銅綠微囊藻(M.aeruginosa)是引起藍(lán)藻水華的優(yōu)勢藻種之一，其產(chǎn)生的微囊藻毒素(microcystins, MCs)嚴(yán)重威脅水生生物和人體健康。隨著鹽堿化地區(qū)土地資源的大規(guī)模開發(fā)利用，大量農(nóng)田退水和水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的排放將導(dǎo)致地表水體堿性鹽含量升高，對水體中銅綠微囊藻的生長和產(chǎn)毒過程可能會產(chǎn)生影響。但目前這方面的定量化研究還鮮有報道，其內(nèi)在的影響機(jī)制也不清楚。為此，東北地理所科研人員開展了鹽堿脅迫對銅綠微囊藻生長和產(chǎn)毒影響及機(jī)制的系統(tǒng)性研究，以期揭示不同強(qiáng)度堿性鹽脅迫對銅綠微囊藻生長、生理和細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的影響，量化胞內(nèi)外微囊藻毒素LR(MC-LR)的含量變化，闡明銅綠微囊藻對堿性鹽脅迫的響應(yīng)機(jī)制。

研究結(jié)果表明：一、低濃度堿性鹽脅迫(EC = 2.5 mS/cm) 提高了M.aeruginosa光合色素和蛋白質(zhì)含量，促進(jìn)了藻細(xì)胞的生長;中濃度堿性鹽脅迫 (EC = 5.0 mS/cm) 進(jìn)一步提高了M.aeruginosa光合色素含量，激活了細(xì)胞的保護(hù)機(jī)制來抵抗堿性鹽脅迫，使M. aeruginosa的抗氧化防御系統(tǒng)和細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)未受到影響;高濃度堿性鹽脅迫 (EC=7.5 mS/cm) 誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生氧化應(yīng)激，對M.aeruginosa產(chǎn)生細(xì)胞毒性，顯著 (p < 0.05) 抑制了藻細(xì)胞的生長。

二、堿性鹽脅迫可促進(jìn)M.aeruginosa胞內(nèi)外MC-LR的合成，低濃度堿性鹽脅迫條件下胞內(nèi)MC-LR含量最高，而高濃度堿性鹽脅迫條件下胞外MC-LR含量最高，上調(diào)的mcyH基因通過促進(jìn)胞內(nèi)主動運(yùn)輸加劇了胞內(nèi)MC-LR向胞外的釋放。本研究為鹽堿化環(huán)境下有害藍(lán)藻水華發(fā)生和MC-LR污染風(fēng)險評價提供了理論依據(jù)。

相關(guān)成果發(fā)表在國際期刊Environmental Pollution。聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生于婧為第一作者，?；菅芯繂T為通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金項目、中科院先導(dǎo)專項子課題、中科院創(chuàng)新交叉團(tuán)隊項目和中科院青促會項目的共同資助。(科技日報記者 楊侖)

關(guān)鍵詞： 銅綠微囊藻 堿性鹽脅迫 響應(yīng)機(jī)制 土地資源