Low-dose stimulation of growth of the harmful alga, Prymnesium parvum, by glyphosate and glyphosate-based herbicides.
Harmful Algae · 2018 · 80:130-139 · PMID 30502805 · 등급8 기타 원저 · 환경과 생태 > 수생생물 · 식물 · 환경 · 원제+제형 비교
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글리포세이트계 제초제(GBH)는 전 세계적으로 광범위하게 사용되고 있다. 이들은 일반적으로 광합성 생물에게 독성이 있지만, 글리포세이트 내 유기 인은 글리포세이트 저항성 식물플랑크톤에게 이용 가능해져 조류 대발생에 기여할 수 있다. GBH가 진핵 미세조류의 성장에 미치는 영향에 대한 연구는 적으며, 독성 대발생을 일으키는 햅토플랑크톤인 *Prymnesium parvum*에 대한 정보는 제한적이다. 배치 배양 시스템을 이용하여 본 연구에서는 Roundup Weed and Grass Killer Super Concentrate Plus® (Roundup SC), Roundup Weed and Grass Killer Ready-to-Use III® (Roundup RtU) 및 기술 등급 글리포세이트를 낮은 농도 [0–1000 μg 글리포세이트산 당량(ae) L⁻¹]로 처리했을 때 *P. parvum* 성장에 미치는 영향을 조사하였다. Roundup 제형들은 활성 성분으로서의 글리포세이트 비율에 차이가 있다 (Roundup SC, 약 50%; Roundup RtU, 2%), 이는 비활성 성분의 영향을 간접적으로 평가할 수 있게 한다. Roundup SC는 10–1000 μg 글리포세이트 ae L⁻¹에서 지수 성장률을 증가시켰으며, Roundup SC 농도와 초기(지수 이전 성장)에는 양의 단조적 연관성이 관찰되었으나 최대 세포 밀도에서는 그렇지 않았다. 글리포세이트와 두 Roundup 제형 모두 100 μg 글리포세이트 L⁻¹에서 성장률을 증가시켰으나, Roundup SC와 글리포세이트만이 초기 및 최대 밀도를 유의하게 자극하였다. 이러한 관찰 결과는 Roundup RtU에 포함된 비활성 성분과 기타 화합물의 높은 농도가 글리포세이트 의존적 성장 자극을 부분적으로 상쇄함을 시사한다. 다른 조건은 일정하게 유지하면서 인산염 농도를 변화시켰을 때, 100 μg L⁻¹의 Roundup SC와 글리포세이트 첨가는 인산염 관련 인의 동등한 변화보다 성장에 더 강하게 영향을 미쳤다. 따라서 낮은 용량의 글리포세이트가 총인(total phosphorus)의 작은 증가와는 무관한 메커니즘으로 성장을 자극하는 것으로 보인다. 결론적으로, 글리포세이트와 GBH는 낮은 환경 관련 농도에서 *P. parvum*의 성장을 자극한다. 이 결과는 글리포세이트 오염 유출수 또는 수생 환경에 GBH를 직접 살포함으로써 *P. parvum* 대발생에 잠재적으로 기여할 수 있다는 우려를 제기한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate-based herbicides (GBH) are widely used around the globe. While generally toxic to phototrophs, organic phosphorus in glyphosate can become available to glyphosate-resistant phytoplankton and contribute to algal bloom development. Few studies have examined the effects of GBH on growth of eukaryotic microalgae and information for the toxic bloom-forming haptophyte, Prymnesium parvum, is limited. Using a batch-culture system, this study examined the effects on P. parvum growth of a single application of Roundup Weed and Grass Killer Super Concentrate Plus® (Roundup SC), Roundup Weed and Grass Killer Ready-to-Use III® (Roundup RtU), and technical-grade glyphosate at low concentrations [0-1000 μg glyphosate acid equivalent (ae) l-1]. Roundup formulations differ in the percent of glyphosate as active ingredient (Roundup SC, ∼50%; Roundup RtU, 2%), allowing indirect evaluation of the influence of inactive ingredients. Roundup SC enhanced exponential growth rate at 10-1000 μg glyphosate ae l-1, and a positive monotonic association was noted between Roundup SC concentration and early (pre-exponential growth) but not maximum cell density. Glyphosate and both Roundup formulations enhanced growth rate at 100 μg glyphosate l-1, but only Roundup SC and glyphosate significantly stimulated early and maximum density. This observation suggests the higher concentration of inactive ingredients and other compounds in Roundup RtU partially counteracts glyphosate-dependent growth stimulation. When phosphate concentration was varied while maintaining other conditions constant, addition of Roundup SC and glyphosate at 100 μg l-1 influenced growth more strongly than equivalent changes in phosphate-associated phosphorus. It appears, therefore, that low doses of glyphosate stimulate growth by mechanisms unrelated to the associated small increases in total phosphorus. In conclusion, glyphosate and GBH stimulate P. parvum growth at low, environmentally relevant concentrations. This finding raises concerns about the potential contribution to P. parvum blooms by glyphosate-contaminated runoff or by direct application of GBH to aquatic environments.| 저자 | Dabney, B. L.; Patiño, R. |
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| 저널 | Harmful algae |
| 권·호·쪽 | 80, 130-139 |
| PMID | 30502805 |
| DOI | 10.1016/j.hal.2018.11.004 |
| MeSH | Glycine; Haptophyta; Harmful Algal Bloom; Herbicides; Microalgae; Glyphosate |