The effects of glyphosate and AMPA on the mediterranean mussel Mytilus galloprovincialis and its microbiota.
Environ Res · 2020 · 182:108984 · PMID 31830695 · 등급1 최상위근거 체계적문헌고찰 · 물질과 작용기전 > EPSPS·시킴산 경로 · 수생생물 · AMPA
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글리포세이트는 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 제초제로, 식물과 일부 미생물에서 발견되는 시키미산 경로의 5-엔올피루빌시키미산-3-인산 합성효소(EPSPS) 효소를 표적으로 한다. 글리포세이트가 노출된 생물체에서 광범위한 생물학적 영향을 유발할 잠재력이 입증되었음에도 불구하고, 특히 이매패류와 같은 생태학적으로 중요한 해양 종에서 독성의 전반적인 분자 메커니즘과 잠재적 영향은 여전히 불분명하다. 본 연구에서는 통제된 실험을 통해 홍합 *M. galloprovincialis*에 대한 글리포세이트(GLY), 그 분해 산물인 아미노메틸포스폰산(AMPA), 그리고 이 둘의 혼합물(MIX)의 영향을 평가하였다. 본 연구에서는 처음으로 차세대 염기서열 분석(RNA-seq 및 16S rRNA 증폭 서열 분석)을 사용하여 숙주와 그에 상주하는 미생물총 모두에서 이러한 영향을 분자 수준에서 평가하였다. 결과는 박테리아 종이 이러한 화합물의 존재 하에 증식할 수 있는 가변적인 능력과 AMPA 및 GLY 독성으로 인한 숙주의 생리적 항상성 손상이 소화샘 미생물총에 상당한 교란을 일으킬 수 있으며, *Vibrio* spp.와 같은 잠재적 기회 감염 병원균의 확산을 유발할 수 있음을 시사한다. 분자 및 세포 수준에서 확인된 결과적인 숙주-면역계 활성화는 공생 미생물 군집 구성에 발생하는 변화를 조절하는 것을 목표로 할 수 있다. 전반적으로, 본 데이터는 해양 종에서 글리포세이트와 AMPA의 잠재적 유해 영향에 대한 추가적인 우려를 제기하며, 이러한 화합물의 전반적인 생태독성학적 위험을 판단하기 위해서는 직접적인 독성 영향과 그로 인해 발생하는 숙주-미생물 군집 내 변화 모두를 고려해야 함을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate, the most widely used herbicide worldwide, targets the 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS) enzyme in the shikimate pathway found in plants and some microorganisms. While the potential for glyphosate to induce a broad range of biological effects in exposed organisms has been demonstrated, the global molecular mechanisms of toxicity and potential effects in bacterial symbionts remain unclear, in particular for ecologically important marine species such as bivalve molluscs. Here, the effects of glyphosate (GLY), its degradation product aminomethylphosphonic acid (AMPA), and a mixture of both (MIX) on the mussel M. galloprovincialis were assessed in a controlled experiment. For the first time, next generation sequencing (RNA-seq and 16S rRNA amplicon sequencing) was used to evaluate such effects at the molecular level in both the host and its respective microbiota. The results suggest that the variable capacity of bacterial species to proliferate in the presence of these compounds and the impairment of host physiological homeostasis due to AMPA and GLY toxicity may cause significant perturbations to the digestive gland microbiota, as well as elicit the spread of potential opportunistic pathogens such as Vibrio spp.. The consequent host-immune system activation identified at the molecular and cellular level could be aimed at controlling changes occurring in the composition of symbiotic microbial communities. Overall, our data raise further concerns about the potential adverse effects of glyphosate and AMPA in marine species, suggesting that both the effects of direct toxicity and the ensuing changes occurring in the host-microbial community must be taken into consideration to determine the overall ecotoxicological hazard of these compounds.| 저자 | Iori, S.; Rovere, G. D.; Ezzat, L.; Smits, M.; Ferraresso, S. S.; Babbucci, M.; Marin, M. G.; Masiero, L.; Fabrello, J.; Garro, E.; Carraro, L.; Cardazzo, B.; Patarnello, T.; Matozzo, V.; Bargelloni, L.; Milan, M. |
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| 저널 | Environmental research |
| 권·호·쪽 | 182, 108984 |
| PMID | 31830695 |
| DOI | 10.1016/j.envres.2019.108984 |
| MeSH | Animals; Glycine; Herbicides; Isoxazoles; Microbiota; Mytilus; RNA, Ribosomal, 16S; Tetrazoles; Glyphosate |