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生理生化反应和转录组学分析揭示了磺胺甲噁唑对小球藻 pyrenoidosa 固碳功能的影响和机制
Science of the Total Environment ( IF 8.2 ) Pub Date : 2024-01-28 , DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.170460 Yuhao Zhou 1 , Yujiao Yue 2 , Xinyang Chen 2 , Feifan Wu 2 , Wei Li 2 , Pingping Li 2 , Jiangang Han 3
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磺胺甲噁唑 (SMX) 的发生以低浓度和假性持久性为特征。然而,SMX 的毒性作用和机制,特别是对于低浓度和长期暴露,仍不清楚。本研究在种群、生理生化和转录水平上探讨了 SMX 对小球藻 pyrenoidosa 固碳相关生物过程的影响和机制。结果表明,1–1000 μg/L SMX 在 21 d 内显著抑制了 C. pyrenoidosa 的干重和固碳速率。超氧化物歧化酶 (SOD) 和过氧化氢酶 (CAT) 活性的上调,以及丙二醛 (MDA) 的积累表明 SMX 对 C. pyrenoidosa 构成氧化损伤。SMX 抑制碳酸酐酶 (CA) 的活性,从而刺激 Rubisco 的活性。主成分分析 (PCA) 显示 SMX 浓度与 Rubisco 和 CAT 呈正相关,而暴露时间与 CA 呈负相关。转录分析显示,通过调节原卟啉 IX 的转移和叶绿素循环,稳定叶绿素-a 的合成。同时,响应 Rubisco 的 CO2 需求,触发了多种 CO2 补偿机制,包括光呼吸、C4 样 CO2 补偿和嘌呤代谢途径。本研究为综合评估 SMX 的生态风险提供了科学依据。
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