摘要
纳米塑料(NPs)作为新兴的环境污染物,已经广泛存在于水体中。NPs不仅容易被水生生物摄入体内,影响其生长、代谢、行为和繁殖,还能通过食物链进行富集和传递,进而对水生动物和人类健康构成潜在威胁。为了保障人类食品安全,寻找一种能够缓解NPs对鱼类损伤的方法显得尤为重要。然而,目前有关饲料添加剂对NPs诱导的鱼类毒性效应的影响研究还十分匮乏。姜黄素(CUR)是一种天然的香辛料提取物,具有良好的抗氧化、降血脂、降血糖、抗炎等药理作用。脂质体作为CUR的载体能够有效提高CUR在水中的溶解度和生物利用度,而且还具有独特的靶向性、缓释性、生物相容性较高和易制备等特点。因此,纳米姜黄素(NCUR)作为饲料添加剂能否在NPs胁迫下对水产养殖鱼类产生保护效果值得研究。本文以广东省大规模养殖、经济价值高的大口黑鲈(Micropterus salmoides)为研究对象,探究NCUR对NPs诱导的大口黑鲈生长性能、氧化应激、血清生化指标、组织损伤和肠道菌群的影响并探讨其分子机制,为NCUR作为饲料添加剂缓解NPs诱导的水产养殖鱼类损伤的研究提供参考。具体研究内容和结果如下: 1、纳米塑料对大口黑鲈的毒性效应 本研究旨在评估现实水环境中NPs对大口黑鲈生长性能、抗氧化能力、组织病理学和肠道菌群的影响。选取225尾初始体重为14.56±0.09 g的大口黑鲈。暴露试验共分为3个处理组:对照组(水体中不含NPs),10μg/L NPs组(L-NPs)和100μg/L NPs组(H-NPs)。每组设3个重复,每个重复25尾鱼,试验时间为19天,并在第7天进行一次采样。结果显示,NPs对大口黑鲈的增重率(WG)、特定生长率(SGR)、采食量(FI)、饲料系数(FCR)及存活率均无显著影响(P>0.05)。暴露7天后L-NPs组大口黑鲈肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,以及H-NPs组的SOD活性和丙二醛(MDA)含量显著高于对照组(P<0.05),但是H-NPs组的CAT活性显著低于对照组(P<0.05)。暴露19天后L-NPs组的CAT活性和还原型谷胱甘肽(GSH)含量,以及H-NPs组的SOD和CAT活性显著高于对照组(P<0.05)。H-NPs能够引起大口黑鲈鱼鳃、肝脏和肠道组织损伤,并诱导大口黑鲈肠道菌群失调。综上所述,NPs能够诱导大口黑鲈氧化应激、组织损伤和肠道菌群失调。 2、纳米姜黄素对纳米塑料诱导的大口黑鲈损伤的影响 本研究旨在探讨在饲料中添加NCUR对NPs诱导的大口黑鲈生长性能、氧化应激、血清生化指标、组织损伤和肠道菌群的影响。选取480尾初始体重为11.52±0.00 g的大口黑鲈。养殖试验共分为4个处理组:对照组(水体中不含NPs和饲喂基础饲料),0.2% NCUR组(水体中不含NPs和饲喂NCUR饲料),100 μg/L NPs组(水体中含NPs和饲喂基础饲料),0.2% NCUR+100μg/L NPs组(水体中含NPs和饲喂NCUR饲料)。每组设3个重复,每个重复40尾鱼,试验时间为21天。结果显示,养殖21天后NPs组大口黑鲈的终末均重、WG和SGR显著低于对照组和NCUR组(P<0.05),以及NPs组的FI显著低于对照组(P<0.05)。对照组大口黑鲈肝脏中SOD和CAT活性显著低于NCUR组、NPs组和NCUR+NPs组(P<0.05)。NCUR组和NCUR+NPs组大口黑鲈血清中甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量,以及谷丙转氨酶(ALT)活性显著低于NPs组(P<0.05)。NCUR可以缓解NPs诱导的大口黑鲈肝脏和肠道组织损伤。与对照组和NPs组相比,NCUR+NPs组大口黑鲈肝脏中SOD、CAT和Keap1基因显著上调(P<0.05)。与对照组相比,NCUR 组和 NCUR+NPs 组的Nrf2、Keap1、SIRT1、PPARα和PCK1基因显著上调(P<0.05)。与NPs组相比,NCUR组和NCUR+NPs组的FoxO1和PPARα基因显著下调(P<0.05)。双因素方差分析显示NPs和NCUR在SOD和 CAT 活性,总胆固醇(T-CHO)和 TG 含量,SOD、Nrf2、SIRT1、FoxO1、PPARα和PCK1基因表达量上存在显著交互作用。NCUR在一定程度上可以使NPs胁迫下大口黑鲈肠道微生物恢复稳态。综上所述,NCUR具有缓解水体中NPs诱导的大口黑鲈损伤的潜力。