微塑料對(duì)近江牡蠣免疫力的影響

牟紅莉, 王瑞旋, 王 俊, 林小植, 王江勇

微塑料對(duì)近江牡蠣免疫力的影響

牟紅莉1, 4, 王瑞旋2, 王 俊3, 林小植2, 王江勇5

(1. 上海海洋大學(xué) 海洋科學(xué)學(xué)院, 上海 201306; 2. 韓山師范學(xué)院, 廣東 潮州 521041; 3. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué), 廣東 廣州 510642; 4. 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南海漁業(yè)資源開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣東 廣州 510300; 5. 惠州學(xué)院, 廣東 惠州 516007)

為探究微塑料對(duì)牡蠣免疫力的影響, 該研究對(duì)近江牡蠣(平均殼長: 6.6 cm)采用殼內(nèi)推注的方式注入不同濃度的聚苯乙烯微塑料(0.05、0.5、5 mg·L–1, 以無菌生理鹽水為稀釋液), 分別脅迫24 h、48 h和72 h后, 檢測分析牡蠣鰓組織的免疫指標(biāo)(堿性磷酸酶(AKP)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、過氧化氫酶(CAT)、一氧化氮合成酶(NOS)和乙酰膽堿酯酶(AChE))的變化。結(jié)果顯示, 在脅迫24 h后, 微塑料濃度對(duì)AKP的活力有顯著影響(<0.05)。SOD、AKP和結(jié)構(gòu)型一氧化氮合成酶的活性呈現(xiàn)明顯的先升后降的趨勢。在脅迫48 h后, 微塑料濃度上升導(dǎo)致A-chE活力顯著下降(<0.05), CAT、SOD和AKP呈現(xiàn)先升后降的趨勢。在脅迫72 h后, 微塑料濃度的升高, AKP和AChE的活力呈現(xiàn)先降后升的趨勢, 而SOD、CAT和誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶的活力與之呈現(xiàn)相反的趨勢, 顯示先升后降的趨勢。隨時(shí)間和濃度的增長, MDA處于一直上升的趨勢。以上結(jié)果表明, 微塑料可使牡蠣產(chǎn)生免疫應(yīng)激反應(yīng), 且脅迫時(shí)間越長, 牡蠣免疫應(yīng)激反應(yīng)越劇烈。

近江牡蠣; 微塑料; 酶活力; 免疫指標(biāo)

微塑料通常指上限為5 mm的塑料纖維、顆粒或薄膜等[1-2]。據(jù)估計(jì), 微塑料正以每年4.8×106～12.7× 106t的速度增長[3]。統(tǒng)計(jì)顯示, 2014年全球海洋環(huán)境中微塑料總量大概在7×103～35×103t之間[4], 塑料垃圾達(dá)到海洋垃圾總量的80%～85%[5]。海洋環(huán)境中的微塑料主要來自陸源塑料垃圾的輸入及海上塑料垃圾的分解[6]。陸源塑料垃圾進(jìn)入海洋環(huán)境后在物理(風(fēng)、環(huán)流等)、化學(xué)(光氧化、自然老化)和生物等共同作用下, 裂解成更多更小的塑料碎片, 由于塑料材質(zhì)輕盈, 可以隨水流擴(kuò)散到世界各地[7]。因此, 在世界各地的海岸灘涂, 表層海水及海底沉積物和海洋生物中均能發(fā)現(xiàn)微塑料的存在[8-9]。自然界中微塑料往往與環(huán)境污染物共存, 一方面由于微塑料具有高比表面積, 能吸附環(huán)境中的重金屬抗生素等有毒有害物質(zhì), 進(jìn)一步導(dǎo)致生物產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)和能量代謝紊亂[10-11]。另一方面, 微塑料在老化過程中能釋放出其加工過程中添加的塑化劑、阻燃劑、顏料等化學(xué)物質(zhì), 海洋生物在攝入微塑料后可能直接暴露于浸出的添加劑。這種添加劑和單體可能會(huì)導(dǎo)致生物體內(nèi)分泌紊亂, 影響生物體繁殖發(fā)育[12-14]。已有研究表明, 一次性聚乙烯塑料袋中的瀝出液可以顯著影響文蛤()的仔體發(fā)育[15]。

由于微塑料尺寸較小, 加上海洋貝類的特殊生活習(xí)性, 致使大多數(shù)海洋貝類可通過海水濾食作用直接或者間接攝入微塑料, 從而導(dǎo)致微塑料進(jìn)入貝類消化組織[16], 而且微塑料還會(huì)通過貝類機(jī)體細(xì)胞的吞噬作用轉(zhuǎn)移到貝體內(nèi)血淋巴、肌肉等組織器官中[17]。有報(bào)道顯示, 中國沿海25個(gè)沿海城市的貽貝和17個(gè)城市的養(yǎng)殖牡蠣體內(nèi)均發(fā)現(xiàn)微塑料, 其中50%以上以纖維形狀存在[18-19]。在世界范圍內(nèi), 出售的養(yǎng)殖貝類體內(nèi)均發(fā)現(xiàn)微塑料[20-21]。研究發(fā)現(xiàn)微塑料會(huì)堵塞貝類腸道(即肝胰臟), 影響貝類的生殖、免疫和神經(jīng)等系統(tǒng)[22-23], 貝類體內(nèi)的微塑料還可以發(fā)生營養(yǎng)級(jí)的傳遞, 可通過食物鏈的傳遞直接或間接進(jìn)入人體, 從而對(duì)人類的健康造成嚴(yán)重的威脅[24]。

近江牡蠣()是中國重要經(jīng)濟(jì)貝類之一, 分布廣泛, 主要生長于中國河口水域。近江牡蠣通常是固著生長, 不能自主移動(dòng), 常年通過濾食水體中的有機(jī)或無機(jī)碎屑生存, 對(duì)外界環(huán)境的變化較為敏感, 其健康水平與水體環(huán)境息息相關(guān)[25-26]。因此本研究為探究微塑料對(duì)牡蠣免疫力的影響, 選用近江牡蠣作為分析對(duì)象, 以不同濃度的聚苯乙烯微塑料進(jìn)行脅迫, 檢測分析鰓組織中的免疫指標(biāo)(堿性磷酸酶(AKP)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、過氧化氫酶(CAT)、一氧化氮合成酶(NOS)和乙酰膽堿酯酶(AChE))的變化, 為微塑料對(duì)濾食性生物的潛在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

受試生物: 健康的近江牡蠣(殼長: 6.6 cm), 采自廣東省惠州市惠東縣鐵涌鎮(zhèn)(鹽度: 15～35, pH: 7.76～7.82, 水溫: 25.8 ℃)。

養(yǎng)殖條件: 將牡蠣置于玻璃缸中暫養(yǎng)7 d, 以適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室條件。暫養(yǎng)期間的養(yǎng)殖用水鹽度為20, 連續(xù)曝氣1 d后使用, 水溫控制在(24±1) ℃左右, 暫養(yǎng)期間在每只牡蠣側(cè)邊開一小孔以便后期推注微塑料溶液。

實(shí)驗(yàn)所用微塑料(聚苯乙烯, PS)購于上海麥克林生化科技有限公司, 粒徑為4mm, 顏色為紅色, 形狀為球狀。

1.2 方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)置3個(gè)聚苯乙烯成分的微塑料濃度梯度: 0.05、0.5、5 mg·L–1(以無菌生理鹽水為稀釋液), 每個(gè)濃度設(shè)置3個(gè)平行。因牡蠣殼厚且附著物較多會(huì)影響微塑料的作用效果及濃度的準(zhǔn)確計(jì)算, 同時(shí)利用牡蠣陰干情況下數(shù)天不死亡的特性, 因此采用向殼內(nèi)推注微塑料液體的方式。通過牡蠣側(cè)邊的小孔, 用5 mL一次性注射針管推注聚苯乙烯懸液到近江牡蠣體腔, 推注時(shí)勿傷及肌肉組織。實(shí)驗(yàn)共有120只健康牡蠣, 聚苯乙烯微塑料的推注劑量為1 mL/只。每個(gè)實(shí)驗(yàn)容器(容積為120 L的玻璃缸內(nèi))中放入10只牡蠣干露, 室溫為(25±1) ℃, 同步設(shè)對(duì)照組(3個(gè)平行), 推注無菌生理鹽水。分別在注射24 h、48 h和72 h后, 在每個(gè)缸內(nèi)隨機(jī)取樣3只測定其酶活力。每隔12 h清理缸內(nèi)排泄物和死亡牡蠣。

1.2.2 樣品采集

脅迫實(shí)驗(yàn)結(jié)束后, 將牡蠣解剖, 取鰓組織, 用預(yù)冷的PBS緩沖液清洗后移至凍存管中, 液氮速凍后轉(zhuǎn)移到–80 ℃冰箱保存, 用于相關(guān)酶活力的檢測。

1.2.3 酶活力測定

準(zhǔn)確稱取鰓組織重量, 按重量(g): 體積(mL)=1∶9的比例加入9倍體積的勻漿介質(zhì)(生理鹽水), 制成10%的勻漿, 3 500 r·min–1離心10 min取上清。采用試劑盒(南京建成生物工程研究所)分別檢測近江牡蠣的總蛋白和AKP、MDA、SOD、CAT、NOS和AChE活力, 實(shí)驗(yàn)操作均按照試劑盒說明書進(jìn)行。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

用SPSS 22.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(±SD)表示。微塑料濃度對(duì)牡蠣各指標(biāo)的影響采用單因素方差(One-way ANOVA)和LSD多重比較進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析, 以0.05作為差異顯著的標(biāo)志, 以0.01作為差異極顯著的標(biāo)志。

2 結(jié)果

2.1 微塑料對(duì)近江牡蠣堿性磷酸酶(AKP)活力的影響

不同濃度的微塑料對(duì)近江牡蠣鰓組織的AKP活力有影響(圖1)。微塑料脅迫24 h和48 h后, 微塑料濃度升高使AKP活力呈先增加后降低的趨勢, 但仍高于對(duì)照組。當(dāng)微塑料濃度增加到0.5 mg·L–1, 其AKP活力與對(duì)照組有顯著差異(<0.05)。脅迫72 h的趨勢與脅迫24 h和48 h相反, AKP活力呈先降低后增加的趨勢, 但仍顯著低于對(duì)照組(0.05)。從整體來看, AKP的活力隨時(shí)間變化呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢, 對(duì)AKP活力的影響顯著(<0.05)。

2.2 微塑料對(duì)近江牡蠣超氧化物歧化酶(SOD)活力的影響

微塑料濃度對(duì)牡蠣鰓組織的SOD活力影響不顯著(>0.05, 圖2)。隨著微塑料濃度的升高, SOD活力呈先增加后降低的趨勢, 尤其是微塑料濃度達(dá)到5 mg·L–1時(shí), SOD活力顯著降低(<0.05)。從脅迫時(shí)間長短來看, SOD的活力隨時(shí)間變化呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢, 對(duì)SOD活力的影響顯著(0.05)。

圖1 微塑料對(duì)近江牡蠣堿性磷酸酶(AKP)活力的影響

注: 字母(a、b)表示不同微塑料濃度對(duì)酶活力(x±SD)存在的顯著性差異, 字母(A、B)表示不同時(shí)間對(duì)酶活力(x±SD)存在的顯著性差異。

圖2 微塑料對(duì)近江牡蠣中總超氧化物歧化酶(SOD)活力的影響

2.3 微塑料對(duì)近江牡蠣過氧化氫酶(CAT)活力的影響

微塑料濃度對(duì)牡蠣鰓組織的CAT活力影響不顯著(>0.05, 圖3)。微塑料脅迫24 h后, CAT活力無明顯變化; 脅迫48 h后, CAT活力呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢, 微塑料質(zhì)量濃度達(dá)到0.5 mg·L–1, CAT變化達(dá)到顯著(<0.05)。脅迫時(shí)間長短來看, CAT的活力隨時(shí)間變化呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。

2.4 微塑料對(duì)近江牡蠣丙二醛(MDA)的影響

微塑料濃度對(duì)牡蠣鰓組織的MDA濃度影響不顯著(>0.05, 圖4)。隨著微塑料濃度的升高, MDA濃度呈現(xiàn)遞增趨勢。當(dāng)微塑料質(zhì)量濃度達(dá)到5 mg·L–1時(shí), 與對(duì)照組之間存在顯著差異(<0.05), 同時(shí)MDA達(dá)到最大值13.26 nmol·mL–1。微塑料脅迫時(shí)間的長短對(duì)牡蠣體內(nèi)MDA濃度變化影響不顯著(>0.05), 隨脅迫時(shí)間的延長, MDA濃度上升。

圖3 微塑料對(duì)近江牡蠣過氧化氫酶(CAT)活力的影響

圖4 微塑料對(duì)近江牡蠣丙二醛(MDA)濃度的影響

2.5 微塑料對(duì)近江牡蠣乙酰膽堿酯酶(AChE)活力的影響

微塑料濃度對(duì)牡蠣鰓組織的AChE活力影響不顯著(>0.05, 圖5)。當(dāng)微塑料脅迫牡蠣24 h后, 微塑料濃度的升高, AChE活力呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢, 但仍小于對(duì)照組, 對(duì)照組的AChE活力最高為0.48U·mg–1。微塑料作用于牡蠣48 h后, 微塑料濃度上升導(dǎo)致AChE活力顯著下降(<0.05)。隨暴露時(shí)間的延長, A-chE的活力持續(xù)降低。

圖5 微塑料對(duì)近江牡蠣乙酰膽堿酯酶(AChE)活力的影響

2.6 微塑料對(duì)近江牡蠣一氧化氮合成酶(NOS)活力的影響

微塑料濃度對(duì)牡蠣鰓組織NOS的影響見圖6。本次實(shí)驗(yàn)主要檢測誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)和結(jié)構(gòu)型一氧化氮合成酶(structural nitric oxide synthase, cNOS)。在微塑料作用牡蠣24 h之后, 隨著微塑料濃度的升高, iNOS活力無顯著變化(>0.05), cNOS活力均大于對(duì)照組。在微塑料作用牡蠣72 h后, 微塑料濃度升高, iNOS活力無顯著變化(>0.05), cNOS活力在微塑料濃度為5 mg·L–1有顯著變化(<0.05)。微塑料脅迫時(shí)間的長短對(duì)iNOS活力有顯著影響(0.05), 對(duì)cNOS活力無顯著影響(>0.05)。這兩種不同分型的NOS活力均符合一個(gè)趨勢, 即脅迫72 h的牡蠣具有的NOS活力更高。

圖6 微塑料對(duì)近江牡蠣一氧化氮合成酶(NOS)活力的影響

注: 誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS)和結(jié)構(gòu)型一氧化氮合成酶(structural nitric oxide synthase, cNOS)都屬于一氧化氮合成酶(NOS)

3 討論

貝類屬于濾食性生物, 環(huán)境海域中大量海水不斷被牡蠣的鰓組織過濾, 鰓組織會(huì)多次聚集積累污染物, 因此周圍環(huán)境的任何不利變化都可在鰓組織中得以體現(xiàn)[27]。當(dāng)微塑料作用于貝類時(shí), 可以損傷牡蠣正常細(xì)胞結(jié)構(gòu), 尤其是牡蠣配子和胚胎[28]。此外還導(dǎo)致牡蠣產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng), 產(chǎn)出活性氧、自由基等有害物質(zhì), 機(jī)體調(diào)節(jié)CAT、SOD和AKP等抗氧化酶清除有害物質(zhì), 減少微塑料對(duì)牡蠣的氧化損害[29]。AChE可通過乙酰膽堿影響免疫活性因子的活性進(jìn)而影響活性氧的生成, NOS控制一氧化氮活力幫助機(jī)體清除氧自由基, 降低微塑料對(duì)牡蠣的氧化損傷[30-31], 而MDA可表示微塑料對(duì)牡蠣的氧化損傷程度。

AKP是一種磷酸單酯酶, 通常用于評(píng)估生物體免疫狀態(tài)[32]。AKP參與多種代謝過程, 如解毒、大分子的代謝和生物合成, 調(diào)節(jié)膜運(yùn)輸, 參與轉(zhuǎn)磷酸作用, 促進(jìn)體內(nèi)的鈣磷代謝, 維持體內(nèi)適宜的鈣磷比例, 同時(shí)也是海洋無脊椎動(dòng)物的重要溶酶體酶[33-34]。在本實(shí)驗(yàn)中, 聚苯乙烯微塑料濃度對(duì)鰓組織的AKP影響表現(xiàn)為“先升后降”的趨勢。陳夢玲等[35]將黑海參() 暴露在聚苯乙烯環(huán)境下也出現(xiàn)相同的結(jié)果。本研究中, 當(dāng)脅迫時(shí)間達(dá)到72 h時(shí), 實(shí)驗(yàn)組的AKP活性均低于對(duì)照組, 初步推測是牡蠣機(jī)體降低AKP的活性以維持組織細(xì)胞正常的生理活動(dòng)或因溶酶體膜受損, 使得滲透性改變, 導(dǎo)致AKP活性受到限制, 而目前已有研究證明微塑料能影響溶酶體膜的穩(wěn)定性[36], 破壞細(xì)胞膜的完整性[37], 從而導(dǎo)致本研究中AKP活性隨脅迫時(shí)間和濃度的增長而呈現(xiàn)先增后減的趨勢。

SOD是生物體清除氧自由基的抗氧化酶, 可以催化超氧陰離子歧化為分子氧和過氧化氫, 是機(jī)體抗氧化防御的第一道防線[38]。有報(bào)道顯示, 斑馬貽貝()的SOD活性隨著微塑料濃度的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢[39]。同樣的, 本研究中SOD活性呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢, 這表明聚苯乙烯微塑料脅迫可誘導(dǎo)牡蠣產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng), 從而刺激SOD活性提升, 有助于清除生物體內(nèi)的自由基。但高濃度微塑料和長時(shí)間暴露使牡蠣體內(nèi)吞噬活性、呼吸暴發(fā)活性增強(qiáng)而持續(xù)產(chǎn)生的大量活性氧自由基得不到及時(shí)有效地清除有關(guān), 活性氧自由基對(duì)機(jī)體造成了氧化損傷, 削弱了機(jī)體內(nèi)SOD的免疫應(yīng)答能力[40-41], 故SOD的活力呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。

CAT是貝類氧化應(yīng)激通路中防止活性氧形成必不可少的酶[42], 存在于紅細(xì)胞及某些組織內(nèi)的過氧化體中, 它的主要作用是催化過氧化氫分解成氧和水, 阻止其轉(zhuǎn)化為活性更高的羥自由基(·OH)[43-45]。已有研究表明貝類CAT和SOD等抗氧化酶的表達(dá)量隨著聚苯乙烯的持續(xù)時(shí)間和微塑料濃度而增加[46], 而SOD和CAT能有效地影響活性氧濃度[31]。因此, 本研究中牡蠣鰓組織CAT活力隨著微塑料濃度的增加有上升的趨勢, 表明聚苯乙烯塑料使近江牡蠣的細(xì)胞內(nèi)氧自由基增加, 機(jī)體協(xié)調(diào)CAT的活力來維持體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡。

MDA是脂質(zhì)過氧化作用的產(chǎn)物。當(dāng)生物體受到污染物脅迫時(shí), 會(huì)誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生活性氧, 過多的活性氧將引發(fā)脂質(zhì)過氧化, 產(chǎn)生大量脂質(zhì)過氧化代謝產(chǎn)物[47-48]。通過本研究發(fā)現(xiàn), 隨著微塑料濃度的升高, 近江牡蠣鰓組織中的MDA也逐漸增加, 這與Teng等人[30]研究長牡蠣()暴露于聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯的結(jié)果一致。同時(shí)本研究顯示隨著暴露時(shí)間的延長, 同一濃度下的牡蠣鰓組織中的MDA濃度呈上升趨勢, 提示在微塑料的脅迫下, 近江牡蠣很可能產(chǎn)生大量的活性氧, 從而造成牡蠣脂質(zhì)過氧化, 且暴露時(shí)間越長, 氧化損傷越嚴(yán)重。

AChE是乙酰膽堿代謝酶, 可催化分解乙酰膽堿成為膽堿和乙酸的水解反應(yīng), 也是生物神經(jīng)傳導(dǎo)中的一種關(guān)鍵酶。乙酰膽堿一般通過與免疫細(xì)胞表面上的乙酰膽堿受體結(jié)合, 通過抑制細(xì)胞因子的合成來實(shí)現(xiàn)免疫調(diào)節(jié)的目的[49]。AChE活性易受到外源化合物(如有機(jī)磷、氨基甲酸酯農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、重金屬和表面活性劑)的抑制[50-52]。截形斧蛤()在聚乙烯和聚丙烯的聯(lián)合暴露下, 其鰓、消化腺以及肌肉中的AChE活力顯著下降[53]。本研究結(jié)果與之相同, 初步確定牡蠣在微塑料脅迫下, AChE活性受到抑制, 導(dǎo)致體內(nèi)乙酰膽堿的濃度升高。

NOS能專一催化L-精氨酸轉(zhuǎn)化為L-瓜氨酸和一氧化氮(nitric oxide, NO)。NO是一種信號(hào)傳遞分子和活性因子, 可與體內(nèi)的氧自由基結(jié)合, 生成強(qiáng)氧化基, 對(duì)機(jī)體起保護(hù)作用, 同時(shí)NO對(duì)許多病原體有毒, 具有抑制脂質(zhì)過氧化和清除自由基的作用, 被認(rèn)為是先天免疫反應(yīng)的重要組成部分[54]。由于NO半衰期短, 所以體內(nèi)NO的生物作用完全依賴于NOS。NOS根據(jù)不同的組織分布和催化活性可分為神經(jīng)型一氧化氮合酶、內(nèi)皮型一氧化氮合酶和iNOS。其中神經(jīng)型和內(nèi)皮型一氧化氮合酶為cNOS, 其催化活性需要高濃度的Ca2+/CaM才可合成少量的NO, 而iNOS主要由巨噬細(xì)胞在炎性因子和細(xì)胞因子的刺激下, 產(chǎn)生相對(duì)高濃度的NO, 發(fā)揮巨噬細(xì)胞的功能[55]。NO的作用與其濃度相關(guān), 低濃度下發(fā)揮往往促進(jìn)細(xì)胞增殖和抗凋亡作用, 而高濃度時(shí)不利于細(xì)胞生長而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[56]。在微塑料作用24 h后, 僅cNOS的活力增加, iNOS的活力基本與對(duì)照組一致, 表明此時(shí)牡蠣機(jī)體僅產(chǎn)生少量的NO減弱自由基的傷害。當(dāng)微塑料作用72 h后, iNOS顯著增加(<0.05), 產(chǎn)生了大量的NO參與貝類的免疫防御過程。

4 結(jié)論

本研究表明, 不同濃度的微塑料對(duì)近江牡蠣免疫相關(guān)指標(biāo)(SOD、CAT、MDA、AKP、NOS、AChE)具有不同程度的影響, 尤其對(duì)AKP、AChE和NOS的影響顯著(<0.05), 證實(shí)了成分為聚苯乙烯的微塑料脅迫會(huì)引起近江牡蠣的免疫應(yīng)答, 且微塑料脅迫時(shí)間越長, 近江牡蠣的免疫應(yīng)激反應(yīng)越劇烈。

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Effect of polystyrene microplastics on oyster immunity

MOU Hong-li1, 4, WANG Rui-xuan2, WANG Jun3, LIN Xiao-zhi2, WANG Jiang-yong5

(1. Shanghai Ocean University, College of Marine Science, Shanghai 201306, China; 2. Hanshan Normal University, Chaozhou 521041, China; 3. South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China; 4. South China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences/Key Laboratory of South China Sea Fishery Resources Exploitation & Utilization, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Guangzhou 510300, China; 5. Huizhou University, Huizhou 516007, China)

We aimed to study the effect of microplastics on oyster immunity by injecting oysters (average shell length: 6.6 cm) with different concentrations of polystyrene microplastics (0.05, 0.5, and 5 mg·L-1, with sterilized saline water as diluent) via intrashell injection(without damaging the soft tissue of oyster). The gills were sampled at 24, 48, and 72 h, respectively, and the activities of six immune-related indices, including alkaline phosphatase (AKP), superoxide dismutase (SOD), malondialdehyde (MDA), catalase (CAT), nitric oxide synthase (NOS), and acetylcholinesterase (AChE), were determined. After 24 h of treatment, the concentration of microplastics had a significant effect on gill AKP activity in the oysters (0.05). AKP, SOD, and structural NOS initially increased and subsequently decreased. After 48 h of treatment, increasing the microplastic concentration led to a significant decrease in AChE activity (0.05), and CAT, SOD, and AKP initially increased and subsequently decreased. After 72 h of microplastic exposure, the activities of AKP and AChE initially decreased and then increased with an increase in microplastic concentration, whereas the activities of SOD, CAT, and inducible NOS initially increased and subsequently decreased. TheMDA content increased with time and concentration of microplastics.These results show that microplastics induce an immune stress response in oysters, and longer stress time causes a more intense immune stress response.

oyster; microplastics; enzyme activity; immune index

Aug. 10, 2021

[National Natural Science Foundation Program, No. 31902416; Research Project on Drug Resistance Transmission Patterns and Main Mechanisms of Aquatic Bacteria, No. 2022ZDX4029; Research Project on the Transmission Mechanism of Multiple Drug Resistance in Aquatic Vibrio, No. 2021ZDJS041]

S917.4

A

1000-3096(2023)9-0053-08

10.11759/hykx20210810002

2021-08-10;

2021-11-24

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 (31902416); 水生細(xì)菌的耐藥性傳遞規(guī)律及主要機(jī)制研究(2022ZDX4029); 水生弧菌多重耐藥性的傳遞機(jī)制研究(2021ZDJS041)

牟紅莉 (1996—), 女, 漢族, 四川眉山人, 碩士研究生, 主要從事微塑料對(duì)貝類的污染研究, E-mail: 2797678008@qq.com; 王瑞旋(1979—), 通信作者, 女, 漢族, 廣東揭陽人, 副研究員, 主要從事貝類微生態(tài)研究, E-mail: wangruixuan@scsfri.ac.cn

(本文編輯: 楊 悅)