低濃度阿莫西林對(duì)銅綠微囊藻污染的調(diào)控效應(yīng)與機(jī)制.pdf

1、由于人們持續(xù)使用和排放抗生素，天然水環(huán)境中頻繁檢出抗生素類污染物。藍(lán)藻具有原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)，對(duì)抗生素的敏感程度很高。因此，除了氮、磷等常規(guī)的水環(huán)境因子，抗生素也可能成為調(diào)控藍(lán)藻水華發(fā)生的新興環(huán)境因子。
　　本研究選擇分布廣泛的藍(lán)藻水華模式種銅綠微囊藻為目標(biāo)藻種，選擇水環(huán)境中廣泛檢出的典型抗生素阿莫西林為目標(biāo)抗生素，研究阿莫西林在現(xiàn)有污染水平下對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)、產(chǎn)毒和多種生理功能的調(diào)控效應(yīng)，通過(guò)半連續(xù)培養(yǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證上述調(diào)控效應(yīng)的長(zhǎng)期性，并

2、利用蛋白質(zhì)組學(xué)手段深入探討作用機(jī)制。阿莫西林的暴露濃度為100 ng/L和300 ng/L時(shí)，短期暴露條件下銅綠微囊藻葉綠素a含量與對(duì)照組相比顯著增加(p＜0.05)，且與光合作用相關(guān)的基因psbA、psaB和rbcL的表達(dá)量也都明顯上調(diào)。指示光合作用活性的指標(biāo)(Fv/Fm和rETRmax)在阿莫西林長(zhǎng)期暴露條件下也呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。蛋白質(zhì)組學(xué)分析結(jié)果進(jìn)一步顯示，psbA、psaB和rbcL基因編碼的蛋白也發(fā)生上調(diào)表達(dá)。上述結(jié)果表明，無(wú)論是

3、短期還是長(zhǎng)期暴露，阿莫西林在環(huán)境濃度下均可以提高銅綠微囊藻的光合作用活性。光合作用受到刺激會(huì)增加能量合成，進(jìn)而導(dǎo)致藻細(xì)胞的生長(zhǎng)速率和微囊藻毒素的產(chǎn)量上升。這可能與低濃度阿莫西林對(duì)藻細(xì)胞的毒物興奮效應(yīng)相關(guān)。顯著性富集的蛋白質(zhì)功能模塊顯示，微囊藻毒素合成酶(mcyB)、泛應(yīng)激蛋白(MAE_48380)和光合作用相關(guān)蛋白之間具有顯著的相互作用(p＜0.05)，這一結(jié)果進(jìn)一步證明了MCs合成、細(xì)胞應(yīng)激和光合作用之間有密切關(guān)系。在低濃度阿莫西林暴

4、露條件下，藻細(xì)胞的超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)和谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(GST)的活性顯著提高(p＜0.05)，抗氧化劑谷胱甘肽(GSH)的含量也顯著增加(p＜0.05)，表明阿莫西林對(duì)藻細(xì)胞產(chǎn)生了氧化壓力，并引發(fā)抗氧化系統(tǒng)應(yīng)激反應(yīng)。蛋白質(zhì)組學(xué)分析進(jìn)一步證明了上述結(jié)果。SOD的表達(dá)量上調(diào)，以及phaseⅠ蛋白（硫氧還蛋白過(guò)氧化物酶MAE_35830）和3個(gè)phaseⅡ蛋白（谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶MAE_15850、谷胱甘肽