東北地理所在鹽堿脅迫對銅綠微囊藻生長和產毒的影響及機制研究方面取得進展
銅綠微囊藻(M.aeruginosa)是引起藍藻水華的優勢藻種之一，其產生的微囊藻毒素(microcystins, MCs)嚴重威脅水生生物和人體健康。隨著鹽堿化地區土地資源的大規模開發利用，大量農田退水和水產養殖廢水的排放將導致地表水體堿性鹽含量升高，對水體中銅綠微囊藻的生長和產毒過程可能會產生影響。但目前這方面的定量化研究還鮮有報道，其內在的影響機制也不清楚。為此，東北地理所科研人員開展了鹽堿脅迫對銅綠微囊藻生長和產毒影響及機制的系統性研究，以期揭示不同強度堿性鹽脅迫對銅綠微囊藻生長、生理和細胞超微結構的影響，量化胞內外微囊藻毒素LR(MC-LR)的含量變化，闡明銅綠微囊藻對堿性鹽脅迫的響應機制。
研究結果表明：(1)低濃度堿性鹽脅迫(EC = 2.5 mS/cm) 提高了M.aeruginosa光合色素和蛋白質含量，促進了藻細胞的生長;中濃度堿性鹽脅迫 (EC = 5.0 mS/cm) 進一步提高了M.aeruginosa光合色素含量，激活了細胞的保護機制來抵抗堿性鹽脅迫，使M. aeruginosa的抗氧化防御系統和細胞超微結構未受到影響;高濃度堿性鹽脅迫 (EC=7.5 mS/cm) 誘導細胞產生氧化應激，對M.aeruginosa產生細胞毒性，顯著 (p < 0.05) 抑制了藻細胞的生長 (圖1)。(2)堿性鹽脅迫可促進M.aeruginosa胞內外MC-LR的合成，低濃度堿性鹽脅迫條件下胞內MC-LR含量最高，而高濃度堿性鹽脅迫條件下胞外MC-LR含量最高，上調的mcyH基因通過促進胞內主動運輸加劇了胞內MC-LR向胞外的釋放。本研究為鹽堿化環境下有害藍藻水華發生和MC-LR污染風險評價提供了理論依據。
相關成果發表在國際期刊Environmental Pollution。聯合培養博士研究生于婧為第一作者，祝惠研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金項目(No. U21A2037)、中科院先導專項子課題(XDA28040102)、中科院創新交叉團隊項目(No. JCTD-2020-14)和中科院青促會項目(No. 2017274)的共同資助。
圖1 堿性鹽脅迫對銅綠微囊藻（M. aeruginosa）生長和產毒的影響
論文信息如下：
Jing Yu, Hui Zhu*, Brian Shutes, Xinyi Wang. Salt-alkalization may potentially promote Microcystis aeruginosa blooms and the production of microcystin-LR. Environmental Pollution, 2022. 301. 118971.
https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.118971
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吉公網安備22017302000214號
