学术研究--中国科学院东北地理与农业生态研究所公共技术服务中心

东北地理所在盐碱胁迫对铜绿微囊藻生长和产毒的影响及机制研究方面取得进展

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来源： | 发布时间：2022-02-25 | 【大中小】

铜绿微囊藻(M.aeruginosa)是引起蓝藻水华的优势藻种之一，其产生的微囊藻毒素(microcystins, MCs)严重威胁水生生物和人体健康。随着盐碱化地区土地资源的大规模开发利用，大量农田退水和水产养殖废水的排放将导致地表水体碱性盐含量升高，对水体中铜绿微囊藻的生长和产毒过程可能会产生影响。但目前这方面的定量化研究还鲜有报道，其内在的影响机制也不清楚。为此，东北地理所科研人员开展了盐碱胁迫对铜绿微囊藻生长和产毒影响及机制的系统性研究，以期揭示不同强度碱性盐胁迫对铜绿微囊藻生长、生理和细胞超微结构的影响，量化胞内外微囊藻毒素LR(MC-LR)的含量变化，阐明铜绿微囊藻对碱性盐胁迫的响应机制。

　　研究结果表明：(1)低浓度碱性盐胁迫(EC = 2.5 mS/cm) 提高了M.aeruginosa光合色素和蛋白质含量，促进了藻细胞的生长;中浓度碱性盐胁迫 (EC = 5.0 mS/cm) 进一步提高了M.aeruginosa光合色素含量，激活了细胞的保护机制来抵抗碱性盐胁迫，使M. aeruginosa的抗氧化防御系统和细胞超微结构未受到影响;高浓度碱性盐胁迫 (EC=7.5 mS/cm) 诱导细胞产生氧化应激，对M.aeruginosa产生细胞毒性，显著 (p < 0.05) 抑制了藻细胞的生长 (图1)。(2)碱性盐胁迫可促进M.aeruginosa胞内外MC-LR的合成，低浓度碱性盐胁迫条件下胞内MC-LR含量最高，而高浓度碱性盐胁迫条件下胞外MC-LR含量最高，上调的mcyH基因通过促进胞内主动运输加剧了胞内MC-LR向胞外的释放。本研究为盐碱化环境下有害蓝藻水华发生和MC-LR污染风险评价提供了理论依据。

　　相关成果发表在国际期刊Environmental Pollution。联合培养博士研究生于婧为第一作者，祝惠研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目(No. U21A2037)、中科院先导专项子课题(XDA28040102)、中科院创新交叉团队项目(No. JCTD-2020-14)和中科院青促会项目(No. 2017274)的共同资助。

图1 碱性盐胁迫对铜绿微囊藻（M. aeruginosa）生长和产毒的影响

论文信息如下：

　　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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