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为探究啶酰菌胺（BO）对水生生物呼吸功能和肠道健康的影响，研究人员让斑马鱼暴露于不同浓度 BO 溶液 21 天。结果发现，BO 影响斑马鱼呼吸功能，导致肠道菌群失调。这为评估 BO 对水生生物的危害提供依据，敲响环境安全警钟。
在现代农业蓬勃发展的背后，各类农药的广泛使用引发了诸多环境与生物健康问题。琥珀酸脱氢酶抑制剂（SDHI）类杀菌剂作为农业生产中的重要 “帮手”，其销量近年来持续攀升。这类杀菌剂的作用机制是占据泛醌的底物结合位点，抑制呼吸链复合体 II（ succinate dehydrogenase，SDH）中电子从琥珀酸向泛醌的转移，干扰病原体的能量产生，从而达到抑制病原体生长、使其死亡的目的。然而，越来越多的研究发现，这类杀菌剂对非靶标生物也存在潜在危害。
啶酰菌胺（Boscalid，BO）作为一种常见的 SDHI 类杀菌剂，凭借其稳定的化学性质，在全球范围内被广泛应用。但这也导致它频繁出现在各类水环境中。在美国，约 75% 的地表水样本中检测到 BO，部分最高浓度达 109 ng/L；在加利福尼亚，沿海流域沉积物中的 BO 浓度高达 36 μg/L，近 90% 的沉积物样本中都有它的踪迹；英国 2009 - 2020 年的监测数据显示，地表水和地下水中 BO 的最大检测浓度分别为 100 μg/L 和 2.4 μg/L 。在欧洲的部分地区，50% 的水样中能检测到 BO，甚至有两个样本超出了饮用水农药阈值 0.1 μg/L。不仅如此，在葡萄酒、花粉以及雄性蜜蜂体内也检测到了 BO。如此广泛的存在，使得人们不得不担忧它对水生生物乃至整个生态系统的影响。
鱼类作为水生生态系统的重要组成部分，其肠道微生物群是一个复杂的生态系统，对鱼类的营养吸收、抵御病原体入侵以及免疫调节起着至关重要的作用 。同时，鱼类的呼吸功能和脂质代谢紧密协调，共同维持生命活动的正常运转。然而，目前关于 BO 对水生生物肠道微生物群和呼吸功能的影响却知之甚少。为了填补这一知识空白，河南科技大学的研究人员开展了一项极具意义的研究，相关成果发表在《Aquatic Toxicology》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，利用 16S rRNA 基因测序技术，分析斑马鱼肠道微生物群的组成变化；其次，借助商业检测试剂盒测定呼吸链复合体 II 的活性；此外，还通过组织病理学分析，观察鳃组织和肠道组织的病理变化情况。
呼吸功能相关研究结果
- 鳃组织病理变化：研究发现，斑马鱼暴露于 0.1 mg/L 和 1.0 mg/L 的 BO 溶液 21 天后，鳃丝出现聚集现象，黏液细胞数量减少。这表明 BO 对鳃组织的正常结构造成了破坏，影响了鳃的气体交换功能。
- 鳃盖运动变化：暴露 14 天后，1.0 mg/L BO 处理组斑马鱼的鳃盖运动显著减少。鳃盖运动是鱼类呼吸的外在表现，其减少意味着鱼类呼吸频率降低，进一步反映出呼吸功能受到抑制。
- 呼吸链复合体 II 活性变化：经检测，暴露于 0.1 mg/L 和 1.0 mg/L BO 的斑马鱼，其呼吸链复合体 II 的活性明显下降。呼吸链复合体 II 在细胞能量产生过程中发挥着关键作用，其活性降低会影响细胞的能量供应，进而影响鱼类的呼吸功能。
肠道功能相关研究结果
- 肠道微生物群组成变化：通过 16S rRNA 基因测序分析，发现暴露于 1.0 mg/L BO 的斑马鱼肠道微生物群组成发生显著改变。其中，有益菌（如鲸杆菌属 Cetobacterium）的相对丰度大幅降低，而与能量代谢和免疫途径相关的病原菌（如罗尔斯顿菌属 Ralstonia、军团菌属 Legionella、不动杆菌属 Acinetobacter、埃希氏菌属 / 志贺氏菌属 Escherichia/Shigella ）的相对丰度显著增加 。这一变化预示着肠道微生物群的平衡被打破，可能引发一系列肠道健康问题。
- 肠道组织病理变化：对肠道组织进行组织病理学分析发现，暴露于 BO 的斑马鱼肠道上皮细胞出现坏死和脱落现象，杯状细胞数量减少。杯状细胞能分泌黏液，对肠道黏膜起到保护作用，其数量减少会削弱肠道的屏障功能，加重对肠道健康的不利影响。
- 功能预测分析结果：宏基因组功能预测分析进一步揭示，BO 诱导的肠道微生物群变化对斑马鱼的能量代谢和免疫途径存在潜在影响。这意味着 BO 不仅改变了肠道微生物群的组成，还可能干扰了斑马鱼体内重要的生理代谢和免疫调节过程。
综上所述，该研究首次证实，亚致死剂量的 BO 暴露会破坏淡水鱼的肠道结构和肠道微生物群组成，影响与脂质代谢和免疫相关的肠道微生物，增加病原体入侵的风险。同时，BO 作为一种 SDHI 类杀菌剂，会抑制呼吸链复合体 II 的活性，导致鳃组织发生病理变化，鳃盖运动减少，进而对斑马鱼的呼吸功能产生不利影响。这一研究成果为评估 BO 在水环境中的生态风险提供了重要依据，也提醒人们在使用这类杀菌剂时，需要更加谨慎地权衡其利弊，关注其对水生生物和生态系统的潜在危害，为保护水生生态环境提供了关键的理论支持。
