Effect of glyphosate-based herbicide roundup on hemato-biochemistry of Labeo rohita (Hamilton, 1822) and susceptibility to Aeromonas hydrophila infection.
Environ Sci Pollut Res Int · 2023 · 30:110298-110311 · PMID 37783989 · 등급5 동물·현장 동물실험 · 환경과 생태 > 수생생물 · 수생생물 · 제형(GBH)
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본 연구에서는 라비오 로히타(Labio rohita)의 혈액생화학적 프로파일을 평가하여 정체된 수계 시스템에서 글리포세이트 제초제의 주요 독성 영향을 조사하기 위해 종합적인 연구를 수행하였다. 어류의 질병 감수성을 확인하기 위해 상업 등급의 글리포세이트 제초제에 다양한 농도로 처리한 후 아어로모나스 하이드로필라(Aeromonas hydrophila)에 대한 도전 실험을 실시하였다. 정체 범위 탐색 생물학적 분석 및 확정 시험 결과, 글리포세이트의 96-시간 LC50 값은 10.16 mg L$^{-1}$이었다. 실험 어류는 28일 동안 2.06, 1.03, 및 0.63 mg l$^{-1}$의 세 가지 아급성 농도에 노출되었으며, 어류의 혈액생화학적 변화를 연구하기 위해 격주로 변화가 기록되었다. 적혈구(RBC), 헤모글로빈(Hb), 그리고 헤마토크리트 값(Hct)에서 유의하게($p < 0.05$) 낮은 값이 관찰되었다. 대조군과 비교하여 백혈구(WBC)에서는 유의하게($p < 0.05$) 증가가 기록되었다. 혈당, 총단백질, 그리고 알칼리성 인산분해효소(ALP)와 같은 생화학적 및 스트레스 지표는 유의하게($p < 0.05$) 낮았으나, 혈청 글루타마토-피루브산 아미노전이효소(SGPT)와 혈청 글루타마토-옥살로아세트산 전이효소(SGOT)는 유의하게($p < 0.05$) 증가하였다. 반면, 글리포세이트에 대한 만성 노출은 $\text{Na}^{+}$ 및 $\text{K}^{+}$ 이온에 가장 적은 영향을 미쳤다. 또한, 세 가지 아급성 글리포세이트 농도에서 A. hydrophila에 대한 도전 분석은 어류의 생존율을 감소시키는 시너지 효과를 입증하였다. 연구 결과는 수생태계 내 지속적인 낮은 수준의 글리포세이트 농도가 L. rohita에서 심각한 병태생리학적 변화를 보이며 감염에 대한 취약성이 증가함을 보여준다. 종합적으로, 본 연구 결과는 지속 가능한 생물정화 기술에 대한 추가 평가, 어류에서 글리포세이트 노출의 유해한 영향 완화, 그리고 수생태계 내 글리포세이트의 허용 잔류 농도 권고의 필요성을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
In the present study, comprehensive research was executed to investigate the salient toxic effects of glyphosate herbicide in static water system by evaluating the haemato-biochemical profiles of Labio rohita. A challenge study against Aeromonas hydrophila was conducted to determine disease susceptibility of the fish, treated to varying concentrations of commercial-grade glyphosate herbicide. A static range finding bioassay and definitive test revealed that the 96-h LC50 value of glyphosate was 10.16 mg L-1. The experimental fish were subjected to three sub-lethal concentrations of 2.06, 1.03, and 0.63 mg l-1 for 28 days and changes were documented bi-fortnightly to study haemato-biochemical alterationsin the fish. Significantly (p < 0.05) low values in red blood corpuscles (RBC), hemoglobin (Hb), and hematocrit value (Hct) were documented. In contrast, a significant (p < 0.05) escalation in white blood corpuscles (WBC) was documented in comparison to the control. Biochemical and stress markers such as blood glucose, total protein, and alkaline phosphatase (ALP) were significantly (p < 0.05) low, whereas serum glutamate pyruvate transaminase (SGPT) and serum glutamate oxaloacetate transaminase (SGOT) escalated significantly (p < 0.05). Chronic exposure to glyphosate, on the other hand, had the least effect on the Na+ and K+ ions. Further, a challenge assay against A. hydrophila at three sub-lethal glyphosate concentrations demonstrated a synergistic impact that reduced the fish survivability. The findings conclude that persistent low glyphosate concentrations in aquatic ecosystems show significant pathophysiological changes in L. rohita, with increased vulnerability to infections. Altogether, our findings indicate the need to further study the possible assessment for a sustainable bio-remediation technique, mitigation of the detrimental effects of glyphosate exposure in fish, and recommendation of an acceptable residue concentration of the glyphosate in aquatic ecosystem.| 저자 | Chanu, K. R.; Mangang, Y. A.; Debbarma, S.; Pandey, P. K. |
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| 저널 | Environmental science and pollution research international |
| 권·호·쪽 | 30(51), 110298-110311 |
| PMID | 37783989 |
| DOI | 10.3390/molecules20011161 |
| MeSH | Animals; Aeromonas hydrophila; Ecosystem; Cyprinidae; Aspartate Aminotransferases; Glutamates; Fish Diseases; Gram-Negative Bacterial Infections; Glyphosate |