Differences in microbial communities and phosphorus cycles between rural and urban lakes: Based on glyphosate and AMPA effects.
J Environ Manage · 2025 · 376:124577 · PMID 39970668 · 등급2 코호트·RCT 코호트연구 · 환경과 생태 > 수계 오염 · 환경시료 · AMPA
요약 생성 대기 중입니다.
초록 전문 번역 · gemma4:e4b
얕은 호수에서 글리포세이트가 광범위하게 이용 가능한 것은 심각한 우려 사항이다. 글리포세이트는 인산염 순환과 호수의 미생물 군집에 영향을 줄 수 있는 유기인계 살충제이다. 그러나 다양한 지리적 위치의 호수에 대한 글리포세이트의 영향은 여전히 불분명하다. 본 연구에서는 농촌 및 도시 호수의 퇴적물에서 글리포세이트와 아미노메틸포스폰산(AMPA) 잔류물을 조사했을 뿐만 아니라, 이러한 물질들이 호수 미생물 군집과 인 순환에 미치는 영향의 차이점도 검토하였다. 조사된 세 곳의 농촌 및 세 곳의 도시 호수 퇴적물에서 글리포세이트와 AMPA가 100% 검출되었다. 모든 호수 퇴적물 간의 글리포세이트 농도는 유의한 차이가 없었으나, AMPA 농도는 농촌 호수 퇴적물에서 도시 호수 퇴적물보다 유의하게 높았다(P < 0.05). 유기인계 분해 효소를 암호화하는 glpC 유전자의 풍부도와 glpC 유전자가 풍부한 Luteitalea sp. TBR-22의 풍부도는 농촌 및 도시 호수 퇴적물 간에 유의하게 달랐다(P < 0.05). 특히, glpC와 Luteitalea sp. TBR-22의 풍부도는 AMPA 농도와 유의하고 양의 상관관계를 보였다(P < 0.05). 또한, AMPA 농도는 O 결합 무기인산($\text{P}_{\text{i}}$) 함량과 유의하고 양의 상관관계를 보였다(P < 0.05). 이러한 결과는 농촌 호수 퇴적물 내 높은 AMPA 농도가 Luteitalea sp. TBR-22에서 glpC 발현을 조절함으로써 호수 퇴적물의 O 결합 $\text{P}_{\text{i}}$ 생성을 증가시켜, 도시 호수 퇴적물보다 농촌 호수 퇴적물에 더 높은 농도의 O 결합 $\text{P}_{\text{i}}$를 유도할 수 있음을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
The widespread availability of glyphosate in shallow lakes is of significant concern. Glyphosate is an organophosphorus pesticide that can affect the phosphorus cycle and microbial communities in lakes. However, the effects of glyphosate on lakes in different geographical locations remain unclear. This study not only investigated glyphosate and aminomethylphosphonic acid (AMPA) residues in sediments from rural and urban lakes, but also examined differences in the effects of these substances on lake microbial communities and phosphorus cycles. Glyphosate and AMPA were detected in 100% of sediments from the three rural and three urban lakes surveyed. Glyphosate concentrations were not significantly different among all lake sediments; however, AMPA concentrations were significantly higher in rural lake sediments than in urban lake sediments (P < 0.05). The abundance of the glpC gene, encoding an organophosphorus-degrading enzyme, and the abundance of Luteitalea sp. TBR-22, which is enriched for the glpC gene, were significantly different between rural and urban lake sediments (P < 0.05). Notably, the abundance of glpC and Luteitalea sp. TBR-22 was significantly and positively correlated with AMPA concentration (P < 0.05). In addition, the AMPA concentration was significantly and positively correlated with the O-bonded inorganic phosphate (Pi) content (P < 0.05). These results suggest that high AMPA concentrations in rural lake sediments may increase the production of O-bonded Pi in lake sediments by controlling the expression of glpC in Luteitalea sp. TBR-22, leading to higher concentrations of O-bonded Pi in the rural lake sediments than in the urban lake sediments.| 저자 | Cheng, X.; Qu, M.; Hu, Y.; Liu, X.; Mei, Y. |
|---|---|
| 저널 | Journal of environmental management |
| 권·호·쪽 | 376, 124577 |
| PMID | 39970668 |
| DOI | 10.1016/j.jenvman.2025.124577 |
| MeSH | Lakes; Glyphosate; Glycine; Phosphorus; Geologic Sediments |