Differential responses of Type I and Type II methanotrophs to nonanoic (pelargonic) acid and glyphosate.
Ecotoxicol Environ Saf · 2026 · 316:120134 · PMID 41990537 · 등급5 동물·현장 현장조사 · 농업과 정책 > 기타·종설 · 미생물 · 제형(GBH)
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글리포세이트(GLY)는 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 제초제이다. 그러나 유기농 및 일반 농업 시스템에서 천연 대체재인 노나노산(pelargonic acid, PA)의 중요성이 커지고 있다. PA는 세포막 파괴를 통해 작용하는 비선택성 제초제이다. 또한 PA는 계면활성제로 상업용 글리포세이트 제형에 첨가되어 이 제초제의 효과를 높인다. 농업적 적용을 통해 두 화합물 모두 토양 환경으로 유입되며, 이곳은 메탄영양박테리아(MB)의 서식지 역할을 한다. 메탄($\text{CH}_4$)은 온실 효과에 약 20%를 기여하며, MB는 환경으로부터의 순 배출량을 제한함으로써 지구 온난화 완화에 중요한 역할을 수행한다. 따라서 제초제에 의한 MB 활동의 잠재적 교란은 큰 우려 사항이다. 본 연구는 PA, GLY 및 이들의 조합이 MB에 미치는 영향을 조사한 최초의 연구이다. 우리는 현장 관련 농도 수준의 PA(그러나 GLY는 아님)가 *Methylomonas methanica*와 Type I ($\gamma$-proteobacteria)가 우세한 메탄영양 토양 배양액(EC)에 부정적인 영향을 미침을 입증하였다. Type II ($\alpha$-proteobacteria) MB는 Type I MB보다 PA 노출에 더 높은 회복력을 보였다. 이러한 차등적 반응의 근본적인 기전은 세포막이 PA에 의해 분해되는 것에 대한 가변적인 민감도에 기인한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate (GLY) is the most widely used herbicide worldwide. However, in organic and conventional farming systems, a natural alternative - nonanoic (pelargonic) acid (PA) - is gaining importance. PA is a non-selective herbicide whose mode of action is through disruption of the cellular membranes. PA is also added to commercial glyphosate formulations as surfactant, thereby increasing the effectiveness of this herbicide. Through agricultural application, both compounds enter the soil environment, which serves as a habitat for methanotrophic bacteria (MB). Methane (CH4) contributes to approximately 20% of the greenhouse effect, and by limiting its net emissions from the environment, MB play a crucial role in mitigating global warming. Therefore, potential disruption of MB activity by herbicides is of great concern. This is the first study to examine the effects of PA, GLY, and their combinations on MB. We demonstrate the negative impact of field-relevant concentration of PA (but not GLY) on Methylomonas methanica and methanotrophic soil enrichment cultures (ECs) dominated by Type I (γ-proteobacteria). Type II (α-proteobacteria) MB were more resilient to PA exposure than Type I MB. The underlying mechanism of this differential response was the variable susceptibility of cellular membranes to disintegration by PA.| 저자 | Furtak, A.; Bilokinna, A.; Szafranek-Nakonieczna, A.; Skrzypek, T.; Zięba, E.; Bieganowski, A.; Pytlak, A. |
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| 저널 | Ecotoxicology and environmental safety |
| 권·호·쪽 | 316, 120134 |
| PMID | 41990537 |
| DOI | 10.1016/j.ecoenv.2026.120134 |
| MeSH | Glyphosate; Glycine; Herbicides; Methane; Soil Microbiology; Soil Pollutants; Tetrazoles; Isoxazoles; Methylococcaceae |