膳食硒纳米颗粒缓解热应激诱导的光唇鱼生殖障碍，其中 MeSeCys 为关键生物活性硒物种

《Theriogenology》：Dietary selenium nanoparticles alleviate heat stress-induced reproductive impairment in Onychostoma macrolepis, with MeSeCys as a key bioactive selenium species

　　

摘要

本研究旨在探讨繁殖期水温升高是否会损害Onychostoma macrolepis（大理裂腹鱼）的雄性生殖功能，并评估饲料中添加硒纳米颗粒（SeNPs）能否减轻热应激引起的生殖损伤。在繁殖期内，随着水温升高，从5月9日到7月2日，精子总运动率、前向运动率、鞭打交叉频率（BCF）和质膜完整性分别下降了42.3%、66.5%、41.7%和约55%。水温升高还损害了睾丸的抗氧化状态，7月2日总抗氧化能力（T-AOC）下降约60%，丙二醛（MDA）含量升高约110%，同时伴有结构损伤、线粒体异常以及HSP70和NF-κB p65蛋白水平升高。饲料中添加0.1、0.3和0.9 mg/kg的SeNPs均能减轻热应激引起的生殖损伤，其中0.3 mg/kg的效果最为显著。在该剂量下，SeNPs改善了精子质量、抗氧化状态和受精能力，6月15日受精率提高约20%，7月2日提高超过100%。进一步分析显示，SeNPs显著提高了睾丸中硒酸盐、SeCys₂、MeSeCys和SeMet的含量。体外实验进一步表明，MeSeCys是维持精子运动率、稳定ROS水平和提高受精能力最有效的硒物种。总体而言，这些结果表明热应激是导致O. macrolepis生殖性能下降的关键因素，而SeNPs通过减轻氧化应激来缓解生殖损伤，其中MeSeCys可能是关键的生物活性硒物种。

章节摘要

引言

Onychostoma macrolepis（O. macrolepis）是中国的特有鲤科鱼类，广泛分布于长江、黄河和海河流域。在陕西省秦岭-巴山地区，O. macrolepis主要栖息于高海拔、低水温的河流中。O. macrolepis是一种具有重要经济价值的本土鱼类，也被用于人工繁殖和增殖放流。因此，维持种鱼稳定的生殖性能对

伦理声明

本研究中的所有动物实验程序均经西北农林科技大学动物护理和使用委员会（中国杨凌）批准（许可编号：AAEWV-NWSUAF-DK2021058，日期：2021-1-20）以及浙江省淡水渔业研究所（ZJDSS-2022013）批准。

SeNPs和饲料的制备

SeNPs的制备按照我们先前研究[20]中描述的方法进行。简言之，枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）首先在37°C的有氧条件下振荡培养24小时（150 rpm）。富硒枯草芽孢杆菌的

水温升高诱导O. macrolepis睾丸热应激并降低精子质量

在O. macrolepis的人工繁殖过程中，采样期间水温上升了10.5°C，从5月9日的14.0°C升至7月2日的24.5°C。根据连续多年收集的人工繁殖记录，繁殖后期（图2A、B、G）受精率下降了50%以上。在从繁殖中期向后期过渡期间，随着水温升高，精子总运动率、前向运动率、BCF和

讨论

在O. macrolepis的人工繁殖过程中，繁殖后期观察到受精能力显著下降。这种下降可能与该物种的生殖生态特征密切相关。O. macrolepis具有上游洄游和分批产卵的生殖特征[3]，而水温是影响鱼类产卵场选择的关键生态因子[4]。在人工饲养条件下，种鱼无法洄游至水温较凉的

结论

总之，SeNPs通过增强睾丸和精子的抗氧化能力，减轻了O. macrolepis热应激引起的生殖损伤。这种保护作用可能是通过睾丸中生物活性硒物种的积累介导的，特别是MeSeCys，其可能通过减少氧化损伤和维持膜完整性来改善精子功能。由于已在多个物种中报道了SeNPs的有益效果，未来研究应阐明具体的

CRediT作者贡献声明

蒋文平：方法学。程顺：软件。刘石立：初稿撰写、软件。迟美俐：可视化、调查研究。罗俊之：项目管理。董吴子：审阅与编辑。陈志龙：审阅与编辑。潘维平：验证、软件、数据整理。郑健波：可视化、调查研究。李飞：资源、经费获取。朱超：审阅与编辑、概念化

经费来源

本研究得到"温程"科技计划基金（编号：2023NKY07）、中国富硒产业研究院研发项目（编号：2021FXZX04-01）、陕西省重点科技项目（编号：2018ZDXM-NY-034）以及陕西省创新能力支撑计划项目（编号：2018-TD-021）的支持。

利益冲突声明

作者声明不存在任何竞争性经济利益关系。

致谢

感谢银源生态资源保护公司为本研究提供O. macrolepis。

朱超|潘维平|郑健波|刘石立|迟美俐|蒋文平|程顺|罗俊之|董吴子|陈志龙|李飞

农业农村部健康淡水养殖重点实验室，浙江省淡水养殖遗传育种重点实验室，浙江省淡水渔业研究所，浙江湖州 313001，中国