溶解性有機磷促進銅綠微囊藻砷累積與轉化研究獲進展

砷作為A類致癌物在湖泊水體中主要以砷酸鹽(As(V))形態存在，其與正磷酸鹽相似的化學性質，使其在生物體內的遷移受環境中磷酸鹽的調控。磷作為水生態系統的限制性因子之一，主要以無機態的正磷酸鹽和聚磷酸酯、磷脂、核酸、磷蛋白和磷酸糖類等有機磷形態存在。近年來通過政府管控，水體外源性磷供給減少，由於內源性磷含量較高且較難清除與控制，使得其對水體富營養化的作用凸顯。有機磷作為內源性的主要磷組成，亦可被微藻等水生生物吸收利用。

當前涉及溶解有機磷(DOP)對生物體中砷酸鹽(As(V))生物積累和生物轉化的影響研究相對較少，不利於砷地球化學循環的全面理解和調控。為此，中國科學院城市環境研究所顏昌宙研究組副研究員羅專溪與閩南師範大學副教授王振紅、美國麻省大學阿默斯特分校教授邢寶山等開展合作研究，選取了三種不同的有機磷源(β甘油磷酸鈉(βP)、三磷酸腺苷(ATP)和葡萄糖磷酸鈉(GP))與無機正磷酸鹽(IP)相比較，探討不同磷源下銅綠微囊藻對As(V)的毒性效應、累積與生物轉化的差異，並試圖在亞細胞分布水平和基因表達方面進行科學解釋。研究結果發現：銅綠微囊藻在IP環境下對As(V)耐受性更高，這與該條件下藻體磷(P)在金屬敏感組分(MSF)中的較高分布相一致。DOP環境下銅綠微囊藻中砷在MSF組分中分布較高，可較好解釋該環境下砷的較高毒性與敏感性。同時發現IP環境下銅綠微囊藻對As(V)和P有較好識別，但在DOP環境則沒有觀察到這種識別。DOP環境特別是βP時可顯著提高藻體對砷的累積；而GP則明顯促進了砷的還原與甲基化，這得到了GP環境下藻體砷還原與甲基化功能基因(arsC和arsM)相對表達量較高的良好印證。研究結果為科學深入地了解環境中DOP如何調控微藻砷轉化提供了新思路。

該研究成果發表在國際期刊Environmental Pollution, 2019, 252: 1755-1763。研究得到國家自然科學基金項目、福建省科技引導性項目和福建省高校新世紀優秀人才支持計劃等的資助。

有機磷促進銅綠微囊藻砷累積與轉化的作用機理圖

來源：中國科學院城市環境研究所

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