Understanding the influence of glyphosate on the structure and function of freshwater microbial community in a microcosm.
Environ Pollut · 2020 · 260:114012 · PMID 31995771 · 등급8 기타 원저 · 비발암 건강영향 > 장내미생물
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글리포세이트는 가장 널리 사용되는 제초제 중 하나이며, 막대한 사용량으로 인해 주요 수생 오염물질이 되었다. 글리포세이트의 생태학적 안전성은 여전히 논란의 대상이며, 글리포세이트가 수생 미생물 군집에 어떻게 영향을 미치는지에 대해서는 결론이 나지 않았다. 본 연구에서는 담수 미소 우주(freshwater microcosm) 내 미생물 군집의 구조와 기능에 대한 글리포세이트의 영향을 조사하였다. 16S/18S rRNA 유전자 염기서열 분석 결과, 글리포세이트 처리(2.5 mg L$^{-1}$, 15일)가 미소 우주의 물리적 및 화학적 상태나 군집 내 주요 종의 구성을 유의하게 변화시키지는 않았으나, 메타전사체 분석 결과 일부 남세균(cyanobacteria)의 전사체가 글리포세이트에 의해 유의하게 영향을 받았음을 나타냈다. 미생물 군집은 번역, 이차 대사산물 생합성, 수송 및 이화작용과 관련된 경로의 유전자 발현을 증가시켜 잠재적으로 글리포세이트 오염에 저항할 수 있게 하였다. 인(P)이 낮은 환경에서 흔한 남세균인 *Synechococcus*는 글리포세이트를 P 공급원으로 활용함으로써 특수한 역할을 수행하며, 이로 인해 *Pseudanabaena*와 같은 다른 미생물에 대한 독성을 감소시켰다. 전반적으로, 인공 미소 우주에 글리포세이트를 첨가하는 것은 수생 미생물 군집의 구성을 강하게 변화시키지는 않았으나 군집의 전사 수준을 변화시켰으며, 이는 일부 미생물이 글리포세이트를 P 공급원으로 활용하여 글리포세이트의 독성을 완화할 수 있기 때문일 수 있다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate, one of the most popular herbicides, has become a prominent aquatic contaminant because of its huge usage. The eco-safety of glyphosate is still in controversy, and it is inconclusive how glyphosate influences aquatic microbial communities. In the present study, the effects of glyphosate on the structure and function of microbial communities in a freshwater microcosm were investigated. 16S/18S rRNA gene sequencing results showed that glyphosate treatment (2.5 mg L-1, 15 days) did not significantly alter the physical and chemical condition of the microcosm or the composition of the main species in the community, but metatranscriptomic analyses indicated that the transcriptions of some cyanobacteria were significantly influenced by glyphosate. The microbial community enhanced the gene expression in pathways related to translation, secondary metabolites biosynthesis, transport and catabolism to potentially withstand glyphosate contamination. In the low phosphorus (P) environment, a common cyanobacterium, Synechococcus, plays a special role by utilizing glyphosate as P source and thus reducing its toxicity to other microbes, such as Pseudanabaena. In general, addition of glyphosate in our artificial microcosms did not strongly affect the aquatic microbial community composition but did alter the community's transcription levels, which might be potentially explained by that some microbes could alleviate glyphosate's toxicity by utilizing glyphosate as a P source.| 저자 | Lu, T.; Xu, N.; Zhang, Q.; Zhang, Z.; Debognies, A.; Zhou, Z.; Sun, L.; Qian, H. |
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| 저널 | Environmental pollution (Barking, Essex : 1987) |
| 권·호·쪽 | 260, 114012 |
| PMID | 31995771 |
| DOI | 10.1016/j.envpol.2020.114012 |
| MeSH | Fresh Water; Glycine; Herbicides; Microbiota; Water Microbiology; Water Pollutants, Chemical; Glyphosate |