Transcriptome Analyses of Procambarus clarkii (Girard, 1852) Under Individual Exposures to CuSO4, Pendimethalin, and Glyphosate.
Toxics · 2025 · 13 · PMID 41012386 · 등급5 동물·현장 동물실험 · 환경과 생태 > 수생생물 · 수생생물 · 실험투여
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통합 벼-가재 시스템에서의 농약 사용은 전 세계적으로 많은 주목을 받고 있다. 특히 중국에서는 양식 어류의 녹조 제거를 위해 황산구리(copper sulfate)와 펜디메탈린(pendimethalin)을, 가재-게 혼합 양식장 내외의 잡초 제거를 위해 글리포세이트(glyphosate)를 사용하는 경우가 많다. 본 연구에서는 *Procambarus clarkii*의 간췌장에 대한 $\text{CuSO}_4$, 펜디메탈린 및 글리포세이트의 스트레스 반응 메커니즘을 탐구하기 위해 대조군, $\text{CuSO}_4$ (1 및 $2 \text{ mg}\cdot\text{L}^{-1}$), 펜디메탈린 ($\text{PND}$, $5$ 및 $10 \mu\text{g}\cdot\text{L}^{-1}$), 그리고 글리포세이트 ($5$ 및 $10 \mu\text{g}\cdot\text{L}^{-1}$) 실험군을 포함하는 총 7개 처리군을 설정하였으며, 각각 $4$, $8$, $12$일째에 전사체 반응을 검출하였다. $12$일째 $\text{CuSO}_4$ $2 \text{ mg}\cdot\text{L}^{-1}$ 및 글리포세이트 $10 \mu\text{g}\cdot\text{L}^{-1}$ 노출군에서는 간췌장에서 불규칙한 구조와 공포가 관찰되었으며, 펜디메탈린 $10 \mu\text{g}\cdot\text{L}^{-1}$ 노출 후에는 협착된 간정맥동이 나타났다. 리보솜, 리소좀 및 과산화소체 경로는 차등 발현 유전자(DEGs)에서 유의하게 풍부하게 나타났으며, 추가적으로 티로신 대사, 녹말 및 자당 대사가 세 가지 투입물에 의한 스트레스 하에서 풍부하게 나타났다. 글리세로인지질 대사, 산화적 인산화 및 글리세롤지질 대사와 같은 관련 경로의 유전자들도 변화하였고, 산화적 인산화와 관련된 유전자 발현은 세 가지 투입물에 의한 스트레스 하에서 유의하게 변화하였다. 이러한 제초제 노출은 산화 스트레스, 신경독성, 대사 및 에너지 공급에 영향을 미쳤다. 고농도 및/또는 장기간 노출은 적응 반응을 통한 독성 제거보다는 대사 장애를 초래할 수 있다.ORIGINAL ABSTRACT
Pesticide usage in the integrated rice-crayfish system has aroused lots of attention all over the world. Especially in China, fish farmers often use copper sulfate and pendimethalin to remove moss from aquaculture water and glyphosate to remove weeds in and around crayfish-crab mixed culture ponds. To explore the stress response mechanism of CuSO4, pendimethalin, and glyphosate to the hepatopancreas of Procambarus clarkii (Girard, 1852), seven treatment groups including control, CuSO4 (1 and 2 mg·L-1), pendimethalin (PND, 5 and 10 μg·L-1), and glyphosate (5 and 10 μg·L-1) experimental groups were set up; the transcriptome responses were detected at 4, 8, and 12 days, respectively. The irregular structure and vacuoles were shown in the hepatopancreas for 2 mg·L-1 CuSO4 and 10 μg·L-1 glyphosate exposures at 12 d, while narrowed hepatic sinusoids were revealed after 10 μg·L-1 pendimethalin exposure. The pathways of ribosome, lysosome, and peroxisome were significantly enriched for differential expression genes (DEGs); in addition, tyrosine metabolism, starch, and sucrose metabolism were enriched under the stress of the three inputs. Genes in related pathways such as glycerophospholipid metabolism, oxidative phosphorylation, and glycerolipid metabolism also changed, and the expression of genes associated with oxidative phosphorylation changed significantly under the stress of the three inputs. Oxidative stress, neurotoxicity, metabolism, and energy supply have been significantly affected by the above herbicide exposure. High concentrations and/or long-term duration exposure may result in metabolic disorders rather than eliminate toxicity through adaptability responses.| 저자 | Zheng, Y.; Li, J.; Liu, Z.; Wang, N.; Xu, G. |
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| 저널 | Toxics |
| 권·호·쪽 | 13(9) |
| PMID | 41012386 |
| DOI | 10.1007/s00267-024-02064-3 |