慢性铅胁迫对日本沼虾硫氧还蛋白和热应激蛋白系统基因表达及肠道菌群的影响

• 作者: 丁志丽 刘翥 周厚杰 李小雨 杜明川 田钰滢 聂欢 郑纯纯
• 来源期刊: 动物营养学报
• 学科: 农学
• 关键词: 热应激蛋白 硫氧还蛋白 肠道菌群 铅 日本沼虾
• 年，卷（期）: 2019,（11）
• 所属期刊栏目: 研究简报
• 页码范围: 5379-5391
• 页数: 13页
• 分类号: S963
• 字数: 7877字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1006?267x.2019.11.055

摘要

本试验旨在研究水体铅的慢性胁迫对日本沼虾硫氧还蛋白和热应激蛋白系统基因表达及肠道菌群的影响.将450尾均重为(0.10±0.02) g的日本沼虾随机分为3组,每组3个重复,每个重复50尾,进行为期60 d的慢性胁迫试验.水体铅的胁迫浓度分别为0 (对照组) 、13.13和26.26 μg／L.试验结束后,采用实时荧光定量PCR分析肝胰腺中硫氧还蛋白( Trx) 、硫氧还蛋白还原酶( TrxR) 、热应激蛋白60( HSP60) 、热应激同源蛋白70( HSC70)和热应激蛋白90( HSP90) mRNA相对表达量,同时通过16S rRNA高通量测序对日本沼虾肠道菌群组成及多样性进行分析.结果发现:1)慢性铅胁迫抑制TrxR和Trx mRNA表达,26.26 μg／L组TrxR和Trx mRNA相对表达量显著低于对照组( P＜0.05 ) . 2 )随着铅浓度的增加, HSP60 和 HSC70 mRNA相对表达量逐渐降低,26.26 μg／L组HSP60和HSC70 mRNA相对表达量显著低于对照组( P＜0.05 ) ,而 HSP90 mRNA 相对表达量呈先增加后降低的趋势, 13.13 μg／L 组 HSP90 mRNA相对表达量显著高于其余2组( P＜0.05) . 3)从门水平上分析日本沼虾所有组的肠道菌群,其主要以3个优势菌门为主,分别为变形菌门( Proteobacteria) 、厚壁菌门( Firmicutes)和软壁菌门( Tenericutes) .采用常规方差统计肠道菌群丰度发现,未分类气单胞菌种( Aeromonas un?classified)的相对丰度在铅胁迫后显著下降( P＜0.05) .采用线性判别分析效应值( LEfSe)方法分析肠道宏基因组,发现对照组与26.26 μg／L组肠道菌群存在差异,对照组中肠杆菌属( Enter?obacteriales) 、肠杆菌科( Enterobacteriaceae) 、肠杆菌目( Enterobacter) 、柠檬杆菌属( Citrobact?er) 、疣微菌目( Verrucomicrobiae) 、疣微菌纲( Verrucomicrobiales) 、疣微菌科( Verrucomicrobiace?ae)相对丰度较高,而26.26 μg／L 组中变形菌纲( Deltaproteobacteria) 、黄杆菌纲( Flavobacteri?ia) 、黄杆菌目( Flavobacteriaceae) 、黄杆菌科( Flavobacteriales) 、黄杆菌属( Flavobacterium) 、拟杆菌门( Bacteroidetes)和井杆菌属( Phreatobacter)相对丰度较高.由此可见,慢性铅胁迫降低日本沼虾肝胰腺Trx和TrxR的转录水平,调控HSP60、HSC70和HSP90 mRNA相对表达量,且日本沼虾肠道内存在不受慢性铅胁迫干扰的核心微生物门类,但高浓度的铅胁迫会产生丰度有显著性差异的菌群,维持正常代谢的菌群丰度减少,与降解污染物、调节机体免疫和抗氧化应激相关的菌群丰度增加.