アンモニア-N曝露がMacrobrachium rosenbergiiの生育、代謝酵素およびメタボロームに及ぼす影響（英文

Effects of ammonia-N exposure on the growth, metabolizing enzymes, and metabolome of Macrobrachium rosenbergii.

• Xuexing Dong
• Qigen Liu
• Dongqi Kan
• Weihong Zhao
• Haisong Guo
• Linlan Lv

抄録

アンモニア性窒素の上昇は、水生系で最も一般的な問題の一つであり、エビの生存と成長に大きな脅威をもたらした。しかし、エビのアンモニア代謝や無害化戦略についてはほとんど知られていない。本研究では、アンモニア-N（0, 0.108, 0.216, 0.324, 0.54mgL）がグルタミン合成酵素（GS）、アラニンアミノトランスフェラーゼ（ALT）、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ（AST）、グルタミン酸脱水素酵素（GDH）を含むMacrobrachium rosenbergiiの肝膵臓の成長および代謝酵素に及ぼす影響を調べた。また、アンモニア-N（0、0.108、0.324、または0.54mgL）に20日間曝露した後、その筋肉のメタボロームを解析した。その結果、M. rosenbergiiの生存率は、0.54mgLのアンモニア-Nで処理した場合、他の群と比較して有意に低下した。しかし、アンモニア-Nは20日間曝露後の川エビの生育には有意な影響を及ぼさなかった。GS活性は0.108mgLアンモニア-Nに曝露した後、対照群および他のアンモニア-N処理群と比較して有意に増加した。0.216、0.324、または0.54mgLアンモニア-Nで処理した川エビでは、対照群と比較して、肝膵臓GDH活性がそれぞれ34.70％、38.80％、または41.94％低下した。アンモニア-Nは、肝肝肝ASTまたはALT活性には有意な影響を及ぼさなかった。尿素窒素は、0.216mgLアンモニア-Nで処理したエビでは、対照または0.54mgLアンモニア-Nで処理したエビよりも高かった。アンモニア-Nは、プリン代謝、アミノ糖・ヌクレオチド糖代謝、α-リノレン酸代謝、アルギニン・プロリン代謝、グルタチオン代謝、ホスホネート・リン酸代謝を含むM. rosenbergiiの脂質代謝、炭水化物代謝、タンパク質代謝、およびテルペノイド生合成、リジン分解、リジン生合成経路に有意な影響を与えた。高濃度のアンモニア-Nストレスは、グルタミンや尿素を合成してアンモニアの毒性を除去する尿素サイクルに関与している可能性のあるグルタミン酸やアルギニンの含有量を増加させた。

Ammonia nitrogen elevated is one of the commonest problem in the aquatic system, which caused a great threat to the survival and growth of prawn. However, little is know about the ammonia metabolism and detoxification strategy of prawn. In this study, the effects of ammonia-N (0, 0.108, 0.216, 0.324, or 0.54 mg L) on growth and metabolizing enzymes in hepatopancreas of Macrobrachium rosenbergii, including glutamine synthetase (GS), alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), and glutamate dehydrogenase (GDH), were investigated. The metabolome of its muscle was also analyzed after exposure to ammonia-N (0, 0.108, 0.324, or 0.54 mg L) for 20 days. The survival rate of M. rosenbergii decreased significantly after treatment with 0.54 mg L ammonia-N compared with that in the other groups. However, ammonia-N had no significant effect on the growth of the river prawn after exposure for 20 days. GS activity increased significantly after exposure to 0.108 mg L ammonia-N compared with the control and other ammonia-N-treated groups. Hepatopancreatic GDH activity was lower in the prawns treated with 0.216, 0.324, or 0.54 mg L ammonia-N than in the control by 34.70%, 38.80%, or 41.94%, respectively. Ammonia-N had no significant effect on hepatopancreatic AST or ALT activity. Urea nitrogen was higher in the prawns treated with 0.216 mg L ammonia-N than in the control or those treated with 0.54 mg L ammonia-N. Ammonia-N had significant effects on the lipid, carbohydrate. and protein metabolism of M. rosenbergii, including purine metabolism, amino sugar and nucleotide sugar metabolism, α-linolenic acid metabolism, arginine and proline metabolism, glutathione metabolism, and phosphonate and phosphate metabolism, and on the terpenoid biosynthesis, lysine degradation, and lysine biosynthesis pathways. High concentrations of ammonia-N stress increased the content of glutamate and arginine, which may participate in the urea cycle, which synthesizes glutamine or urea to eliminate ammonia toxicity.

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