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抗生素一直被广泛应用于水产养殖生物的抗菌药物或人类的各种感染性疾病。随着抗生素用量的不断增加与滥用,抗生素类药物的使用已引起全球性环境及健康问题。磺胺甲恶唑作为水产养殖使用量最大的抗生素之一,其有机化合物经常在海洋环境中被检测到,并作为一种新兴环境污染物已成为一大研究热点。近年来磺胺甲恶唑对水生生物的研究主要集中在鱼类、虾类和头足类的毒性效应,然而有关环境污染物磺胺甲恶唑对刺参的毒性效应与肠道菌群及其代谢产物的研究尚不充分。本研究通过磺胺甲恶唑暴露对刺参造成的影响,探讨磺胺甲恶唑对刺参肠道组织结构、肠道菌群和功能特征及其宿主代谢产物带来的负面影响。本研究的主要结论如下:1.为探明磺胺甲恶唑胁迫下对刺参生长的影响,本文设置0mg/L、400mg/L、600mg/L、800mg/L、1000mg/L、1200mg/L、1400mg/L、1600mg/L、1800mg/L不同浓度对刺参进行96h LC50毒性实验。结果显示,磺胺甲恶唑对刺参96h的LC50值为1252.93mg/L。结合LC50数据,设置磺胺甲恶唑胁迫刺参的浓度为对照组（DZ:0mg/L）、低浓度组（SN:1200ng/L）、高浓度组（SU:1200ug/L）。结果显示,在35d时,与DZ组相比,SN组刺参的特定生长率出现显著差异（P＜0.05）,而SU组无显著差异。第56d时,与DZ组相比,SN组和SU组刺参的特定生长率均出现显著性差异（P＜0.05）,而SN组刺参特定生长率出现负增长。2.利用H.E染色和镜检方法,开展磺胺甲恶唑胁迫下对刺参肠道组织的研究。结果显示,随着磺胺甲恶唑浓度的升高,黏膜层厚度逐渐降低,其中DZ组为41.14±3.52μm,SN组为32.34±9.65μm和SU组为30.04±7.47μm,且肌肉层也表现出随着磺胺甲恶唑浓度升高而呈现下降趋势。与DZ组相比,SN与SU组中肠道微绒毛变短变少,其吸收的表面积也变窄,因而表现水肿或炎症反应,不利于刺参肠道组织的消化吸收。3.利用16S rRNA高通量测序技术,开展不同浓度磺胺甲恶唑对刺参肠道菌群的研究,结果显示,与DZ组相比,SN与SU组刺参肠道菌群结构呈现出显著性差异,SU组刺参肠道菌群丰度和菌群多样性呈显著下降趋势（P＜0.05）。门水平上,DZ、SN和SU组中刺参肠道优势菌门均为变形菌门,相对丰度高于64.5%,其中DZ组的次优势菌门和最大的差异菌门均为疣微菌门,SN组的次优势菌门和最大的差异菌门均为为拟杆菌门。属水平上,DZ组的差异菌属为乳酸乳球菌（Lactobacillales）和芽孢杆菌属（Bacilli）,SN和SU组的差异菌属分别为lutibacter和罗尔斯通氏菌（Ralstonia）。随着磺胺甲恶唑浓度的升高,刺参肠道出现菌群单一化现象（罗尔斯通氏菌相对丰度占比为81.6%）。基于KEGG代谢通路数据库,共注释到390条三级代谢通路,可聚集到44条二级代谢通路（P＜0.05）,6条一级代谢通路。DZ、SN和SU组3组肠道菌群差异代谢通路主要体现在代谢方面,具体表现为:DZ组集中在氨基酸代谢方面,SN组以膜运输、脂质代谢、氨基酸代谢为主,SU组以碳水化合物代谢、脂质代谢、外源生物降解与代谢为主。研究表明,环境中高浓度磺胺甲恶唑会影响刺参的肠道菌群的结构特征,具体表现为肠道菌群结构单一化和功能失调。4.利用非靶向代谢组学技术开展磺胺甲恶唑胁迫下刺参肠道菌群差异代谢产物分析,结果显示,鉴定到354种代谢物,与DZ组相比,SN组差异代谢产物主要集中在L-苏氨酸（L-Threonine）、L-谷氨酸（L-Glutamic acid）、柠檬酸（Citric acid）、花生四烯酸（Arachidonic acid）、神经酸（Nervonic Acid）和二十二碳五烯酸（Docosapentaenoic acid）等,SU组差异代谢产物主要集中在神经酸（Nervonic Acid）、十二碳五烯酸（Docosapentaenoic acid）、神经酸（Nervonic Acid）和二十二碳四烯酸（Docosapentaenoic acid）等。基于KEGG Pathway数据库注释,SN组差异代谢产物主要富集在不饱和脂肪酸的生物合成（Biosynthesis of unsaturated fatty acids）、氨酰-tRNA生物合成（Aminoacyl-tRNA biosynthesis）与三羧酸循环（Citrate cycle）代谢通路。SU组差异代谢产物富集到不饱和脂肪酸的生物合成（Biosynthesis of unsaturated fatty acids）代谢通路。研究表明,不同浓度的磺胺甲恶唑胁迫下刺参肠道代谢产物存在明显差异,从而富集到机体内的代谢代谢通路也发生显著变化,其研究结果为不同浓度磺胺甲恶唑胁迫下刺参肠道菌群与其代谢产物相关性研究奠定理论基础。5.将高通量测序数据与代谢组学进行关联分析,筛选磺胺甲恶唑胁迫下刺参肠道差异菌群与宿主代谢物。结果显示,差异显著的代谢物为甘氨脱氧胆酸（Glycoursodeoxycholic acid）、氧化型谷胱甘肽（L-Glutathione oxidized）、L-胱氨酸（L-Cystine）、二十二碳五烯酸（Diaminopimelic acid）与差异菌群罗尔斯通氏菌（Ralstonia）、Actinomyces（放线菌）、假单胞菌（Pseudomonas）、纤维弧菌属（Cellvibrio）、Lutibacter存在显著相关性。研究代谢物与肠道菌群的相关性,为了解菌群在各种代谢产物的表达、发展过程中的作用,提供一种新的研究思路。