满江红（Azolla pinnata）缓解二甲戊灵（Pendimethalin）对尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）毒性作用的研究：为水产养殖健康发展保驾护航

在水产养殖中，农药污染威胁鱼类健康。研究人员开展了满江红（AZ）对二甲戊灵（PD）诱导尼罗罗非鱼毒性影响的研究。结果显示 AZ 能缓解 PD 毒性，提升鱼的生长、免疫等。这为水产养殖提供了绿色可持续的策略。

　　在广袤的水域中，水产动物正面临着诸多严峻的挑战。农药、重金属以及其他各类环境污染物，如同潜藏在暗处的 “杀手”，时刻威胁着它们的健康与生存。其中，除草剂的不合理使用，使得水生生态系统遭受污染，鱼类等非靶标生物首当其冲。二甲戊灵（Pendimethalin，PD）作为埃及农业中常用的一种芽前除草剂，广泛应用于各类农作物的杂草防治。然而，随着其使用量的不断增加，PD 在环境中的残留问题日益凸显，它能够通过排水、渗漏等途径进入水体和土壤，凭借其生物累积性在环境中持久存在，对水生生物构成潜在的巨大威胁。

目前，针对除草剂对鱼类的有害影响，相关的生物修复研究十分有限。了解 PD 对鱼类的毒性影响，对于保护水生生物多样性、维护水生生态系统的平衡至关重要。在此背景下，来自埃及动物健康研究所（Animal Health Research Institute，AHRI）等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究，旨在探究 PD 对尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）的毒性作用，以及满江红（Azolla pinnata，AZ）在其中的保护作用。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为水产养殖领域提供了重要的参考依据。

研究人员为开展此项研究，运用了多种关键技术方法。首先，精心挑选尼罗罗非鱼，将其随机分组，构建不同处理组进行对照实验。在实验过程中，定期对鱼的生长性能指标进行测定，如体重、体长等。通过采集血液、组织样本，运用血细胞计数、生化分析、抗氧化活性检测、组织切片染色等技术，分析各项生理生化指标以及组织病理学变化。还进行了细菌感染挑战实验，评估鱼的免疫抵抗能力。

下面来详细了解一下研究结果：

1. 临床检查和大体病理学：在实验过程中，研究人员仔细观察鱼的行为和身体变化。结果发现，对照组（CTR）和满江红处理组（AZ）的鱼行为正常，没有出现任何异常症状。然而，暴露于二甲戊灵的组（0.5 PD 和 1 PD）则出现了一系列异常现象，如呼吸急促、身体抽搐、行动无力、在水面呼吸、身体失衡、静止不动以及鳃盖异常运动等。进一步检查还发现，这些鱼的皮肤出现黄色色素沉着，脾脏肿大，胆囊扩张，鳃和肠道也呈现出黄色。其中，1 PD 组的症状最为严重，而 0.5 PD + AZ 和 1 PD + AZ 组的症状相对较轻。这表明二甲戊灵对尼罗罗非鱼的身体造成了明显的损害，而满江红的添加在一定程度上减轻了这些症状。
2. 生长性能：实验结束后，研究人员对鱼的生长性能进行了全面评估。从各项生长指标来看，AZ 处理组在最终体重（W1）、体重增加量（WG）、增重率（G%）、总采食量（TFI）、特定生长率（SGR）、蛋白质摄入量（PI）和蛋白质效率比（PER）等方面表现最佳。1 PD 组的生长指标显著下降，表明二甲戊灵对尼罗罗非鱼的生长具有明显的抑制作用。而 0.5 PD 组的大部分生长参数没有显著下降，0.5 PD + AZ 和 1 PD + AZ 组的生长指标有所改善，接近对照组水平。此外，对照组、AZ 组和 0.5 PD + AZ 组的存活率（SR）达到 100%，而暴露于 PD 的组存活率显著降低，1 PD + AZ 组的存活率为 95.55%，也有所提高。这充分说明满江红能够有效促进尼罗罗非鱼的生长和存活，缓解二甲戊灵对其生长性能的负面影响。
3. 血液学和免疫参数：血液学指标是反映鱼体健康状况的重要依据。研究发现，PD 处理组的尼罗罗非鱼血红蛋白浓度（Hb）、红细胞计数（RBC）和红细胞压积（PCV）明显低于对照组，且呈剂量依赖性。同时，白细胞计数（WBC）、异嗜性粒细胞和单核细胞计数显著增加，淋巴细胞计数显著减少。而联合处理组（0.5 PD + AZ 和 1 PD + AZ）的血液学指标得到了显著改善，接近对照组水平。在免疫指标方面，PD 毒性导致吞噬活性（PA%）、吞噬指数（PINo）和溶菌酶活性显著降低，而 AZ 处理则显著提高了这些免疫指标，在 PD 暴露组中添加 AZ 后，免疫功能也得到了明显恢复。这表明满江红能够调节尼罗罗非鱼的血液学和免疫参数，增强其免疫功能，减轻二甲戊灵对免疫系统的损害。
4. 红细胞异常：红细胞的形态变化可以反映出鱼体受到的损伤程度。研究结果显示，暴露于 PD 的鱼红细胞出现了多种形态缺陷，如棘形红细胞、裂红细胞、皱缩红细胞、球形红细胞和微核等，且发生率与 PD 浓度呈正相关。而在添加满江红的组中，这些红细胞形态变化的百分比明显降低。这进一步证明了二甲戊灵对红细胞造成了氧化损伤，而满江红具有保护红细胞、减少形态异常的作用。
5. 生化参数：生化指标的变化能够反映鱼体内部器官的功能状态。与对照组相比，PD 处理组的尼罗罗非鱼肝损伤指标（AST、ALT 和 ALP）、肾损伤指标（尿素和肌酐）、血清皮质醇和葡萄糖水平显著升高，乙酰胆碱酯酶（ACHE）活性显著降低。添加满江红后，这些参数均恢复到接近对照组的水平。此外，AZ 组的总蛋白和球蛋白水平显著增加。这说明二甲戊灵对尼罗罗非鱼的肝脏和肾脏造成了损伤，引发了应激反应，而满江红能够减轻器官损伤，调节应激反应，维持体内的生化平衡。
6. 组织抗氧化能力和血清电解质平衡：氧化应激是生物体受到外界刺激时产生的一种有害反应。研究发现，PD 处理组的尼罗罗非鱼肝和鳃中超氧化物歧化酶（SOD）活性显著降低，丙二醛（MDA）含量显著增加，表明 PD 导致了氧化应激。而 AZ 处理组的 SOD 活性显著增加，MDA 含量降低，在 PD 暴露组中添加 AZ 也能改善氧化应激指标。在血清电解质平衡方面，PD 处理导致血清 K⁺活性增加，Cl^-水平降低，Na⁺浓度升高，而添加满江红后，血清电解质平衡得到明显改善。这表明满江红能够增强尼罗罗非鱼的抗氧化防御能力，维持血清电解质平衡，减轻二甲戊灵诱导的氧化应激和电解质紊乱。
7. 组织学评估：通过对鱼的肝脏、鳃和肠道等组织进行组织学检查，研究人员发现，PD 处理组的鱼肝脏出现肝坏死、胰腺变性和坏死、空泡变性、肝毛细血管充血以及黑色素巨噬细胞中心数量增加等病变；鳃出现上皮坏死、多灶性脱落、上皮增生、增厚和粘连以及炎症细胞浸润等病理变化；肠道出现绒毛变钝、退行性变化、粘膜坏死、绒毛长度减少、绒毛宽度增加、绒毛间隙增大和杯状细胞数量减少等异常。而在添加满江红的组中，这些组织的结构和形态得到了明显恢复，接近正常水平。这充分证明了满江红对尼罗罗非鱼组织具有保护作用，能够减轻二甲戊灵诱导的组织损伤。
8. 鱼对铜绿假单胞菌的抵抗力：为了评估鱼的免疫防御能力，研究人员进行了铜绿假单胞菌感染挑战实验。结果显示，AZ 组在感染后没有出现死亡，而对照组的死亡率为 25%。0.5 PD 和 1 PD 组的死亡率分别达到 35% 和 40%，但在添加满江红后，死亡率显著降低至 10%。同时，观察到 PD 暴露组的鱼在感染后出现皮肤色素沉着、尾巴糜烂、皮肤溃疡和出血等症状，而联合处理组的症状明显减轻。这表明满江红能够显著增强尼罗罗非鱼对铜绿假单胞菌的抵抗力，提高其免疫防御能力，有效减轻感染症状。

综合以上研究结果，该研究明确了二甲戊灵对尼罗罗非鱼的生长、免疫、血液学、组织学等方面具有显著的毒性作用，会导致鱼体出现生长抑制、免疫功能受损、氧化应激、组织损伤等一系列问题。而满江红作为一种天然的水生蕨类植物，具有显著的保护作用。它不仅能够促进尼罗罗非鱼的生长和存活，还能调节其免疫功能，增强抗氧化防御能力，减轻组织损伤，提高对细菌感染的抵抗力。这一研究成果对于水产养殖领域具有重要的意义，为开发绿色、可持续的水产养殖模式提供了新的思路和方法。满江红有望作为一种天然、经济且有效的饲料添加剂，应用于水产养殖中，以减少环境污染物对鱼类的危害，保障水产养殖的健康发展。同时，研究人员也指出，本研究存在一定的局限性，如实验在实验室条件下进行，与自然环境存在差异，未来需要进一步在不同的养殖环境中进行验证和研究，以更好地推广满江红在水产养殖中的应用。