论文速递|海洋热浪加剧了轮胎颗粒浸出液对微藻的毒性作用

奋斗的小鸟

01.
研究内容

轮胎颗粒（TPs）释放的添加剂在进入海洋环境后，不可避免地会与海洋生物发生相互作用。海洋热浪（MHWs）在污染物与海洋生物相互作用过程中，比海洋变暖发挥了更具破坏性的作用。为了评估MHWs条件下TPs浸出液的潜在风险，观察了微藻Isochrysis galbana在当前或预测浓度下暴露于TPs浸出液中7天的生理和营养代谢终点。TPs浸出液主要含有锌（Zn）和6-PPD（6-苯基-1,3,5-三嗪-2,4-二胺），这些物质大部分可以被微藻吸收，尤其是在MHWs条件下。此外，TPs浸出液增加了活性氧（ROS）含量，激活了抗氧化系统，损害了光合作用和糖酵解，并降低了糖和蛋白质含量。10 mg/L的TPs浸出液增加了脂质含量和饱和度。同时，在这样的TPs浸出液下，微藻倾向于合成长链脂肪酸和Δ8去饱和途径。MHWs在当前浓度下促进了TPs浸出液对微藻生长的积极效应，但在预测浓度下加剧了负面影响。我们的研究强调了TP浸出液对海洋初级生产系统的潜在风险，特别是如果伴随着极端气候事件的强度和频率的增加。

02.
文章亮点

TPs浸出液成分大部分可以被微藻吸收，尤其在海洋热浪条件下。
TPs浸出液增加了活性氧含量，激活了抗氧化系统，损害了光合作用和糖酵解，并降低了糖和蛋白质含量。
10mg/L的TPs浸出液增加了脂质含量和饱和度，在此条件下，微藻倾向于合成长链脂肪酸和Δ8去饱和途径。

03.
实验结果




轮胎颗粒（TPs）浸出液的特性以及微藻Isochrysis galbana在正常海水（NH）和温暖海水（WH）中暴露7天后对TPs浸出液的吸收情况。A. 通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）得到的TPs浸出液的色谱图；B. 在NH和WH中，暴露前后培养基中的总有机碳含量；C. 在NH和WH中，暴露前后培养基中的重金属含量。处理安排：NH. 22℃，含有1 g/L TPs浸出液；WH. 28℃，含有1 g/L TPs浸出液。“初始”意味着在NH和WH中暴露前TPs浸出液的初始浓度。“%2A”表示NH和WH之间存在显著差异。




第三天Isochrysis galbana生理指标的变化。A. 活性氧（ROS）含量；B. 超氧化物歧化酶（SOD）活性；C. 过氧化氢酶（CAT）活性；D. 胡萝卜素含量；E. 死亡率（MD）曲线；F. 特定生长率（SGR）热图；G. 光化学效率（Fv/Fm）；H. 叶绿素a；I. 叶绿素b；J. 己糖激酶（HK）活性；K. 丙酮酸激酶（PK）活性；L. 三磷酸腺苷（ATP）含量。处理安排：N0. 22℃，无TPs浸出液；W0. 28℃，无TPs浸出液；NL. 22℃，含有10 mg/L TPs浸出液；WL. 28℃，含有10 mg/L TPs浸出液；NH. 22℃，含有1 g/L TPs浸出液；WH. 28℃，含有1 g/L TPs浸出液。大写字母和小写字母表示在22℃和28℃下不同TPs浸出液浓度之间存在显著差异。“%2A”表示在同一TPs浸出液浓度下不同温度之间存在显著差异。“Int”代表基于双向方差分析的TPs浸出液和海洋热浪（MHWs）的交互效应。




第三天和第七天Isochrysis galbana的IBR和皮尔逊相关性分析结果比较。A. 第三天IBR结果的星形图；a. 第七天IBR结果的星形图；B. IBR结果的分布；C. 第三天生理生物标志物的相关性。D. 第七天生理生物标志物的相关性。处理安排：N0. 22℃，无TPs浸出液；W0. 28℃，无TPs浸出液；NL. 22℃，含有10 mg/L TPs浸出液；WL. 28℃，含有10 mg/L TPs浸出液；NH. 22℃，含有1 g/L TPs浸出液；WH. 28℃，含有1 g/L TPs浸出液。“%2A”表示在同一处理条件下第三天和第七天之间存在显著差异。“Int”代表基于双向方差分析的TPs浸出液和海洋热浪（MHWs）的交互效应。




第七天Isochrysis galbana的营养物质、脂质组成、合成基因和去饱和基因的变化。A. 总糖含量；B. 总脂质含量；C. 总蛋白质含量；D. DGAT（二酰基甘油O-酰基转移酶）的相对表达量；E. ENR（脂肪酸延伸酶）的相对表达量；F. ACC（乙酰辅酶A羧化酶）的相对表达量；G. 脂肪酸组成；H. 脂肪酸饱和度比率；I. 特定脂肪酸比率；J. Δ4fad（Δ4去饱和酶）的相对表达量；K. Δ5fad（Δ5去饱和酶）的相对表达量；L. Δ6fad（Δ6去饱和酶）的相对表达量；M. Δ8fad（Δ8去饱和酶）的相对表达量。处理安排：N0. 22℃，无TPs浸出液；W0. 28℃，无TPs浸出液；NL. 22℃，含有10 mg/L TPs浸出液；WL. 28℃，含有10 mg/L TPs浸出液；NH. 22℃，含有1 g/L TPs浸出液；WH. 28℃，含有1 g/L TPs浸出液。大写字母和小写字母表示在22℃和28℃下不同TPs浸出液浓度之间存在显著差异。“%2A”表示在同一TPs浸出液浓度下不同温度之间存在显著差异。“Int”代表基于双向方差分析的TPs浸出液和海洋热浪（MHWs）的交互效应。




第七天对Isochrysis galbana的TPs浸出液、海洋热浪（MHWs）及其联合效应的分析。A. 基于研究中检测到的所有生物标志物的PCA（主成分分析）；B. 研究中确定的所有生物标志物的聚类分析。处理安排：N0. 22℃，无TPs浸出液；W0. 28℃，无TPs浸出液；NL. 22℃，含有10 mg/L TPs浸出液；WL. 28℃，含有10 mg/L TPs浸出液；NH. 22℃，含有1 g/L TPs浸出液；WH. 28℃，含有1 g/L TPs浸出液。

04.
实验结论

海洋热浪（MHWs）和轮胎颗粒（TPs）浸出液的结合显示出显著的叠加效应，对微藻的正面或负面影响取决于TPs浸出液的浓度。在MHWs条件下，微藻的生理和营养代谢在环境相关浓度的TPs浸出液下得到促进，但在高浓度的TPs浸出液下受到抑制。虽然我们的研究已经阐明了TPs浸出液对微藻的作用机制，但还需要进一步的研究来确定在生理效应中起主要作用的具体物质，特别是微藻对其吸收的程度以及它对微藻生理效应的程度。



作者简介



作者：李力昂，2023级博士研究生，上海海洋大学水产与生命学院
研究方向：水生生物生理生态学
邮箱：2217347573@qq.com




扫码关注我们



http://weixin.qq.com/r/NS_NlcHEo5zcrYX293on (二维码自动识别)

图文编辑丨李力昂
排版审核丨钱锦




原文地址：https://zhuanlan.zhihu.com/p/18774023449