近日,農業與生物技術學院(婁底市農業科學研究所)銻礦區生態修複團隊在水體銻生態毒性領域取得了重要進展。論文發表于國際著名期刊《生態毒理學與環境宁静》(Ecotoxicology and Environmental Safety),論文名稱爲《基于生理、腸道菌群及代謝組學研究差异環境劑量銻袒露對成年斑馬魚毒性效應及腸道微生態的影響》(Integrated physiological, intestinal microbiota, and metabolomic responsesof adult zebrafish (Danio rerio) to subacute exposure to antimony atenvironmentally relevant concentrations)農生院(農科所)碩士研究生劉燦和本科生黃東妹爲論文配合第一作者,團隊成員鄭玉和白婧爲論文的配合通訊作者,我校爲論文第一單位。
銻(Sb)在自然界广泛漫衍, 是一种具有毒性和潜在致癌性的重金属。 高浓度的銻可對心脏、 肝、肺等多个组织器官造成损伤。 因此, 銻及其化合物被美国环保局及欧盟列为优先污染物, 2022 年中国也將銻列为重点管控新污染物。 中国是全球産銻第一大國,大量銻礦的開采和煉冶及含銻廢水的産生和排放對生態環境和人類康健造成汙染和損伤。中国西南部的乌江、资江都受到了严重的銻污染。有研究发现,“世界銻都”湖南锡矿山周边水體銻浓度最高可达 29.42 mg/L,为世界卫生组织饮用水尺度中銻限值的 5 884.6 倍,许多地方的銻浓度也凌驾了现行水生生物慢性袒露限值(30 ?g/L),水體銻污染形势严峻。研究讲明,水體情况中的重金属易富集在鱼类各组织器官中并干预腸道菌群的正常生活导致腸道微生态失调, 對生物体免疫、 代謝等生理性能造成严重损伤,但目前关于環境劑量銻對水生动物腸道微生态影响的研究相對匮乏,因此有须要研究其的生态毒性。


这项事情通过急性和差异環境劑量銻袒露的亚慢性实验,从差异環境劑量銻對斑马鱼的腸道毒性效应、 鱼体内 Sb 富集纪律、组织形态学變化、 氧化应激和腸道微生态變化五大方面评价探究銻袒露對水生生物的腸道毒性效应与腸道微生態的影響。研究发现,成年斑馬魚腸道代謝物在袒露濃度僅爲 30 ?g/L 時已受到嚴重幹擾,讲明銻袒露顯著影響代謝穩態,相關銻標准的制定應該基于腸道代謝變化方面去重新調整水生生物慢性銻袒露限值。去氧胆酸,胆固醇及其衍生物,磷脂酰乙醇胺等腸道代謝物含量的显著變化,进一步说明環境劑量銻袒露会引起腸道细菌氧化应激,导致炎症发生。熊去氧胆酸,三甲胺等脂质代謝物含量變化与其特定腸道菌属泛起出相关性讲明斑马鱼腸道微生物菌群對腸道微生态的维持起到重要作用。同时,LPS、棕榈酰多巴胺、褪黑素等与脑神经调治相关的代謝物含量變化与其特定腸道微生物菌属泛起相关性讲明腸道微生物菌群加入“微生物-腸-腦軸”调治。总之,環境劑量銻袒露對成年斑马鱼腸道毒性效应严重,可损坏腸道屏障,引发氧化应激,破坏腸道菌群动态平衡,导致腸道微生态失调,可能会通过“微生物-腸-腦軸”的庞大相互作用发生,最终可能导致腸道疾病的发生并影响到成年斑马鱼的脑部康健。該研究为湖南省非饮用地水源的銻尺度事情制定提供了全面的落理论支撑。
差异浓度銻袒露下斑馬魚各組織銻蓄积量及腸道组织损伤情况

斑马鱼腸道组织在差异浓度慢性袒露銻下氧化应激指标變化

銻袒露對成年斑马鱼腸道微生物群的影响

銻袒露對成年斑马鱼腸道微生物群的功效影響及微生物網絡圖

銻袒露對成年斑马鱼腸道微生物代謝的影响

銻袒露下成年斑马鱼腸道微生物与重要代謝物之间的关联图

環境劑量銻袒露對成年斑马鱼腸道微生態的影響
近年来,农业与生物技术学院以銻矿区生态修复为研究特色开展了大量基础及应用研究,获得了多项高水平研究结果,为满足湖南及娄底地方战略需求,着重解决銻矿区污染生态修复做出了孝敬。(图文:郑玉 一审:朱雄梅 二审:刘泽发 三审:向国红)
(原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2024.116326)