| 翟文花,蒙家泽,李彦文,刘白林,莫测辉.微囊藻毒素-LR暴露对蚯蚓氧化应激及肠道微生物的影响[J].农业环境科学学报,2025,44(3):829-838. |
| 微囊藻毒素-LR暴露对蚯蚓氧化应激及肠道微生物的影响 |
| Effects of microcystin-LR on oxidative stress and intestinal microbiome in earthworms |
| 投稿时间：2025-01-07 |
| DOI：10.11654/jaes.2025-0015 |
| 中文关键词: 微囊藻毒素 赤子爱胜蚓 毒性效应 肠道微生物 土壤污染 |
| 英文关键词: microcystins Eisenia fetida toxic effects intestinal microbiome soil contamination |
| 基金项目:国家自然科学基金面上项目（42277415，42377236，42477223）；广东省自然科学基金面上项目（2023A1515010806） |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 翟文花 | 暨南大学生命科学技术学院, 广东省环境污染控制与修复材料工程中心, 广州 510632 | | | 蒙家泽 | 暨南大学生命科学技术学院, 广东省环境污染控制与修复材料工程中心, 广州 510632 | | | 李彦文 | 暨南大学生命科学技术学院, 广东省环境污染控制与修复材料工程中心, 广州 510632 | tlyw@jnu.edu.cn | | 刘白林 | 暨南大学生命科学技术学院, 广东省环境污染控制与修复材料工程中心, 广州 510632 | liubl2014@lzu.edu.cn | | 莫测辉 | 暨南大学生命科学技术学院, 广东省环境污染控制与修复材料工程中心, 广州 510632 | |
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| 中文摘要: |
| 为探究微囊藻毒素-LR（Microcystin-LR，MC-LR）对土壤动物的毒性效应，本研究采用土壤接触实验，利用酶活性检测、透射电镜与高通量测序等技术，研究了不同含量MC-LR（50、150、500 μg·kg-1）污染胁迫对赤子爱胜蚓（Eisenia fetida）抗氧化防御系统及肠道微生物群落结构的影响。结果表明：蚯蚓表皮肌层的损伤程度与MC-LR暴露量之间存在明显的剂量效应关系。高含量MC-LR处理组中，蚯蚓丙二醛（MDA）含量最高（34.5 U·g-1），纤维素酶（CL）活性最低（200.5 U·g-1）。随着MC-LR暴露量的升高，蚯蚓总抗氧化能力（T-AOC）和谷胱甘肽S-转移酶（GST）活性均呈现先升高后降低的趋势。蚯蚓肠道微生物群落结构多样性显著高于周围土壤（P<0.05），其中假单胞菌门（Pseudomonadota）、放线菌门（Actinobacteria）和芽孢杆菌门（Bacillota）为肠道优势菌群。MC-LR胁迫使得蚯蚓肠道微生物群落的遗传信息通路和代谢通路丰度呈现下降趋势。研究表明，MC-LR对蚯蚓的抗氧化系统产生明显的胁迫效应，降低了蚯蚓肠道的消化能力及肠道微生物丰度，进而干扰了蚯蚓正常的遗传信息传递及代谢通路运行。 |
| 英文摘要: |
| To investigate the toxic effects of Microcystin-LR（MC-LR）on soil fauna, this study employed a soil contact experiment, utilizing techniques such as enzyme activity assays, transmission electron microscopy, and high-throughput sequencing to examine the impacts of MC-LR contamination at varying concentrations（50, 150 μg·kg-1, and 500 μg·kg-1）on the antioxidant defense system and intestinal microbial community structure of earthworm（Eisenia fetida）. Results showed that MC-LR exposure damaged the muscular layers of the earthworms in a dose-dependent manner. In the high-concentration treatment, the content of MDA peaked（34.5 U·g-1）, while the activity of CL reached its lowest value（200.5 U ·g-1）. With the increase of MC-LR concentrations, both the T-AOC level and the GST activity in the earthworm increased firstly and then decreased. The α diversity of bacterial communities in the earthworm gut was significantly higher than that in the surrounding soil（P<0.05）, with Pseudomonadota, Actinobacteria and Bacillota being the dominant flora in the gut. The abundance of genetic information pathway and metabolic pathway of the earthworm gut microbial community were decreased by exposure to MC-LR. This study demonstrated that MC-LR exerts significant stress effects on the antioxidant system of earthworms, reduces their intestinal digestive capacity and gut microbial abundance, and consequently disrupts the normal transmission genetic information and the functioning of metabolic pathways in earthworms. |
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