微塑料在海藻Heterosigma akashiwowo中的生物化学和分子效应取决于尺寸
Yangjie Sheng1, Jingting Cai1, Zhenxiong Yang2
1Guangdong Provincial Key Laboratory of Marine Disaster Prediction and Provention, Shantou University, Shantou, Guangdong 515063, China.
Ecotoxicology and environmental safety
|November 18, 2023
概括
微型和纳米塑料 (MNP) 根据大小对海洋红潮藻有不同的影响. 较小的80nm MNPs抑制了生长并引起了氧化应激,而较大的1μm MNPs对Heterosigma akashiwo产生了最小的影响.
科学领域:
- 海洋生物学 海洋生物学
- 环境毒理学环境毒理学
- 生态毒理学 生态毒理学
背景情况:
- 微型和纳米塑料 (MNP) 是普遍存在的海洋污染物,已知对海洋生物产生影响.
- 关于MNP对海洋红潮藻类的影响的研究,比如Heterosigma akashiwo,尽管它们具有生态意义,但研究有限.
- 了解MNP与有害藻类繁殖的相互作用对于沿海生态系统的健康至关重要.
研究的目的:
- 研究Heterosigma akashiwo对不同尺寸 (80nm和1μm) 的聚乙烯 (PS) MNPs的生理,生化和分子反应.
- 确定PS MNPs对藻类生长,氧化应激和基因表达的剂量依赖作用.
- 在转录水平上阐明MNP毒性和藻类防御策略的机制.
主要方法:
- 在12天内,向80nm和1μmPS的MNP暴露Heterosigma akashiwo,其度为0,1,10和20毫克L−1.
- 评估藻类生长,叶绿素含量和超氧化物脱酶 (SOD) 活性.
- 关键代谢途径的转录分析,包括谷氨代谢,氨基酸-tRNA生物合成和氧化酸化.
主要成果:
- 80nm的MNP显著抑制了10和20毫克L-1的藻类生长,主要是由于氧化应激,尽管增加了SOD活性和谷氨代谢.
- 1微米的MNP增加了叶绿素含量,但没有显著影响其他测量参数.
- 在1毫克L-1的剂量下,H. akashiwo通过调高与内细胞分裂,生物素代谢和氧化酸化相关的基因来表现出自我调节,表明对较低MNP度的抵抗力.
结论:
- Heterosigma akashiwo根据大小对PS MNPs表现出不同的反应,80nmNP是有毒的,1μmMP的影响较小.
- 藻类的防御机制包括增强的抗氧化酶合成和代谢途径调整.
- 这项研究为MNP有害藻类繁殖相互作用提供了关键的转录层面的见解,为未来的风险评估提供了信息.
