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中国科学院赵建民:多种抗生素残留和海洋酸化对海湾扇贝生理和代谢组的交互影响

论论资讯 | 2023-12-07 4热度

Science of the Total Environment

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Interactive effects of multiple antibiotic residues and ocean acidification on physiology and metabolome of the bay scallops Argopecten irradians irradians

Zhang Tianyu; Wang Xin; Zhang Qianqian; Yang Dinglong; Zhang Xiaoli; Liu Hui; Wang Qing; Dong Zhijun; Zhao Jianmin

Published:2023-12-04
DOI:10.1016/j.scitotenv.2023.168941

研究背景

近年来,全球气候变化和人类活动的影响导致了海洋环境中的多种压力因素。其中,抗生素污染和海洋酸化是两种常见的环境压力因素。然而,这两种压力因素的交互作用对海洋生物的影响尚未得到充分的研究,这种复合危害仍然不为人们所知。

研究内容

本研究使用了五种抗生素(磺胺甲噁唑、四环素、氧四环素、诺氟沙星和红霉素,每种浓度为1μg/L)和/或酸性海水(pH 7.6)对海湾扇贝进行了为期35天的暴露实验。从多维生物反应方面,包括能量生理特征以及分子基础(代谢组和关键基因的表达)确定了这两种压力因素对海湾扇贝的单独和交互作用。结果表明,多种抗生素主要通过干扰嘌呤代谢途径来促进DNA修复和复制的过程,以应对氧化应激引起的DNA损伤。海洋酸化主要干扰扇贝的能量代谢和氨代谢,如氨排放速率的增加、O:N比值的降低以及氨基酸代谢途径的扰动。此外,多种抗生素和海洋酸化的拮抗作用导致了神经递质的相对丰度和神经递质受体基因表达的变化,可能导致扇贝的神经疾病。总的来说,揭示的生理特征、代谢物和基因表达的变化为在气候变化情景下自然环境中的双壳类动物的健康状况提供了有见地的信息。

研究意义

本研究的创新点在于揭示了抗生素污染和海洋酸化这两种环境压力因素的交互作用对海洋生物的影响。结果表明,这两种压力因素的交互作用可能导致海洋生物的DNA损伤和神经疾病等健康问题。这些发现提醒人们需要更加关注海洋环境中的复合危害和生物的健康状况,同时,也为制定更加有效的环境保护措施提供了科学依据。

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