微塑料与镉、菲复合胁迫对七彩神仙鱼(Symphysodon haraldi)抗氧化免疫和能量代谢的影响

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微塑料污染作为环境问题的研究热点,在全世界都备受关注。在自然环境中,微塑料往往是和其他污染物相互作用共同存在的。微塑料具有比表面积大、疏水性强等特点,能吸附周围水环境中的重金属、有机污染物,特别是多氯联苯(PCBs)、多环芳烃(PAHs)等强疏水性的持久性有机污染物(POPs)。研究发现,世界各大淡水水源、地表水、甚至饮用水中均有微塑料被检出。据统计,亚马逊河流每年约有389000吨的河水被微塑料污染,同时由于工业活动增加、原油泄漏,该地区水域也存在着重金属和有机物污染,影响鱼类的生长存活。七彩神仙鱼(Symphysodon haraidi)属于鲈形目(Perciformes)慈鲷科(Cichlidae),是该地区特有的品种之一,后经人工培育成为最受喜爱的热带观赏鱼之一,极具观赏价值和经济价值。目前,七彩神仙鱼的生存环境也遭受着微塑料等多种污染物的威胁;并且由于其具有独特的抚育行为,因而常被用于生态毒理研究的模式生物。本文以七彩神仙鱼幼鱼(Symphysodon spp.)为研究对象,挑选同一批刚孵化的仔稚鱼喂养8周,来探究微塑料和镉、微塑料和菲对七彩神仙鱼的影响,以期为改善七彩神仙鱼的生长环境及渔业水域环境中微塑料和重金属、多环芳烃等污染物的生态风险评估提供科学依据。因此本研究分为两部分:1、微塑料与镉复合胁迫对七彩神仙鱼幼鱼的抗氧化免疫系统的影响为了探究微塑料和镉复合胁迫对七彩神仙鱼幼鱼抗氧化免疫系统的影响,本实验设置了3个微塑料浓度(0、50、500μg L-1)和2个镉浓度(0、50μg L-1),共6个暴露实验组;分别测定了七彩神仙鱼生长存活、抗氧化酶活性、氧化损伤水平和免疫指标。结果发现:暴露于微塑料和镉对七彩神仙鱼幼鱼的生长存活没有影响。单独暴露于微塑料中会使鱼体内金属硫蛋白(MT)含量和镉(Cd)积累减少;但会使机体内的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化氢酶(GPx)和谷胱甘肽(GSH)这四种抗氧化物质和丙二醛(MDA)、蛋白质羧基(PC)两种氧化损伤产物以及磷酸酶等免疫参数的含量均增加。共同暴露于微塑料和镉时,虽然会产生拮抗作用而使鱼体内CAT活性和GSH含量降低,但同样也会引起幼鱼的氧化损伤,导致机体PC含量的增加;激活其先天免疫系统。2、微塑料与菲复合胁迫对七彩神仙鱼幼鱼的能量代谢的影响为了探究微塑料和菲复合胁迫对七彩神仙鱼幼鱼能量代谢的影响,本实验设置了3个微塑料浓度(0、100、1000μg L-1)和2个菲浓度(0、50μg L-1),共6个暴露实验组。分别测定了七彩神仙鱼生长存活、能量存储、稳定同位素和化学计量学等相关指标。结果表明,暴露于微塑料和菲对七彩神仙鱼幼鱼的存活率和体长没有影响。暴露于微塑料降低了幼鱼的肝体比和肥满度,会消耗鱼体内的碳水化合物和磷脂等能量;但同时也会增加体内脂肪含量以维持体内的能量平衡和幼鱼正常的生长。单独暴露于微塑料或菲均会对幼鱼肝脏等解毒器官造成伤害。共同暴露于微塑料和菲会影响鱼体C、N、P元素的周转,致使稳定同位素和化学计量学发生变化,最终导致鱼体内能量存储发生改变,影响其体型和观赏价值。综上所述,本研究条件下,暴露于1000μg L-1浓度的微塑料和50μg L-1浓度的镉或菲中对七彩神仙鱼幼鱼的生长存活没有影响,但面对微塑料和镉的胁迫时会对鱼体产生氧化损伤,激活鱼体的抗氧化免疫系统;面对微塑料和菲的胁迫时会使鱼体内化学元素周转发生改变,影响鱼体内的能量代谢途径。该结果揭示了微塑料和其他污染物联合毒性对淡水鱼类可能产生的毒理学影响,为淡水鱼类的健康养殖和评价提供科学依据。
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