The mechanism of different cyanobacterial responses to glyphosate.
J Environ Sci (China) · 2023 · 125:258-265 · PMID 36375911 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 물질과 작용기전 > EPSPS·시킴산 경로 · 미생물
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글로벌적으로 가장 광범위하게 사용되는 제초제인 글리포세이트는 수생 환경으로 이동하여 수생 시스템에 부정적인 영향을 미칠 수 있기 때문에 생태독성학적 우려를 제기하고 있다. 그러나 글리포세이트가 시아노박테리아에 작용하는 기능적 메커니즘은 완전히 규명되지 않았다. 본 연구에서는 단일 배양 실험에서 글리포세이트가 시아노박테리아 성장에 미치는 영향을 평가하기 위해 6종의 일반적인 시아노박테리아를 선정하였다. 그 결과, 테스트된 5종의 시아노박테리아 종은 다양한 정도에서 성장이 촉진되었으며, Pseudanabaena만이 글리포세이트에 의해 저해되었다. 글리포세이트의 표적이 되는 효소인 5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase(EPSPS) 유전자 서열을 기반으로 한 계통 발생 나무에서, Pseudanabaena의 위치가 글리포세이트에 민감한 식물과 가장 가깝다는 것을 발견하였으며, 이는 글리포세이트 노출 후 Pseudanabaena의 억제 효과를 설명한다. 주요 분해 대사산물 또는 유사체는 시아노박테리아 성장을 유도하지 않았는데, 이는 글리포세이트 처리 배지에서 인(P) 농도가 증가했기 때문에 글리포세이트가 시아노박테리아 성장을 촉진하기 위한 인의 공급원으로 사용되었음을 측면적으로 보여준다. 전반적으로 본 연구는 수생 미생물총 구성에 대한 글리포세이트의 영향을 더 잘 이해하게 하고, 글리포세이트에 대한 시아노박테리아 반응 메커니즘을 설명한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate, the most extensively used herbicide globally, has raised ecotoxicological concerns because it can be transported into the aquatic environment and cause adverse effects on the aquatic system. However, the functional mechanism of glyphosate on cyanobacteria are not completely disentangled. In this study, we selected six common cyanobacteria to evaluate glyphosate effects on cyanobacterial growth in monoculture experiment. Results showed that the growth of five tested cyanobacterial species were promoted under different degrees, and only Pseudanabaena was inhibited by glyphosate. In the phylogenetic tree based on gene sequences of 5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS), a target for glyphosate, we found that the position of Pseudanabaena is the closest to plant, which was sensitive to glyphosate, thereby explaining the inhibitory effect of Pseudanabaena following glyphosate exposure. The primary degraded metabolites or analogs did not induce cyanobacterial growth, laterally demonstrating that glyphosate was used as a source of phosphorus to accelerate cyanobacterial growth because phosphorus levels increased in the medium of glyphosate treatment. Overall, this study provides a better understanding of the influence of glyphosate on the composition of aquatic microbiota and explains the mechanism of cyanobacterial response to glyphosate.| 저자 | Lin, W.; Zhang, Z.; Chen, Y.; Zhang, Q.; Ke, M.; Lu, T.; Qian, H. |
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| 저널 | Journal of environmental sciences (China) |
| 권·호·쪽 | 125, 258-265 |
| PMID | 36375911 |
| DOI | 10.1016/j.jes.2021.11.039 |
| MeSH | 3-Phosphoshikimate 1-Carboxyvinyltransferase; Phylogeny; Herbicides; Cyanobacteria; Phosphorus; Glyphosate |