《用蚯蚓(赤子爱胜蚯蚓)刺激土壤微生物群落,促进异丙甲草胺降解》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2019-03-11
  • 表层土壤中异丙甲草胺的降解对其潜在的流动性和整体持久性非常重要。在这项研究中,通过柱状实验研究了蚯蚓(赤子爱胜蚯蚓)对土壤中两种浓度水平(5和20mgkg-1)的异丙甲草胺降解的影响。异丙甲草胺的降解动力学表明,添加蚯蚓可显着提高异丙甲草胺的降解率(P<0.05),在第15天的低浓度和高浓度处理中降解率分别提高30%和63%。造成土壤中异丙甲草胺降解的主要原因是真菌,而不是细菌,蚯蚓主要通过刺激降低甲壳胺的功能性微生物和改善真菌群落结构来刺激异丙甲草胺降解。蚯蚓喜欢促进可能的真菌降解,如命令粪壳菌目、囊菌目、肉座菌目和被孢菌目以及可能的Rubritalea细菌属,并加强这些原生真菌之间的关系。在高浓度处理中,在土壤和蚯蚓中检测到两种代谢产物异丙草胺(MOXA)和乙酰胆碱乙磺酸(MESA)。蚯蚓刺激异丙草胺的形成,但抑制土壤中乙酰胆碱乙磺酸的形成。首次报道出在蚯蚓中也检测到另一种代谢产物异丙甲草胺-2-羟基(M2H)。该研究为异丙甲草胺污染土壤的修复提供了重要信息。

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    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2019-06-03
    • 环境等效浓度下(EEC)不同生理水平的铬(Cr)污染土壤中,毒性敏感性是完全未知的。将赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)这种蚯蚓暴露于EEC水平的铬污染土壤(称为Cr-CS),以观察其整个身体、器官、组织、亚细胞结构和代谢水平的诱导毒性特征。结果表明,对照组和Cr-CS组赤子爱胜蚓在存活率、重量和肠道微生物的多样性方面无显著差异(p> 0.05)。形态学定性组织病理学和亚细胞评估显示蚯蚓存在明显受伤。细胞器损伤结合代谢变化为证明Cr-CS破坏细胞核并很可能扰乱了蚯蚓的核酸代谢提供了额外的证据。2-己基-5-乙基-3-呋喃磺酸盐、二甲基甘氨酸、甜菜碱和鲨肌醇是敏感的和相对定量的代谢物,基于它们在多变量分析模型中的显着权重被推荐作为Cr-CS的潜在生物标志物。此外,与对照组相比,Cr-CS组蚯蚓肠道的伯克氏菌(Burkholderiaceae),肠杆菌(Enterobacteriaceae)和Microscillaceae的相对丰度显着增加,尤其是伯克氏菌(Burkholderiaceae)(增加了13.1%),而气单胞菌(Aeromonadaceae)的相对丰度显着下降了5.6%。这些结果让我们从蚯蚓的不同生理水平中了解了EEC水平下铬污染土壤的毒性效应,并拓展了我们对铬污染土壤生态系统中蚯蚓肠道微生物群的组成和敏感性的认识。此外,如果未来继续跟踪研究蚯蚓的基因组学和蛋白质组学,结合蚯蚓肠道微生物和代谢的毒性反应,将为改善Cr-CS的不良结果路径和毒性机制提供重要数据。
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    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2019-12-27
    • 微塑料作为一种分布最广泛和影响最持久的人为污染物,已成为全球关注的环境问题。目前已有大量研究揭示了微塑料对水生生物的影响,但即使土壤是塑料的主要接纳地和沉积地,关于微塑料对陆地生物群潜在影响的研究还是相对较少。本研究将蚯蚓“赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)”暴露于农业土壤中不同水平(0,1,5,10和 20% d.w.)的聚乙烯(PE,≤300?μm)和聚苯乙烯(PS,≤250?μm)颗粒中,然后评估其氧化应激情况。经尼罗红染色后,荧光成像清楚地显示赤子爱胜蚓摄取了聚乙烯和聚苯乙烯颗粒。暴露于在最高水平(20%)聚乙烯和聚苯乙烯14天显著(p?<?0.05)增加了过氧化氢酶和过氧物酶的活性,提高了脂质过氧化水平,而抑制了赤子爱胜蚓中过氧化物歧化酶和谷胱甘肽s-转移酶的活性。然而,对于大多数生物化学终点,在修正率≤10%时未检测到明显的影响,这表明在大部分环境条件下微塑料不会引起赤子爱胜蚓产生氧化应激反应。本研究还将赤子爱胜蚓暴露于不同水平(0,0.1,1,5和 10% d.w.)的聚乙烯和聚苯乙烯颗粒中,以评估微塑料对多环芳香烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)在赤子爱胜蚓体内生物累积的影响。在微塑料存在,修正率≥1%的情况下,赤子爱胜蚓组织中多环芳香烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)的浓度降低了,这表明微塑料不是增加污染物吸收的载体。这归因于微塑料对污染物的竞争性吸附以及蚯蚓的特定进食行为。生物动力学模型分析证实,摄入微塑料对污染物生物积累的贡献可忽略不计。本研究的发现表明,在与环境有关的条件下,微塑料既不会对赤子爱胜蚓产生明显的毒性作用,也不会增加疏水性污染物在赤子爱胜蚓体内的累积。