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为探究阿维菌素(ABA)对大口黑鲈的毒性及姜黄素的保护作用,研究人员用亚致死浓度 ABA(0.012 μg/L)处理幼鱼,并以 0 - 200 mg/kg 姜黄素干预。发现 ABA 致血液参数、激素紊乱及组织损伤,姜黄素(尤其 200 mg/kg)可缓解毒性,呈剂量依赖。为水产抗农药污染提供思路。
在水产养殖蓬勃发展的当下,各类挑战却如影随形。其中,农药随雨水径流等进入水体造成的污染问题日益凸显。阿维菌素(ABA)作为广泛使用的农药,其脂溶性强且降解缓慢,易在鱼类等水生生物体内蓄积。已有研究表明,ABA 会对鱼类产生多种毒性,如引发氧化应激、免疫抑制,还会造成遗传毒性、神经毒性和肝毒性等,严重威胁着水生生态系统和人类健康。然而,关于 ABA 对大口黑鲈这一重要淡水养殖物种的生殖和神经毒性影响,相关研究却存在空白。鉴于此,四川农业大学的研究人员开展了相关研究,旨在探究 ABA 对大口黑鲈的生殖和神经毒性,以及姜黄素对其的保护作用。该研究成果发表在《Aquaculture》上,为水产养殖中应对农药污染问题提供了重要的科学依据。
研究人员选用健康的大口黑鲈幼鱼(体重 12.25 ± 0.23 g)作为实验对象,将其暴露于亚致死浓度的 ABA(0.012 μg/L)中,同时分别用 0 mg/kg、50 mg/kg、100 mg/kg 和 200 mg/kg 剂量的姜黄素进行处理。研究中主要采用了以下关键技术方法:对幼鱼的生长率、存活率进行监测;检测血液学指标(如血红蛋白、红细胞(RBC)计数、白细胞(WBC)调节等)和激素水平(如雌二醇(E?)、睾酮(T));对性腺和脑组织进行组织病理学评估;分析性腺和脑组织中的细胞增殖、凋亡情况以及基因表达。
血液学和激素变化及姜黄素的改善作用
研究发现,ABA 暴露显著降低了大口黑鲈的血红蛋白和 RBC 计数,并打乱了 WBC 的正常调节,这与其他鱼类的相关研究结果一致。虽然 ABA 对 E?和 T 水平的直接影响有限,但较高剂量的姜黄素(100 mg/kg 和 200 mg/kg)能显著提高雌性个体的 E?水平和雄性个体的 T 水平。
组织病理损伤及姜黄素的缓解效果
ABA 暴露对大口黑鲈的性腺和脑组织造成了严重的组织病理损伤。性腺出现了细胞结构紊乱、凋亡细胞增多等现象,脑组织也观察到神经元变性、炎症细胞浸润等病变。而姜黄素处理,尤其是 200 mg/kg 剂量,能够明显减轻这些组织损伤,使细胞结构趋于正常,凋亡细胞数量减少。
细胞增殖与凋亡及基因表达分析
进一步研究发现,ABA 暴露导致性腺和脑组织中的细胞增殖减少,凋亡显著增加。基因表达分析表明,ABA 使应激相关基因表达上调,而与生殖和神经功能密切相关的基因表达下调。姜黄素则通过抑制氧化应激和炎症反应,逆转了这些基因表达的异常,恢复了细胞增殖和凋亡的平衡。
剂量依赖的保护作用
回归分析证实,姜黄素对 ABA 诱导的毒性具有剂量依赖性保护作用,其中最高剂量的姜黄素(200 mg/kg)表现出最强的改善效果。
综合研究结果表明,亚致死浓度的 ABA(0.012 μg/L)会导致大口黑鲈血液学参数和激素水平紊乱,躯体指标异常,性腺和脑组织出现严重的组织病理损伤,这些变化与关键分子通路的基因表达紊乱有关,进而损害了生殖和神经功能。而姜黄素作为一种天然的生物活性化合物,具有强大的抗氧化、抗炎和神经保护特性,能够通过减轻氧化应激和炎症反应,使血液学和激素参数正常化,缓解组织损伤,对 ABA 诱导的生殖和神经毒性起到显著的改善作用,且保护效果随剂量增加而增强。
该研究不仅揭示了阿维菌素对大口黑鲈的生殖和神经毒性机制,还为水产养殖中减轻农药污染对水生生物的危害提供了一种潜在的解决方案 —— 利用姜黄素作为饲料添加剂来缓解农药毒性。这对于保障水产养殖的健康发展、维护水生生态系统的稳定以及保障人类食品安全都具有重要的意义。它为进一步研究天然化合物在环境毒理学和水产养殖中的应用奠定了基础,也提醒人们在农业生产中应合理使用农药,加强对水体污染的治理,以保护水生生物和人类健康。