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/ 生态环境学报
基于转录组学揭示腐殖酸影响纳米三氧化二铬对小球藻的毒性机制
引用格式：李玉彩, 杨垒, 梁贤, 孟红艳, 刘焕焕, 石辉, 任勇翔, 2024. 基于转录组学揭示腐殖酸影响纳米三氧化二铬对小球藻的毒性机制[J]. 生态环境学报, 33(8): 1289-1297.
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以小球藻为受试生物，HA、AA及BSA为天然水体中的模型DOM，探讨不同DOM条件nCr2O3对小球藻的毒性效应。
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基于转录组学的手段，在分子层面上揭示了HA作用于nCr2O3对小球藻毒性的影响机制。
随着纳米三氧化二铬（nCr2O3）的大量使用，nCr2O3不可避免的被排放到环境中，对水生生物造成不利影响。目前，已有大量关于nCr2O3毒性效应的研究报道，但大多仅局限于实验室环境或培养液体系，这与实际环境存在明显差异。溶解性有机物（DOM）广泛存在于水环境中目前，DOM对金属纳米颗粒（MNPs）的影响呈现复杂的结果，不同的DOM对MNPs的毒性影响存在较大差异，对于DOM作用下MNPs毒性机制的研究还不充分，仍需深入探索MNPs在实际水体环境的毒性效应。小球藻（Chlorella sp.）常被作为毒性测试的模式生物。通过转录组学分析可以从分子水平解明差异基因的变化，从而揭示MNPs对藻类生理活动的影响。然而，到目前为止，利用基因组学方法研究DOM与nCr2O3相互作用下藻细胞的毒性作用机制尚缺乏相关信息。
本研究以小球藻为受试生物，选取腐殖酸（HA）、海藻酸（AA）及牛血清蛋白（BSA）等3种典型的溶解有机物作为天然水体中的模型DOM，探讨不同DOM条件nCr2O3对小球藻的毒性效应，深入考察了HA和nCr2O3共存对小球藻生理、氧化应激水平及细胞结构的影响，通过转录组学在分子层面上揭示了HA作用于nCr2O3对小球藻毒性的影响机制。本研究进一步揭示了复杂水体中nCr2O3的生物毒性效应，这将为探究MNPs在复杂水体环境中的生态效应提供理论依据。
（1）不同种类DOM对nCr2O3胁迫下小球藻的毒性影响具有较大的差异，HA可以缓解nCr2O3对小球藻的毒性，而AA随培养时间的增加会促进其毒性效应，BSA对其并无明显的影响。
（2）HA对nCr2O3毒性的缓解作用与其浓度相关，1－10 mg·L−1 HA通过减少nCr2O3与藻细胞之间的物理接触来缓解藻细胞受到的氧化损伤。但高浓度的HA由于形成遮蔽效应，反而抑制了小球藻的光合作用和生长。
（3）HA通过调节DNA复制和碳水化合物代谢相关通路的基因来缓解nCr2O3胁迫下小球藻的氧化应激、遗传物质及光合作用毒性，提高nCr2O3胁迫条件下藻细胞自身活性和能量代谢，使细胞维持良好的生长状态。
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