞核固縮。鰓上最典型的毒性特征是次生細絲擴張的頂端，稱為末端擴張（圖4B）。鰓的組織學結構顯示L-137對DLM所致的退行性病變有改善作用。具體為退變程度，血管充血，繼發性纖絲末梢擴張均減輕，但次級纖維間仍有一些白細胞浸潤（圖4D）。
腸粘膜、粘膜下層、肌層、漿膜四層結構正常。腸絨毛的長度與單純的柱狀上皮（腸細胞）相同（圖5A）。DLM組中腸組織由四層結構組成，與對照組相似，但腸絨毛生長發育遲緩，細胞壁部分變性，出現淋巴細胞浸潤（圖5B）。在L-137組中，除了長而密集的具有單柱狀上皮的腸絨毛外，腸結構正常（圖5C）。在DLM+L-137組中，小腸絨毛的正常結構清晰，但生長發育遲緩，淋巴細胞浸潤，這是由于DLM毒性效應的增強免疫作用（圖5D）。
肝內可見多面體肝細胞，胞核大，或含兩個胞核，肝細胞呈索狀排列，肝臟胰腺部分正常，胰腺細胞基底部嗜堿性，頂部嗜酸性，這是由于存在酶原顆粒（圖6A和6C）。DLM引起的肝毒性導致大多數肝細胞空泡化，表現為核固縮?？张轄罡渭毎手咀冃?。血竇明顯充血、擴張并含有血細胞（圖6B）。飼喂L-137后，肝臟的組織結構明顯正常。肝細胞在兩個嗜堿性層之間顯示嗜酸性層（圖6C）。DLM+L-137組中肝臟與胰腺部分保持正常結構，無血竇充血，少量脂肪變性（圖6D）。
脾臟組織結構呈正常的白髓和紅髓，巨噬細胞中心在其中分布或聚集（圖7A）。在DLM組，脾臟表現出典型的壞死灶，白髓減少（圖7B）。而在L-137組，脾臟的組織結構顯示淋巴細胞（白髓）的局限性增多，黑色素巨噬細胞在脾臟組織增多（圖7C）。在DLM+L-137組的魚中，脾臟沒有壞死，黑色素巨噬細胞中心略有增加，白髓相對增多，紅髓周圍淋巴細胞浸潤增多（圖7D）。
總結：L137能緩解DLM造成的毒性影響，包括肝功能、血清蛋白、血液分布，抗氧化劑水平及免疫應答水平。DLM影響的魚組織病理學表現為腸、脾、肝和鰓的損傷，而飼喂添加L-137后在相同組織中的損傷明顯減輕。因此，L-137作為飼料添加劑可以對尼羅羅非魚具有完全的保護作用，減緩DLM引起的毒性。
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