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Response of submerged macrophytes and leaf biofilms to the decline phase of Microcystis aeruginosa: Antioxidant response, ultrastructure, microbial properties, and potential mechanism.
Science of the Total Environment ( IF 8.2 ) Pub Date : 2019-09-06 , DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.134325 Qi Li 1 , Peng Gu 1 , Hao Zhang 1 , Xin Luo 1 , Jibiao Zhang 1 , Zheng Zheng 1
Science of the Total Environment ( IF 8.2 ) Pub Date : 2019-09-06 , DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.134325 Qi Li 1 , Peng Gu 1 , Hao Zhang 1 , Xin Luo 1 , Jibiao Zhang 1 , Zheng Zheng 1
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Decaying cyanobacterial blooms carry a potential risk for submerged macrophyte and periphyton biofilms in aquatic environments. This study comprehensively studied the responses in growth, oxidative response, detoxification pathway, and ultrastructure characteristics of aquatic plants to Microcystis aeruginosa (M. aeruginosa) exudates and extracts released during the decline phase. Particular emphasis was placed on the variation of extracellular polymeric substances (EPS) and quorum-sensing signaling molecules. The results showed that superoxide dismutase, peroxidase, and glutathione S-transferase were significantly induced as antioxidant response, and the malondialdehyde content increased. Increased content of MC-LR (1.129 μg L-1) and NH4+-N (1.35 mg L-1) were found in the decline phase of M. aeruginosa, which played a vital role in the damage to submerged plants. In addition, a change in the amount of osmiophilic granules and a variation of organelles and membranes was observed. A broad distribution of α-d-glucopyranose polysaccharides was dominant and aggregated into clusters in biofilm EPS in response to exposure to decaying M. aeruginosa. Furthermore, exposure to exudates and extracts changed the abundance and structure of the microbial biofilm community. Increased contents of N-acylated-L-homoserine lactone signal molecule might result in a variation of biofilm EPS production in response to decaying M. aeruginosa. These results expand the understanding of how submerged macrophyte and periphyton biofilms respond to environmental stress caused by exudates and extracts of decaying M. aeruginosa.
中文翻译：
淹没的大型植物和叶片生物膜对铜绿微囊藻衰退期的响应：抗氧化响应，超微结构，微生物特性和潜在机制。
腐烂的蓝藻水华在水生环境中具有淹没大型植物和水生植物生物膜的潜在风险。这项研究全面研究了水生植物对铜绿微囊藻（M. aeruginosa）分泌物和在衰退期释放的提取物的生长，氧化反应，解毒途径和超微结构特征的响应。特别强调了细胞外聚合物（EPS）和群体感应信号分子的变化。结果表明，超氧化物歧化酶，过氧化物酶和谷胱甘肽S-转移酶作为抗氧化剂反应被显着诱导，丙二醛含量增加。在铜绿假单胞菌的下降期发现MC-LR（1.129μgL-1）和NH4 + -N（1.35 mg L-1）含量增加，在对淹没植物的破坏中起着至关重要的作用。另外，观察到渗透压性颗粒的量变化以及细胞器和膜的变化。响应于暴露于腐烂的铜绿假单胞菌，广泛分布的α-d-吡喃葡萄糖多糖占主导地位，并聚集在生物膜EPS中的簇中。此外，暴露于分泌物和提取物改变了微生物生物膜群落的丰度和结构。N-酰化-L-高丝氨酸内酯信号分子含量的增加可能会导致铜绿假单胞菌的腐烂而导致生物膜EPS产生量的变化。这些结果扩大了对淹没的大型植物和周围植物生物膜如何应对由铜绿假单胞菌的分泌物和提取物引起的环境压力的理解。观察到渗透压颗粒数量的变化以及细胞器和膜的变化。响应于暴露于腐烂的铜绿假单胞菌，广泛分布的α-d-吡喃葡萄糖多糖占主导地位，并聚集在生物膜EPS中的簇中。此外，暴露于渗出物和提取物改变了微生物生物膜群落的丰度和结构。N-酰化-L-高丝氨酸内酯信号分子含量的增加可能会导致铜绿假单胞菌的腐烂而导致生物膜EPS产生量的变化。这些结果扩大了对淹没的大型植物和周围植物生物膜如何应对由铜绿假单胞菌的分泌物和提取物引起的环境压力的理解。观察到渗透压颗粒数量的变化以及细胞器和膜的变化。响应于暴露于腐烂的铜绿假单胞菌，广泛分布的α-d-吡喃葡萄糖多糖占主导地位，并聚集在生物膜EPS中的簇中。此外，暴露于分泌物和提取物改变了微生物生物膜群落的丰度和结构。N-酰化-L-高丝氨酸内酯信号分子含量的增加可能会导致铜绿假单胞菌的腐烂而导致生物膜EPS产生量的变化。这些结果扩大了对淹没的大型植物和周围植物生物膜如何应对由铜绿假单胞菌的分泌物和提取物引起的环境压力的理解。响应于暴露于腐烂的铜绿假单胞菌，广泛分布的α-d-吡喃葡萄糖多糖占主导地位，并聚集在生物膜EPS中的簇中。此外，暴露于渗出物和提取物改变了微生物生物膜群落的丰度和结构。N-酰化-L-高丝氨酸内酯信号分子含量的增加可能会导致铜绿假单胞菌的腐烂而导致生物膜EPS产生量的变化。这些结果扩大了对淹没的大型植物和周围植物生物膜如何应对由铜绿假单胞菌的分泌物和提取物引起的环境压力的理解。响应于暴露于腐烂的铜绿假单胞菌，广泛分布的α-d-吡喃葡萄糖多糖占主导地位，并聚集在生物膜EPS中的簇中。此外，暴露于分泌物和提取物改变了微生物生物膜群落的丰度和结构。N-酰化-L-高丝氨酸内酯信号分子含量的增加可能会导致铜绿假单胞菌的腐烂而导致生物膜EPS产生量的变化。这些结果扩大了对淹没的大型植物和周围植物生物膜如何应对由铜绿假单胞菌的分泌物和提取物引起的环境压力的理解。暴露于渗出液和提取物中改变了微生物生物膜群落的丰度和结构。N-酰化-L-高丝氨酸内酯信号分子含量的增加可能会导致铜绿假单胞菌的腐烂而导致生物膜EPS产生量的变化。这些结果扩大了对淹没的大型植物和周围植物生物膜如何应对由铜绿假单胞菌的分泌物和提取物引起的环境压力的理解。暴露于渗出液和提取物中改变了微生物生物膜群落的丰度和结构。N-酰化-L-高丝氨酸内酯信号分子含量的增加可能会导致铜绿假单胞菌的腐烂而导致生物膜EPS产生量的变化。这些结果扩大了对淹没的大型植物和周围植物生物膜如何应对由铜绿假单胞菌的分泌物和提取物引起的环境压力的理解。
更新日期：2019-09-07
中文翻译：
淹没的大型植物和叶片生物膜对铜绿微囊藻衰退期的响应：抗氧化响应，超微结构，微生物特性和潜在机制。
腐烂的蓝藻水华在水生环境中具有淹没大型植物和水生植物生物膜的潜在风险。这项研究全面研究了水生植物对铜绿微囊藻（M. aeruginosa）分泌物和在衰退期释放的提取物的生长，氧化反应，解毒途径和超微结构特征的响应。特别强调了细胞外聚合物（EPS）和群体感应信号分子的变化。结果表明，超氧化物歧化酶，过氧化物酶和谷胱甘肽S-转移酶作为抗氧化剂反应被显着诱导，丙二醛含量增加。在铜绿假单胞菌的下降期发现MC-LR（1.129μgL-1）和NH4 + -N（1.35 mg L-1）含量增加，在对淹没植物的破坏中起着至关重要的作用。另外，观察到渗透压性颗粒的量变化以及细胞器和膜的变化。响应于暴露于腐烂的铜绿假单胞菌，广泛分布的α-d-吡喃葡萄糖多糖占主导地位，并聚集在生物膜EPS中的簇中。此外，暴露于分泌物和提取物改变了微生物生物膜群落的丰度和结构。N-酰化-L-高丝氨酸内酯信号分子含量的增加可能会导致铜绿假单胞菌的腐烂而导致生物膜EPS产生量的变化。这些结果扩大了对淹没的大型植物和周围植物生物膜如何应对由铜绿假单胞菌的分泌物和提取物引起的环境压力的理解。观察到渗透压颗粒数量的变化以及细胞器和膜的变化。响应于暴露于腐烂的铜绿假单胞菌，广泛分布的α-d-吡喃葡萄糖多糖占主导地位，并聚集在生物膜EPS中的簇中。此外，暴露于渗出物和提取物改变了微生物生物膜群落的丰度和结构。N-酰化-L-高丝氨酸内酯信号分子含量的增加可能会导致铜绿假单胞菌的腐烂而导致生物膜EPS产生量的变化。这些结果扩大了对淹没的大型植物和周围植物生物膜如何应对由铜绿假单胞菌的分泌物和提取物引起的环境压力的理解。观察到渗透压颗粒数量的变化以及细胞器和膜的变化。响应于暴露于腐烂的铜绿假单胞菌，广泛分布的α-d-吡喃葡萄糖多糖占主导地位，并聚集在生物膜EPS中的簇中。此外，暴露于分泌物和提取物改变了微生物生物膜群落的丰度和结构。N-酰化-L-高丝氨酸内酯信号分子含量的增加可能会导致铜绿假单胞菌的腐烂而导致生物膜EPS产生量的变化。这些结果扩大了对淹没的大型植物和周围植物生物膜如何应对由铜绿假单胞菌的分泌物和提取物引起的环境压力的理解。响应于暴露于腐烂的铜绿假单胞菌，广泛分布的α-d-吡喃葡萄糖多糖占主导地位，并聚集在生物膜EPS中的簇中。此外，暴露于渗出物和提取物改变了微生物生物膜群落的丰度和结构。N-酰化-L-高丝氨酸内酯信号分子含量的增加可能会导致铜绿假单胞菌的腐烂而导致生物膜EPS产生量的变化。这些结果扩大了对淹没的大型植物和周围植物生物膜如何应对由铜绿假单胞菌的分泌物和提取物引起的环境压力的理解。响应于暴露于腐烂的铜绿假单胞菌，广泛分布的α-d-吡喃葡萄糖多糖占主导地位，并聚集在生物膜EPS中的簇中。此外，暴露于分泌物和提取物改变了微生物生物膜群落的丰度和结构。N-酰化-L-高丝氨酸内酯信号分子含量的增加可能会导致铜绿假单胞菌的腐烂而导致生物膜EPS产生量的变化。这些结果扩大了对淹没的大型植物和周围植物生物膜如何应对由铜绿假单胞菌的分泌物和提取物引起的环境压力的理解。暴露于渗出液和提取物中改变了微生物生物膜群落的丰度和结构。N-酰化-L-高丝氨酸内酯信号分子含量的增加可能会导致铜绿假单胞菌的腐烂而导致生物膜EPS产生量的变化。这些结果扩大了对淹没的大型植物和周围植物生物膜如何应对由铜绿假单胞菌的分泌物和提取物引起的环境压力的理解。暴露于渗出液和提取物中改变了微生物生物膜群落的丰度和结构。N-酰化-L-高丝氨酸内酯信号分子含量的增加可能会导致铜绿假单胞菌的腐烂而导致生物膜EPS产生量的变化。这些结果扩大了对淹没的大型植物和周围植物生物膜如何应对由铜绿假单胞菌的分泌物和提取物引起的环境压力的理解。
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