重金属超标会造成水生环境重金属污染[1-2]。大气降尘使重金属在浮游植物和藻类中长期沉积。藻类富含蛋白质，是鱼类养殖的优质饵料。水生动物暴露于重金属环境中或通过食物摄入重金属，会通过食物链进入动物和人体，引起各种疾病[3-4]。在重金属危害中，镉属于环境中优先处理的污染物。镉会在生物体内造成各种功能障碍，如脂肪软化症、肺癌和肾癌、心血管系统、肝脏和生殖系统疾病。镉还容易在土壤、植物中积累[2]。益生菌的应用可应用于水产养殖业[3,5-6]。乳酸菌和双歧杆菌是鱼肠道中的正常菌群[7]，可用于增强营养、促进生长和控制疾病。乳酸菌还具有耐重金属和吸附重金属特性[8-10,4]。包头市地处黄河流域，形成一定规模的黄河鲤养殖区。因此，本试验选取黄河鲤为研究对象，探索植物乳杆菌ND14对水环境和饲料镉暴露黄河鲤生长性能和体内蓄积的影响，为减轻水产动物的镉污染提供参考。1材料与方法1.1试验材料植物乳杆菌ND14由内蒙古科技大学食品科学与工程专业实验室保藏，从内蒙古赤峰地区自然发酵泡菜中分离得到，经16S rDNA测序确定为植物乳杆菌，编号为ND14，体外具有良好的镉耐受性和结合能力。驯化后镉最小抑菌浓度为800 mg/L，镉结合率高达73%。1.2试验方法1.2.1试验设计黄河鲤平均体重为(34.98±1.02) g，从当地渔场获得，（24±2）℃适应实验室条件2 w，饲喂基础饵料。选择120尾，随机分为6组，每组两个重复。每组的试验鲤鱼放置2个鱼缸中，每个鱼缸10条鱼。对照组的黄河鲤置于黄河水中，基础饵料喂养；水镉组的黄河鲤暴露于镉浓度为1 mg/L的黄河水中（亚致死镉剂量1 mg/L参考文献[11]），基础饵料喂养；水镉+L.ND14组的黄河鲤暴露于镉浓度为1 mg/L的黄河水中，试验饵料1喂养；L.ND14组的黄河鲤置于黄河水中，试验饵料1喂养；给镉组饲喂黄河鲤置于黄河水中，试验饵料2喂养；给镉+L.ND14组的黄河鲤置于黄河水中，试验饵料3喂养。试验期6 w，每天喂食1次，每天的投食量为鱼体重的3%。确保鱼类在短时间内吃掉所有饵料，避免饵料损失。记录总饵料摄入量。每3 d更换1次水。1.2.2饵料配置基础饵料包含19%酪蛋白、20%鱼粉、20%豆粕、5%棉籽粕、20%面粉、3%豆油、10% CMC-Na、0.2%甲基纤维素、0.2%盐、1.5% CaH2PO3、0.1%维生素混合物和1%矿物质混合物。营养水平为粗蛋白40.8%、粗脂肪5.7%。试验饵料：将培养物活化3代，8 000 r/min、4 ℃离心15 min，沉淀菌体细胞，倒掉上清液。基础饵料研碎，添加植物乳杆菌ND14，最终浓度为1×108 CFU/g，原料彻底混合均匀，造粒，真空冷冻干燥，筛选适当的颗粒大小，作为试验饵料1。试验饵料每周准备1次，4 ℃保存。基础饵料研碎，添加硝酸镉，饵料中镉离子浓度达1 mg/kg，彻底混合均匀，造粒干燥，筛选适当的颗粒大小，作为试验饵料2。在试验饵料1中添加硝酸镉，使镉离子浓度达1 mg/kg，彻底混合均匀，造粒干燥，筛选适当的颗粒大小，作为试验饵料3。1.3测定指标及方法1.3.1生长性能记录整个试验期间鱼的体重（BW）和总采食量（M）。计算增重（WG）、饲料系数（FCR）、平均日增重（DWG）和生长速率（GR）和存活率[11]。WG=W2-W1 (1)GR=(W2-W1)/W1×100%(2)DWG=(W2-W1)/t(3)FCR=M/(W2-W1)(4)存活率=n2/n1×100%(5)式中：W1为鱼的初始重量（g）；W2为鱼在试验期最终重量（g）；M为鱼在试验期内总采食量；t为试验期（d）；n1为初始鱼的数量；n2为试验结束时存活的鱼的数量。1.3.2鱼体内镉含量试验第6周结束时，试验黄河鲤禁食24 h，解剖鱼，取出和切割鱼的鳃、肝、肾、肠道及肌肉组织，装入取样袋中，记录编号，进行镉含量测定，未能及时测定的样品存入-80 ℃冰箱中。镉测定方法参照《食品中镉的测定》GB 5009.15—2014进行。1.4数据统计与分析数据采用Excel软件、SPSS软件处理和分析，采用Duncan's法进行显著性分析检验。结果以“平均值±标准差”表示，P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1L.ND14对饵料和水环境镉暴露黄河鲤生长性能和存活率的影响（见表1、表2）由表1可知，L.ND14组的鱼体重增加最大，从35.02 g增至47.08 g，其次是给镉+L.ND14组、对照组、给镉组、水镉暴露+L.ND14组和水镉暴露组。除给镉+L.ND14组外，其他组黄河鲤的体重增加与对照组差异显著（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.016.T001表1L.ND14对饵料和水环境镉暴露黄河鲤体重的影响组别0 w1 w2 w3 w4 w5 w6 w对照组35.12±0.8936.54±0.7238.01±0.51a39.51±0.62ab41.09±0.43b42.78±0.62c44.53±0.52bL.ND14组35.02±0.8536.54±0.6338.45±0.72a40.21±0.55a42.59±0.64a44.79±0.49a47.08±0.45a水镉暴露组34.93±0.5736.02±0.4837.21±0.67b38.23±0.59bc39.05±0.61d39.87±0.69de40.36±0.72e水镉暴露+L.ND14组35.00±0.9236.45±0.8137.68±0.75ab38.77±0.64b40.14±0.53bc41.62±0.67d43.23±0.62cd给镉组34.89±0.6736.40±0.5437.92±0.59a39.43±0.46ab40.94±0.59b42.46±0.41c43.97±0.48c给镉+L.ND14组34.96±0.7336.69±0.6838.42±0.72a40.15±0.61a41.88±0.58a43.61±0.59b45.34±0.48b注：同列数据肩标字母不同表示差异显著（P0.05），字母相同或无字母表示差异不显著（P0.05）；表2、表4与此同。g由表2可知，水环境镉暴露引起的死亡率为20%，水环境镉暴露同时摄入植物乳杆菌ND14死亡率为5%，其他组均无死亡。水镉暴露组相比，植物乳杆菌ND14组可以显著增加WG、DWG和GR，显著降低FCR（P0.05），且存活率为100%。对照组和给镉+L.ND14组黄河鲤的生长性能和饲料系数均优于水镉暴露+L.ND14组优于水镉暴露组（P0.05），且给镉+L.ND14组黄河鲤生长性能和饲料系数优于给镉组，水镉暴露+L.ND14组优于水镉暴露组。结果表明，L.ND14可以减轻镉对黄河鲤生长性能和饲料系数的影响，降低死亡率，饲料镉暴露较水环境镉暴露对黄河鲤的影响小。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.016.T002表2L.ND14对饵料和水环境镉暴露黄河鲤生长性能的影响组别W1/gW2/gWG/gDWG/(g/d)M/gGR/%FCR存活率/%对照组35.12±0.89a44.53±0.52b9.41±0.15bc0.22±0.00c44.25±0.63a26.79±0.83c4.70±0.26c100L.ND14组35.02±0.85a47.08±0.45a12.06±0.28a0.29±0.01a44.13±0.52a34.43±1.01a3.65±0.41e100水镉暴露组34.93±0.57a40.36±0.72e5.53±0.32e0.13±0.01e44.01±0.63a15.83±0.96e7.96±0.09a80水镉暴露+L.ND14组35.00±0.92a43.23±0.62cd8.23±0.19d0.19±0.01d44.10±0.55a23.51±1.23d5.36±0.22b95给镉组34.89±0.67a43.97±0.48c9.08±0.52c0.22±0.02c43.96±0.72a26.02±0.33c4.84±0.12c100给镉+L.ND14组34.96±0.73a45.34±0.48b10.38±0.52b0.25±0.03b44.05±0.32a29.69±0.33b4.24±0.37d1002.2重金属镉在黄河鲤体内蓄积情况（见表3）由表3可知，与对照组相比，水镉暴露和饲料摄入镉均显著提高肝脏、肾脏、肌肉、肠道和鳃的镉的蓄积量。给镉组和水镉暴露组黄河鲤鳃的镉含量均显著低于肝脏、肾脏和肌肉（P0.05），镉的主要蓄积部位为肝脏、肾脏，其次是肌肉和肠道。水镉暴露组肝脏、肾脏、肠道的蓄积量显著高于肌肉（1.083 mg/kg）中的镉含量（P0.05）；给镉组肠道中的镉含量显著低于肌肉（P0.05），肝脏中含量最高，其次是肾脏。水镉暴露组与给镉组相比，水镉暴露组肝脏、肾脏和肠道中的镉含量远大于给镉组，鳃和肌肉中镉含量与给镉组差距较小。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.016.T003表3重金属镉在黄河鲤体内蓄积情况组别鳃肝脏肾脏肌肉肠道对照组0.021±0.002Bc0.121±0.081Ca0.102±0.052Ca0.079±0.013Cb0.021±0.002Cc给镉组0.062±0.031Be1.681±0.108Ba1.462±0.091Bb0.684±0.020Bc0.241±0.134Bd水镉暴露组0.982±0.014Ae203.581±8.750Aa113.564±5.891Ab1.083±0.042Ad59.211±4.668Ac注：同行数据肩标小写字母不同表示差异显著（P0.05），同列数据肩标大写字母不同表示差异显著（P0.05）。mg/kg2.3L.ND14对饵料和水环境镉暴露黄河鲤组织镉含量的影响（见表4）由表4可知，L.ND14可以显著降低水镉暴露组黄河鲤肝脏、肾脏、肌肉和鳃组织的镉蓄积量（P0.05），同时增加肠道中镉含量（P0.05），增加镉的排出量。但L.ND14+水镉暴露组黄河鲤的各组织中镉含量显著高于对照组和L.ND14组。L.ND14可以有效降低给镉组黄河鲤肠道之外各组织镉的蓄积量（P0.05），使肌肉中含镉量从0.684 mg/kg降低至0.123 mg/kg，肠道镉的含量从0.241 mg/kg增加至0.861 mg/kg。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.14.016.T004表4L.ND14对饵料和水环境镉暴露黄河鲤组织镉含量的影响组别鳃肝脏肾肌肉肠道对照组0.021±0.002c0.121±0.021c0.102±0.046c0.079±0.012c0.021±0.001cL.ND14组0.019±0.001c0.118±0.029c0.103±0.041c0.081±0.021c0.020±0.002c水镉暴露组0.982±0.013a203.581±8.750a113.564±5.893a1.083±0.043a59.211±4.668b水镉暴露+L.ND14组0.523±0.034b176.263±7.344b72.381±8.010b0.352±0.032b108.54±6.213a给镉组0.062±0.030a1.681±0.110a1.462±0.092a0.684±0.021a0.241±0.030b给镉+L.ND14组0.041±0.037b1.105±0.071b0.981±0.050b0.123±0.034b0.861±0.052amg/kg3讨论3.1植物乳杆菌ND14对饵料和水环境镉暴露黄河鲤的生长性能、成活率的影响本研究显示，镉对黄河鲤生长性能有一定影响，饵料给镉和水环境镉暴露均会使黄河鲤的体重增长速度减慢，存活率降低，饲料系数升高，在饵料中添加植物乳杆菌ND14可以减轻镉对黄河鲤生长性能的影响。Zhai等[11]发现，水环境镉暴露会提高罗非鱼的死亡率和饲料系数，降低体重增长速率，益生菌处理可以显著提高镉暴露罗非鱼的生长性能。Yu等[12]在铝暴露的罗非鱼中也发现相似的结果，添加车前草+植物乳杆菌CCFM639可以显著改善生长性能，降低死亡率、饲料系数和组织中铝的积累，对罗非鱼水中铝暴露有保护作用。关于乳酸菌对镉暴露动物的生长性能的影响机理研究主要集中动物肠道菌群的改变，Cd暴露会导致肠道细菌种群及其相对丰度发生显著变化，Saccharibacteria和Fusobacteria丰度降低，而Firmicutes丰度增加，拟杆菌门与厚壁菌门比值增加，益生菌可以逆转镉暴露动物肠道微生物群组成[13-14]，保护肠道屏障抑制Cd的吸收，减轻Cd诱导的氧化应激及组织病理学变化[15-16]。3.2植物乳杆菌ND14对饵料和水环境镉暴露黄河鲤各组织中镉含量的影响在鱼亚致死浓度条件下暴露或膳食摄入镉均会导致在特定组织中镉的显著积累，积累的部位依次为肝脏、肾脏、肠道、肌肉和鳃，且在肝脏和肾脏中积累量远高于其他部位。Zhai等[11]发现，镉在罗非鱼肝脏和肾脏中优先积累，其次是肠道、鳃、肌肉，鳃的积累量高于肌肉，在镉浓度为1 mg/kg的水中暴露4 w的罗非鱼鳃中镉积累量为8.01 μg/g，而肌肉中含量为0.14 μg/g。阮晓等[17]研究比较新疆红雁热电养鱼场鱼的鳃、肝、肾、肌肉等部位中的镉含量，发现镉主要蓄积组织为肝脏和肾脏，在罗非鱼肌肉中的积累量低于在鲤鱼肌肉中的积累，鲤鱼肌肉中高达1.15 mg/kg，罗非鱼肌肉中未检出；鳃中的积累量显著高于鲤鱼，且在鲤鱼肌肉中镉的含量高于鳃。本研究与阮晓等[17]研究结果一致，说明不同种类的鱼蓄积镉的部位可能存在差异性，积累优先等级不同。植物乳杆菌ND14可以显著降低镉暴露或膳食摄入镉黄河鲤各组织镉的蓄积量，提高黄河鲤肠道中镉含量。Xia等[6]对斑马鱼进行研究，发现镉的吸收随暴露浓度和时间的增加而增加，主要积累部位为肝脏和肾脏。Dubey等[18]研究发现，戊糖片球菌GS4对镉暴露小鼠有保护作用，戊糖片球菌GS4可以有效地结合镉，显著增强镉的排泄，减少小鼠组织中的蓄积量，与本试验结果一致。Zhai等[19]报道，口服益生菌可以显著抑制小鼠肠道对镉的吸收。益生菌除可以通过镉结合途径抑制Cd吸收，还具有肠道屏障保护作用。益生菌可以通过保护肠道屏障来抑制Cd的吸收，这种保护作用与减轻Cd诱导的氧化应激有关[15]，具有良好的镉结合和抗氧化能力的益生菌可以作为口服预防镉暴露的日常补充。关于乳酸菌对重金属的减毒作用是否还存在其他机理，还有待进一步研究，在不同的动物中积累部位有所差异的原因还未见报道。4结论将黄河鲤暴露在镉含量为1 mg/L水环境中，其存活率、生长速率和体重均下降，饲料系数升高，补充植物乳杆菌ND14可以提高黄河鲤的生长性能。饲料摄入镉（饲料中镉含量为1 mg/kg）在试验期内对存活率未造成影响，但其生长速率和体重均有下降，饲料系数升高，补充植物乳杆菌ND14可以提高黄河鲤的生长性能。饵料或水环境镉暴露均会导致黄河鲤特定组织中镉的显著积累，积累的部位依次为肝脏、肾脏、肠道、肌肉和鳃，且肝脏和肾脏中的积累量远高于其他组织。饵料中添加植物乳杆菌ND14能够显著降低各组织中的镉含量，增加肠道镉排出量。