论文解读--植物乳杆菌L-137缓解溴氰菊酯对尼罗罗非鱼的毒害作用 |
| 出处：水生动物健康评估公众号 作者：黎源 水产养殖网 2020-04-06 22:49:00 |
在农业生产中，杀虫剂的使用可以提高作物的生产力和质量，但残余的衍生物会通过水源威胁到大多数水生生物。溴氰菊酯（DLM，（S）α-氰基-3-苯氧基苄基-（1R）-顺-3-（2.2-二甲基乙烯基）-2,2-二甲基环丙烷羧酸盐）主要包含II型拟除虫菊酯，具有低浓度高效，低持续性以及对鸟类和哺乳动物低毒性大的特点，因而广泛用于家畜和农作物害虫防治。DLM可通过农业排水系统，最后进入水产养殖场。然而拟除虫菊酯类化合物对鱼类的毒性要比哺乳动物和鸟类高1000倍，因为鳃对于这类亲脂性化合物的吸收率很高，这使得鱼类容易受到拟除虫菊酯类化合物的毒害。DLM主要引起鱼类生长缓慢，抗氧化作用减弱，骨骼畸形，肝功能异常，免疫抑制，最终导致鱼类死亡。研究DLM对水产养殖生态系统的影响是很有必要的的。今天介绍的一篇论文证明植物乳杆菌L-137能缓解溴氰菊酯对尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）的毒害作用，具有水产DLM解毒剂的开发前景。文章引用信息如下：
研究结果：
1、首先将鱼分为四组，分别称为对照组、DLM组、L-137组和DLM+L-137组。对照组：饲喂无L- 137，水体中不含DLM。DLM组：饲喂无L- 137，水体中含15 μg/L的DLM。L-137组：饲喂50 mg/kg的L- 137（2 × 1011CFU/g），水体中不含DLM。DLM+L-137组：饲喂50 mg/kg的L- 137（2 × 1011CFU/g），水体中含15 μg/L 的DLM。
2、血液学和生化参数
饲养15和30天后，DLM组较其他组的Hb、WBCs和RBCs水平显著降低（P<0.05；表3）。DLM+L-137组中鱼体Hb、WBCs和RBC水平显著改善（P＜0.05）；值得注意的是，L13137对WBCs无显著影响（P＞0.05）。
DLM会使鱼体肝功能酶活性（AST、ALT、ALP）显著升高（15和30天）（表4）。与DLM组相比，DLM+L-137组的鱼在15天和30天后显著降低了AST、ALT和ALP水平（P<0.05）。对照组和L-137组鱼AST、ALT和ALP都处于低水平。
在15天和30天后，L-137组中较对照组的血液总蛋白、球蛋白和白蛋白水平显著（P<0.05）增加（表4）。DLM组显著降低（P＜0.05）总蛋白、球蛋白和白蛋白水平。在暴露于DLM的情况下，DLM+L-137组总蛋白、球蛋白和白蛋白水平（P<0.05）显著提高。肌酐、尿素和胆红素水平在DLM组中最高，在L-137组中最低（P<0.05；表4）。有趣的是，DLM+L-137组的鱼在30天后的肌酐水平显著低于未饲喂L-137的鱼（P<0.05）。
3、免疫学指标
15和30天后，L-137组鱼的吞噬指数、吞噬活性和溶菌酶活性显著高于其他组，而DLM组的吞噬指数、吞噬活性和溶菌酶活性最低（P<0.05；表5）。15天后，DLM+L-137处理组鱼的吞噬指数、吞噬活性和溶菌酶活性均高于DLM组（P<0.05）。
4、抗氧化、HSP70和Casp3基因表达
与其他组相比，接触DLM和饲喂L-137的鱼的CAT和GPx基因相对表达显著上调（P<0.05；图1A和1B）。热休克蛋白70（HSP70）基因在DLM组的鱼中的表达量最高，在L-137组最低（P＜0.05；图2A）。DLM+L-137处理组的HSP70表达量显著低于DLM组。在未喂食L-137的情况下，暴露于DLM的鱼体内的CASP3显著上调（P<0.05；图2B）。饲喂L-137显著降低了DLM对鱼CASP3基因的影响（P<0.05）。
5、免疫相关基因表达水平
IFN-γ在各组中均显著高于对照组（P<0.05；图3A）。喂食L-137的鱼，无论是否有DLM影响，IL-8均显著性上调（P<0.05），与对照组相比差异无显著性（P>0.05；图3B）。在未饲喂L-137的情况下，暴露于DLM的鱼的IL-1β显著下调（P<0.05；图3C）。
6、 鳃、肠、肝、脾的组织病理学
对照组鳃原丝组织结构正常，次丝组织结构正常。原丝和次生丝的上皮增厚正常，次生丝底部有粘液细胞（图4A和4C）。由于DLM毒性，鳃的组织结构偏离正常结构。原发性纤丝内有传入血管充血。同时，原发性纤丝的上皮层也发生了变性，细胞核固缩。鳃上最典型的毒性特征是次生细丝扩张的顶端，称为末端扩张（图4B）。鳃的组织学结构显示L-137对DLM所致的退行性病变有改善作用。具体为退变程度，血管充血，继发性纤丝末梢扩张均减轻，但次级纤维间仍有一些白细胞浸润（图4D）。
肠粘膜、粘膜下层、肌层、浆膜四层结构正常。肠绒毛的长度与单纯的柱状上皮（肠细胞）相同（图5A）。DLM组中肠组织由四层结构组成，与对照组相似，但肠绒毛生长发育迟缓，细胞壁部分变性，出现淋巴细胞浸润（图5B）。在L-137组中，除了长而密集的具有单柱状上皮的肠绒毛外，肠结构正常（图5C）。在DLM+L-137组中，小肠绒毛的正常结构清晰，但生长发育迟缓，淋巴细胞浸润，这是由于DLM毒性效应的增强免疫作用（图5D）。
肝内可见多面体肝细胞，胞核大，或含两个胞核，肝细胞呈索状排列，肝脏胰腺部分正常，胰腺细胞基底部嗜碱性，顶部嗜酸性，这是由于存在酶原颗粒（图6A和6C）。DLM引起的肝毒性导致大多数肝细胞空泡化，表现为核固缩。空泡状肝细胞呈脂肪变性。血窦明显充血、扩张并含有血细胞（图6B）。饲喂L-137后，肝脏的组织结构明显正常。肝细胞在两个嗜碱性层之间显示嗜酸性层（图6C）。DLM+L-137组中肝脏与胰腺部分保持正常结构，无血窦充血，少量脂肪变性（图6D）。
脾脏组织结构呈正常的白髓和红髓，巨噬细胞中心在其中分布或聚集（图7A）。在DLM组，脾脏表现出典型的坏死灶，白髓减少（图7B）。而在L-137组，脾脏的组织结构显示淋巴细胞（白髓）的局限性增多，黑色素巨噬细胞在脾脏组织增多（图7C）。在DLM+L-137组的鱼中，脾脏没有坏死，黑色素巨噬细胞中心略有增加，白髓相对增多，红髓周围淋巴细胞浸润增多（图7D）。
总结：L137能缓解DLM造成的毒性影响，包括肝功能、血清蛋白、血液分布，抗氧化剂水平及免疫应答水平。DLM影响的鱼组织病理学表现为肠、脾、肝和鳃的损伤，而饲喂添加L-137后在相同组织中的损伤明显减轻。因此，L-137作为饲料添加剂可以对尼罗罗非鱼具有完全的保护作用，减缓DLM引起的毒性。
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