作者:胡献刚等 来源:《环境科学与技术》 发布时间:2022/4/22 9:40:25
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研究揭示硅藻适应硝酸盐污染的新机制

 

家庭生活、畜牧业和化肥施用等人类活动造成的硝酸盐污染,正威胁着海洋生态系统和净初级生产力。作为初级生产力的主要组成部分,硅藻能够适应高硝酸盐环境,但其机制尚不清楚。近日,南开大学环境科学与工程学院胡献刚团队最新研究发现,硅藻之所以能够适应硝酸盐污染,是因为海洋胶体通过定向电子转移,促进了硅藻的污染适应能力。相关成果4月18日在线发表于《环境科学与技术》上。

研究发现,在可见光照射下,从海洋胶体到硅藻的电子转移增强了氮的吸收和同化,为硅藻适应高硝酸盐环境提供了一条新途径。在辐射下,海洋胶体表现出半导体特性,并能触发自由电子和单线态氧的产生。它们还表现出电子受体和供体特性,前者比后者更强,在高氮胁迫下与胞外聚合物(EPSs)中的多糖发生反应,增强细胞的弹性和通透性,并促进氮同化和电子转移到海洋硅藻EPSs。

进一步研究发现,电子转移通过上调膜硝酸盐转运体和硝酸盐还原酶,进而促进细胞外到细胞内的硝酸盐转运。阴离子转运基因和不饱和脂肪酸的上调也有助于氮同化。科研团队估计,胶体可以将海洋硅藻的硝酸盐吸收效率提高10.5–82.2%。

电子转移增强了硅藻的氮吸收能力 图片来自论文

科研团队表示,这一发现揭示了硅藻适应硝酸盐污染的机制,并为低成本控制海洋污染提供了方向。(来源:中国科学报 郑金武)

相关论文信息:https://doi.org/10.1021/acs.est.2c00044

 
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