系统解析饲料聚乙烯微塑料对吉富罗非鱼的影响

宿主基因与肠道菌群的关系

饲料生产过程中存在微塑料(MPs)污染的风险，鱼类也易从水生环境中摄入MPs，MPs污染已被认为是一种影响渔业可持续发展的潜在威胁。因此，食源性MPs污染应引起足够重视，亟需查明其对养殖鱼类和饲料品质的作用程度。中国水产科学研究院长江水产研究所田娟副研究员团队系统研究了聚乙烯微塑料(PE-MPs，27μm和63μm)经9周慢性投喂，对吉富罗非鱼幼鱼生长性能、肠道菌群、肝脏代谢及脑-肝生长轴基因表达的影响。结果表明，PE-MPs以浓度依耐性方式降低罗非鱼的特定生长率和饲料利用率，显著提高肝体比值。摄食PE-MPs还显著降低了肠道蛋白酶和淀粉酶的活性。生物蓄积性的结果表明，大粒径PE-MPs(63 μm)容易被鱼体排泄，而小粒径PE-MPs (27 μm)则倾向于在肠道中积累。采用LEfSe方法确定了PE-MPs对各组肠道菌群构成的影响，具体表现为：降低鲸杆菌属、阿克曼属等益生菌相对丰度，提高邻单胞菌属相对丰度。代谢组学分析发现受PE-MPs调控的代谢途径主要包括氨基酸代谢、甘油磷脂代谢、核苷酸代谢等。采用RNA-seq分析脑和肝脏的差异表达基因主要富集于光周期和昼夜节律调控等生物学过程。通过对肝脏转录组和代谢通路的联合分析， TCA循环是富集最显著的代谢途径，其次是丙酸和丙酮酸代谢途径。此外，对肠道微生物组和肝脏转录组数据的整合分析确定了几种致病菌类群和免疫通路之间的显著关联。综上所述，MPs经食物途径对罗非鱼的生长性能产生了不利影响，引起肠道消化酶活性降低、改变肠道微生物的组成和肝脏代谢途径，并诱导昼夜节律关联基因的异常表达。研究结果已在Science of the Total Environment 杂志发表。

论文题目：Comprehensive understanding of the impacts of dietary exposure to polyethylene microplastics on genetically improved farmed tilapia (Oreochromis niloticus): tracking from growth, microbiota, metabolism to gene expressions.

发表时间：2022.06.08

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.156571