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安徽大学研究揭示抗生素及 抗性基因驱动湖泊蓝藻暴发新机制
文章字数:695
本报讯(全媒体记者 师亚萍)近日,安徽大学资源与环境工程学院黄涛课题组在抗生素及其抗性基因(ARGs)调控湖泊蓝藻暴发机制方面取得重要进展,相关成果为流域新污染物治理和湖泊藻华防控提供了全新的科学依据。
富营养化湖泊蓝藻暴发与水华是全球面临的突出水环境生态问题。近年来,我国持续开展水体富营养化治理,外源污染输入大幅削减,水质显著改善,但太湖、巢湖、滇池等部分大型湖泊的藻类水华及生物量却未同步下降。研究表明,内源污染释放在其中起到了重要支撑作用,而内源氮素转化正是驱动蓝藻暴发与水华维持的关键因素之一。与此同时,抗生素作为一种新兴污染物在水环境中被广泛检出,其对抗性基因传播及微生物群落结构的干扰已引发广泛关注,但抗生素及ARGs如何调控内源氮转化和蓝藻生长暴发,此前尚缺乏系统认识。
针对这一科学问题,课题组构建了湖泊蓝藻生消微宇宙系统,分析不同浓度梯度克林霉素、四环素、磺胺甲恶唑及三者混合暴露条件下沉积物-水中的氮形态转化、氮功能基因及细菌群落变化,研究抗生素及ARGs对内源氮转化和蓝藻暴发的影响机制,取得了五项亮点认知:一是环境浓度抗生素处理增加了上覆水体氨氮的有效性;二是环境浓度抗生素处理促进了上覆水中的氨氧化和硝化作用;三是ARGs可通过水平基因转移影响氮循环功能微生物群落;四是低环境浓度的克林霉素和混合抗生素显著促进了蓝藻的生长及暴发强度;五是高环境浓度磺胺甲恶唑处理延长了蓝藻暴发的持续时间。
该研究从抗生素及抗性基因这一新兴污染物视角,揭示了其对内源氮循环和蓝藻暴发的调控机制,为理解新污染物与传统水环境问题的耦合效应提供了新认知,也为开展流域新污染物治理与湖泊藻华精准防控提供了重要的科学支撑。
富营养化湖泊蓝藻暴发与水华是全球面临的突出水环境生态问题。近年来,我国持续开展水体富营养化治理,外源污染输入大幅削减,水质显著改善,但太湖、巢湖、滇池等部分大型湖泊的藻类水华及生物量却未同步下降。研究表明,内源污染释放在其中起到了重要支撑作用,而内源氮素转化正是驱动蓝藻暴发与水华维持的关键因素之一。与此同时,抗生素作为一种新兴污染物在水环境中被广泛检出,其对抗性基因传播及微生物群落结构的干扰已引发广泛关注,但抗生素及ARGs如何调控内源氮转化和蓝藻生长暴发,此前尚缺乏系统认识。
针对这一科学问题,课题组构建了湖泊蓝藻生消微宇宙系统,分析不同浓度梯度克林霉素、四环素、磺胺甲恶唑及三者混合暴露条件下沉积物-水中的氮形态转化、氮功能基因及细菌群落变化,研究抗生素及ARGs对内源氮转化和蓝藻暴发的影响机制,取得了五项亮点认知:一是环境浓度抗生素处理增加了上覆水体氨氮的有效性;二是环境浓度抗生素处理促进了上覆水中的氨氧化和硝化作用;三是ARGs可通过水平基因转移影响氮循环功能微生物群落;四是低环境浓度的克林霉素和混合抗生素显著促进了蓝藻的生长及暴发强度;五是高环境浓度磺胺甲恶唑处理延长了蓝藻暴发的持续时间。
该研究从抗生素及抗性基因这一新兴污染物视角,揭示了其对内源氮循环和蓝藻暴发的调控机制,为理解新污染物与传统水环境问题的耦合效应提供了新认知,也为开展流域新污染物治理与湖泊藻华精准防控提供了重要的科学支撑。