研究发表在 The ISME Journal,使用了来自西部伊利湖四个 NOAA Great Lakes Environmental Research Laboratory 采样站的水样,采样期为2016到2022年,每年5月至10月每月取样。团队通过测序和分析水中微生物的 DNA,能够将特定细菌与它们所产生的化合物对应起来,从而识别出多种蓝藻相关代谢产物。
研究者把这些未被常规监测覆盖的化合物称为“生物活性蓝藻肽(bioactive cyanopeptides)”。除了由 Microcystis 产生的微囊藻毒素外,还发现了 anabaenopeptins、aeruginosins 和 aerucyclamides 等类群。研究显示,藻华在生长期内可能按阶段出现不同化合物:早期以微囊藻毒素为主,随后在氮素耗竭时出现 anabaenopeptins 与 aeruginosins,晚季则出现 aerucyclamides。
在发表于 Environmental Toxicology 的细胞试验中,第一作者 Lauren Hart 将三种人源细胞系(肺、肝、肾)暴露于不同组合与剂量的微囊藻毒素与 anabaenopeptins,结果表明 anabaenopeptins 在毒性上可与某些微囊藻毒素同类物相当,且两者混合时毒性效应被放大。作者强调,需要进一步表征这些化合物、确定其毒性并研究相互作用,因为细胞实验无法直接推断对人类或动物的健康风险。
参与单位包括密歇根大学相关研究所、NOAA 与 USGS,研究资助来自 NIH、National Institute of Environmental Health Sciences、NSF、Great Lakes Restoration Initiative、USGS 与 NOAA。
- 主要发现:微囊藻毒素并非唯一问题。
- 方法:DNA 分析和长期每月采样。
- 后果:混合化合物可能放大毒性。
难词
- 代谢产物 — 生物体内化学反应产生的物质
- 生物活性蓝藻肽 — 蓝藻产生并能影响生物的化合物生物活性蓝藻肽(bioactive cyanopeptides)
- 微囊藻毒素 — 某些蓝藻产生的有毒化学物质
- 藻华 — 水体中蓝藻大量繁殖形成的现象
- 氮素耗竭 — 水中可用氮元素被大量消耗
- 测序 — 确定生物 DNA 序列的实验方法
- 相互作用 — 两个或多个因素彼此影响的过程
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讨论问题
- 研究发现多种未被常规监测覆盖的蓝藻相关化合物。针对水质监测,你认为应该如何调整检测项目或频率?请说明理由。
- 如果混合化合物会放大毒性,这对当地饮用水和休闲用水管理可能带来哪些挑战?你会建议采取哪些预防措施?
- 团队使用长期每月采样并结合测序方法,你认为这种方法的主要优点和局限是什么?