聚苯乙烯微塑料-壬基酚联合污染对胶网藻分泌代谢机制的影响

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微塑料是近年来被人们所熟知的新型污染物,本身具有难降解性和迁移富集的能力,对地球生态造成了较严峻的污染。在自然的复杂环境中,微塑料往往不是单独存在,而是与其它污染物结合形成联合污染物。典型污染物壬基酚(nonylphenol,NP),是工业中的表面活性剂,被广泛应用在塑料包装、橡胶制品、日常护理用品等产品中。鉴于微塑料和NP都是环境中广泛存在的污染物,故两者的联合污染难以避免,且它们对生物的威胁是不容忽视的。然而,现今关于微塑料和NP对生物的联合毒性研究鲜有报道,因此本课题以一株胶网藻(Dictyosphaerium sp.,简称Dps)为试验对象,以聚苯乙烯(polystyrene,PS)颗粒作为微塑料代表,表征了PS污染、NP污染和PS-NP联合污染对Dps的生理生化影响,通过转录组学展示了这些污染对藻细胞分子代谢水平的调节,并分析了Dps胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)对这些污染物的响应情况,初步揭示并讨论藻细胞对PS和NP联合污染所产生的的防御机制。主要的研究结果如下:(1)PS的存在明显改善了NP作用细胞后的生长状态,其细胞数量和光合色素的含量升高,细胞表面和内部结构受到的氧化损伤减小。(2)Dps通过上调光合系统Ⅱ、捕光色素复合物、NADH脱氢酶复合体、合成类胡萝卜素等相关基因来保护光合元件,应对PS和NP的共同胁迫。但两者的毒性并没有完全抵消,藻细胞中的ATP酶和核糖体大小亚基编码基因仍存在下调表达。(3)当Dps暴露于不同浓度的PS和NP时,会调节藻细胞EPS的总分泌量和组成成分,并且EPS和PS、NP三者的聚集程度在不同周期的培养体系下(4天和12天)会发生改变。PS+NP组中的EPS可能通过提高蛋白质和腐殖质含量,来提高对两种污染物的结合能力,从而提高藻细胞对联合污染物的耐受能力。
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