日前，中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所海洋藻類種質(zhì)創(chuàng)制與利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在納米塑料生態(tài)毒理方面取得了新的研究進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在環(huán)境領(lǐng)域知名期刊Environmental Sicence & Technology上。
當(dāng)前，納米塑料對(duì)整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)的危害已引發(fā)廣泛關(guān)注，而目前大多數(shù)研究均集中在高濃度納米塑料對(duì)藻類的生理和分子毒理機(jī)制的影響，而忽略了環(huán)境相關(guān)濃度對(duì)赤潮爆發(fā)的影響。為了研究海區(qū)環(huán)境相關(guān)濃度的納米塑料對(duì)全球棕囊藻爆發(fā)的影響，研究團(tuán)隊(duì)自行設(shè)計(jì)了室內(nèi)和海區(qū)培養(yǎng)裝置，探討了不同濃度的納米塑料處理對(duì)球形棕囊藻的生物量、囊體細(xì)胞數(shù)、光合作用和多糖含量等生理參數(shù)的影響。
實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)和原位海區(qū)實(shí)驗(yàn)都發(fā)現(xiàn)，納米塑料處理可以提升球形棕囊藻光合作用，從而增加球形棕囊藻生物量，并且促進(jìn)球形棕囊藻囊體的形成。球形棕囊藻囊體細(xì)胞的增加與多糖的合成和分泌直接相關(guān)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)和海域原位實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了納米塑料含量與球形棕囊藻囊體細(xì)胞數(shù)之間的關(guān)系。根據(jù)已發(fā)表文獻(xiàn)的全球海洋4071個(gè)微塑料測(cè)量值，預(yù)測(cè)到2060年全球棕囊藻有爆發(fā)的趨勢(shì)，模型預(yù)測(cè)2060年棕囊藻囊體細(xì)胞增加值最大可超過79%。
納米塑料促進(jìn)囊體大小和數(shù)量的增加
為了進(jìn)一步分析納米塑料促進(jìn)球形棕囊藻囊體形成的分子機(jī)制，團(tuán)隊(duì)通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)、Q-PCR和能量代謝組學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，納米塑料會(huì)改變球形棕囊藻能量代謝與N-glycan的合成，多個(gè)與多糖合成相關(guān)的基因表達(dá)上調(diào)，多糖的前體物質(zhì)ADPG的含量也顯著上升。
納米塑料促進(jìn)多糖合成的分子機(jī)制
青島農(nóng)業(yè)大學(xué)李映霞副教授和黃海所徐東研究員為論文共同第一作者，黃海所葉乃好研究員為通訊作者。該項(xiàng)目得到了山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題等項(xiàng)目的資助。
全文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.est.5c02570.
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