近日,資源與環境學院王軍教授課題組在《Science of the Total Environment》發表了題為“Mechanism of the adverse outcome of Chlorella vulgarisexposure to diethyl phthalate: Water environmental health reflected by primary producer toxicity” 的研究論文。碩士研究生梁春柳為該論文的第一作者,王軍教授為該論文的通訊作者。
酞酸酯是使用量最大的一類增塑劑類化合物,廣泛用于塑料添加劑和助劑等,能夠提高產品的強度和可塑性。近年來,研究發現酞酸酯類污染物已廣泛存在于地表水、地下水等各類水體環境中,對生態環境和人體健康帶來了重大威脅。鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)是一種典型的酞酸酯化合物,進入水體后能夠直接或間接的影響水生生物的生存。藻類作為水生生態系統的初級生產者在物質循環和能量流動中就扮演著至關重要的角色,因此,開展關于DEP對微藻等初級生產者的生態毒理效應,探究其生態環境風險十分必要。本研究選取普通小球藻作為研究對象,整合傳統毒性終點及轉錄組學技術多角度探究了DEP對普通小球藻的毒性效應及其作用機制,揭示了DEP的水環境生態風險。
圖形摘要
研究結果表明,DEP能夠抑制藻細胞的生長和光合色素含量,誘導氧化應激,進而導致藻細胞膜完整性喪失和細胞形態改變。DEP通過降低藻細胞MMP,上調Caspase-9和Caspase-3活性,最終通過線粒體途徑誘導細胞凋亡。此外,藻類細胞中的Caspase-8和Ca2+在污染物脅迫后活性升高,表明DEP可能通過外在死亡受體途徑和內質網途徑誘導藻類細胞凋亡。轉錄組分析表明DEP主要通過干擾光合作用-天線蛋白通路(photosynthesis–antenna proteins)、萜類物質合成(terpenoid backbone biosynthesis) 和DNA復制(DNA replication)過程來抑制普通小球藻的生長。綜上,本研究為全面評估DEP對普通小球藻的生態風險提供了新的科學認知,對推動水環境生態保護和污染控制具有重要意義。
研究得到了國家自然科學基金聯合基金和面上項目、山東省重點研發計劃項目的資助。
文章DOI:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.168876
編 輯:萬 千
審 核:賈 波