《Harmful Algae》：Effects of long-term stress from different concentrations of microcystin-LR on gill tissue morphology and physiological function in the Chinese mitten crab (
Eriocheir sinensis)
编辑推荐：
•MC-LR诱导中华绒螯蟹鳃组织剂量依赖性组织病理学损伤，并抑制其生长表现。•鳃组织中的氧化应激和抗氧化反应在MC-LR暴露下呈剂量依赖性升高。•能量代谢向无氧糖酵解方向转变，在较高MC-LR剂量下耗氧量受损。•中华绒螯蟹鳃组织中的氧化应激与能量代谢和离子转运障碍密切相关。引
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MC-LR诱导中华绒螯蟹鳃组织剂量依赖性组织病理学损伤，并抑制其生长表现。
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鳃组织中的氧化应激和抗氧化反应在MC-LR暴露下呈剂量依赖性升高。
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能量代谢向无氧糖酵解方向转变，在较高MC-LR剂量下耗氧量受损。
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中华绒螯蟹鳃组织中的氧化应激与能量代谢和离子转运障碍密切相关。
引言
微囊藻毒素（MCs）是蓝藻水华期间产生的次级代谢产物，是影响水生生物健康的重大环境风险因子。随着全球变暖加剧和水体富营养化，MCs已成为水产养殖环境中最为普遍和有害的污染物之一（Komatsu等，2013；Schmidt等，2013）。全球范围内淡水蓝藻水华的发生频率、强度和持续时间均显著增加。MCs已在温带、亚热带和寒带的各类水体中被检测到不同浓度的污染（Wan等，2025；Wood等，2014）。在200多种MC变体中，微囊藻毒素-LR（MC-LR）占自然水体MCs总量的46.0%–99.8%（Chen等，2016；Liu等，2022）。在夏季和秋季蓝藻水华高峰期，中国太湖等大型湖泊的MC-LR浓度可超过7500 ng·L?1，远超世界卫生组织（WHO）饮用水临时指导值1 μg·L?1（Wu等，2006）。在美国俄亥俄州伊利湖，水华期间MC-LR峰值浓度可超过100 μg·L?1，且即使在水体中未检测到毒素的区域，水生生物体内也检测到了MC-LR的积累，反映了MC-LR在水生环境中的生态风险（Carey等，2012；Zimba等，2006）。在自然水生生态系统中，MC-LR不仅存在于水柱中，还会在水–沉积物界面经历主动转运和积累过程（Wan等，2025）。蓝藻细胞衰老裂解后，细胞结合的MC-LR被释放至溶解态，随后分配至悬浮颗粒物上，并沉降积累于表层沉积物中（Garcia等，2010；Sabatini等，2015）。因此，沉积物既是MC-LR的主要汇，也是其长期储库，在水华消散后仍可持续造成毒素暴露。此外，沉积物结合的MC-LR在环境条件变化（如生物扰动、再悬浮或缺氧）时可能重新释放至上覆水体，为底栖群落造成持续性的二次污染源（Ross等，2026；Shao等，2026）。已有研究证实，MC-LR通过水体暴露和摄食途径进入水生生物体内，可导致鱼类和甲壳类的生长速率下降、繁殖力降低、免疫功能失调，甚至死亡（Baganz等，2004；Gene等，2019；Sun等，2021）。
鳃是甲壳类动物重要的呼吸器官，MC-LR可通过水体接触和滤食两条途径在鳃组织中积累，产生毒性效应。这会导致鳃上皮细胞结构损伤，表现为鳃丝肿胀、上皮脱落和鳃次级鳃片融合等病理病变（Pinho等，2005）。MC-LR还可直接损伤离子泵转运功能，通过特异性阻断鳃组织中Na?-K?-ATP酶的关键去磷酸化过程，诱导渗透调节功能障碍（Canelo，日期不详；Imsland等，2003；Zhang等，2025）。然而，现有研究主要为短期急性暴露实验，缺乏对中华绒螯蟹在长期亚慢性暴露下鳃组织适应反应和累积毒效应的深入探究，而后者在水产养殖环境中更为常见。中华绒螯蟹等底栖生物长期栖息于沉积物–水界面，这与MC-LR在水体中的富集部位相吻合，表明中华绒螯蟹面临持续的MC-LR暴露风险。
本研究探讨了梯度MC-LR暴露对中华绒螯蟹鳃组织的影响。通过组织病理学分析、生化指标和代谢组学手段，考察了鳃组织的生理功能，旨在阐明不同浓度MC-LR对中华绒螯蟹鳃组织的毒性效应及其潜在机制。研究结果为甲壳类水产养殖中蓝藻毒素的风险评估和防控提供科学依据。
章节摘要
实验材料
中华绒螯蟹（13.8 ± 1.3 g）购自中国江苏省高淳市固城湖蟹研究所。经过7天驯化期后，随机选取处于间壳期的蟹只进行48小时MC-LR半致死浓度（LC??）测定（图S1），设置浓度为0.1 μg·L?1、1 μg·L?1、10 μg·L?1、20 μg·L?1和50 μg·L?1。每个浓度设三个重复，每个重复20只蟹，急性暴露期间不投喂饲料。
生长指标和组织病理学变化
本实验测定的48小时LC??为31.72 μg·L?1（图S2）。MC-LR暴露28天后，四组蟹的最终体重分别为17.6 ± 2.7 g（对照组）、16.8 ± 2.2 g（TG1）、16.6 ± 1.6 g（TG2）和15.7 ± 2.1 g（TG3）。对应存活率分别为90.0 ± 4.08%、86.25 ± 4.79%、77.5 ± 5.00%和68.75 ± 4.79%，TG2和TG3组的存活率显著低于对照组（P < 0.05）。四组的肝胰脏指数（HSI）值分别为19.26 ± 4.82、17.92……
生长指标和组织病理学变化
MC-LR是蓝藻的次级代谢产物，通过沉降进入沉积物。中华绒螯蟹作为底栖生物，长期栖息于沉积物–水界面，因此面临持续的蓝藻毒素暴露。底栖环境中普遍存在的低氧条件进一步延缓了蓝藻毒素的降解速率，从而延长并加剧了底栖生物的暴露程度（De Andrade等，2014；Guan等，2026；Li等，2020）。这……
结论
本研究表明，不同浓度的MC-LR长期暴露对中华绒螯蟹的存活率、鳃组织形态和生理功能具有显著影响，且浓度越高毒性越明显。三个浓度的MC-LR暴露均破坏了鳃组织的结构完整性并诱导了显著的氧化应激，其中高浓度暴露导致严重的组织病理学病变以及……
作者贡献声明
行一甫 & 田健：撰写—初稿撰写，撰写—审阅与编辑。朱轩易 & 张璐：软件、验证。冯一凡 & 朱启斌：数据整理。付龙龙 & 杨嘉欣：构思和设计实验。所有作者均审阅了最终稿件。
CRediT作者贡献声明
行一甫：撰写—初稿撰写。田健：撰写—初稿撰写。朱轩易：数据整理。朱启斌：软件。冯一凡：软件。付龙龙：撰写—审阅与编辑。杨嘉欣：撰写—审阅与编辑，指导。
行一甫|田健|朱轩易|朱启斌|冯一凡|付龙龙|杨嘉欣
