Микроцистис синегнойная
| Микроцистис синегнойная | |
|---|---|
| |
Научная классификация 
| |
| Домен: | Бактерии |
| Тип: | Цианобактерии |
| Сорт: | Цианофицеи |
| Заказ: | Хроококки |
| Семья: | Микроцистовые |
| Род: | Микроцистис |
| Разновидность: | М. aeruginosa
|
| Биномиальное имя | |
| Микроцистис синегнойная Кютцинг, 1846 г.
| |
Microcystis aeruginosa — это вид пресноводных цианобактерий , которые могут образовывать вредоносное цветение водорослей, имеющее экономическое и экологическое значение. Это наиболее распространенные токсичные цианобактерии, встречающиеся в эвтрофных пресных водах. Цианобактерии продуцируют нейротоксины и пептидные гепатотоксины, такие как микроцистин и цианопептолин . [ 1 ] Microcystis aeruginosa продуцирует многочисленные соединения микроцистина, наиболее распространенным из которых является микроцистин-LR. [ 2 ] Цветение микроцистиса было зарегистрировано как минимум в 108 странах, а производство микроцистина отмечено как минимум в 79 странах. [ 3 ]
Характеристики
[ редактировать ]
Как следует из этимологического происхождения, Microcystis характеризуется маленькими клетками (диаметром всего несколько микрометров ), лишенными отдельных оболочек. [ 5 ]
Клетки обычно организованы в колонии (большие колонии которых можно увидеть невооруженным глазом), которые сначала имеют сферическую форму, но теряют свою целостность и со временем в культуре становятся перфорированными или неправильной формы. Последние данные свидетельствуют о том, что одной из движущих сил образования колоний является перемешивание водного столба. [ 6 ]
Протопласт имеет светлый сине-зеленый цвет, который кажется темным или коричневым из - за оптического эффекта наполненных газом пузырьков ; это может быть полезно в качестве отличительной характеристики при использовании световой микроскопии . Эти везикулы обеспечивают плавучесть, необходимую M. aeruginosa на уровне для того, чтобы оставаться в толще воды , на котором они могут получать оптимальные уровни света и углекислого газа для быстрого роста.
Экология
[ редактировать ]M. aeruginosa благоприятствует теплым температурам, [ 7 ] но токсичность и максимальные темпы роста не полностью связаны, [ 8 ] поскольку цианобактерии имеют самые высокие лабораторные темпы роста при 32 ° C, а токсичность является самой высокой при 20 ° C, причем токсичность снижается в зависимости от повышения температуры выше 28 ° C. Было обнаружено, что рост ограничивается ниже 15 ° C.
Водное растение Myriophyllum spicatum производит эллаговую , галловую и пирогалловую кислоты и (+)- катехин , аллелопатические полифенолы, ингибирующие рост M. aeruginosa . [ 9 ]
Токсины
[ редактировать ]M. aeruginosa может продуцировать как нейротоксины ( липополисахариды - ЛПС), так и нейротоксины. [ 10 ] и гепатотоксины ( микроцистины ).
Экономическое значение
[ редактировать ]Поскольку M. aeruginosa в правильных условиях окружающей среды вырабатывает токсин микроцистина, она может стать источником загрязнения питьевой воды . [ 11 ] Меры по снижению качества воды в виде сооружений для фильтрации воды могут привести к увеличению экономических издержек, а также к ущербу для местного туризма, вызванному закрытием озер или других водных путей. [ 12 ] В последние годы крупные инциденты произошли как в Китае, так и в Китае. [ 13 ] и США/Канада [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]
M. aeruginosa является объектом исследования естественного производства бутилированного гидрокситолуола (ВНТ). [ 17 ] антиоксидант, пищевая добавка и промышленный химикат.
Биоактивные пептиды , называемые аэруцикламидами, можно выделить из M. aeruginosa . [ 18 ] [ 19 ]
Экологическое значение
[ редактировать ]В 2009 году беспрецедентная смертность млекопитающих в южной части Национального парка Крюгера привела к расследованию, в котором была причастна M. aeruginosa . Среди погибших животных были травоядные и бродячие животные, которые предпочитали пить воду с подветренной стороны двух плотин, естественной точки скопления дрейфующих цветков Microcystis . Млекопитающие, такие как слоны и буйволы, которые обычно заходят в воду перед тем, как пить, не пострадали, как и местные крокодилы. Источник питательных веществ, поддерживающих рост Microcystis, был сужен до навоза и мочи, выделяемых в воду большой популяцией бегемотов, не затронутых цветением. Непосредственная проблема была решена путем прорыва стен плотины и слива воды. M. aeruginosa — самый распространенный род цианобактерий в Южной Африке, имеющий как токсичные, так и безвредные штаммы. [ 20 ] Некоторые водоемы Южной Африки в настоящее время сильно загрязнены, в основном из-за возвратных потоков из неблагополучных очистных сооружений, которые ежедневно сбрасывают более 4 миллиардов литров (1,1 миллиарда галлонов США) неочищенных или, в лучшем случае, частично очищенных сточных вод в принимающие реки, благодаря плотине Хартебеестпорт. будучи одним из худших. [ 21 ]
Микроцистин был связан с гибелью каланов в 2010 году, находящихся под угрозой исчезновения видов в США. [ 22 ] Отравление, вероятно, произошло в результате употребления в пищу зараженных двустворчатых моллюсков, которых часто употребляли в пищу каланы и люди. У таких двустворчатых моллюсков в этом районе наблюдалось значительное биоусиление (до 107 раз уровня воды в окружающей среде) микроцистина. [ 23 ]
Метаболизм глифосата
[ редактировать ]Цветение водорослей цианобактерий процветает в условиях большого содержания фосфора в сельскохозяйственных стоках. Помимо потребления фосфора, M. aeruginosa хорошо себя чувствует на глифосате , хотя высокие концентрации могут его ингибировать. [ 24 ] M. aeruginosa продемонстрировала устойчивость к глифосату в результате преселективных мутаций, и присутствие глифосата служит преимуществом для этого и других микробов, которые способны переносить его воздействие, убивая при этом менее толерантных. [ 25 ] Напротив, исследования в озере Эри показали, что глифосат может привести к цветению другой цианобактерии — Planktothrix — вместо Microcystis . [ 26 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Тооминг-Клундеруд, авеню (2007). «Об эволюции кластеров генов нерибосомальной пептидсинтетазы у цианобактерий» . Университет Осло.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ Харк, Мэтью Дж.; Стеффен, Морган М.; Гоблер, Кристофер Дж.; Оттен, Тимоти Г.; Вильгельм, Стивен В.; Вуд, Сюзанна А.; Паерл, Ханс В. (2016). «Обзор глобальной экологии, геномики и биогеографии токсичных цианобактерий Microcystis spp» . Вредные водоросли . 54 : 4–20. дои : 10.1016/j.hal.2015.12.007 . ПМИД 28073480 .
- ^ Харк, Мэтью Дж.; Стеффен, Морган М.; Гоблер, Кристофер Дж.; Оттен, Тимоти Г.; Вильгельм, Стивен В.; Вуд, Сюзанна А.; Паерл, Ханс В. (2016). «Обзор глобальной экологии, геномики и биогеографии токсичных цианобактерий Microcystis spp» . Вредные водоросли . 54 : 4–20. дои : 10.1016/j.hal.2015.12.007 . ПМИД 28073480 .
- ^ «Исследование экосистем и вредное цветение водорослей» . Центр передового опыта в области Великих озер и здоровья человека . НОАА. Архивировано из оригинала 27 сентября 2011 года . Проверено 27 июня 2011 г.
- ^ «Цианобактерии: Микроцистис» . Кремнеземный диск Секки . Колледж Коннектикута: Диск SilicaSecchi. Архивировано из оригинала 26 марта 2008 года . Проверено 24 июня 2011 г.
- ^ Чунни, Чжун; Гуйцзюнь, Ян; Боцян, Цинь; Вильгельм, Стивен В.; Ю, Лю; Лихуа, Хан; Чжэн, Руй; Хунвэй, Ян; Чжоу, Чжан (2019). «Влияние интенсивности смешивания на размер колонии и рост Microcystis aeruginosa» . Annales de Limnologie - Международный журнал лимнологии . 55:12 . дои : 10.1051/limn/2019011 . ISSN 0003-4088 .
- ^ Паерл, Х.В.; Хейсман, Дж. (4 апреля 2008 г.). «Цветет как горячо» . Наука . 320 (5872): 57–58. дои : 10.1126/science.1155398 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 18388279 . S2CID 142881074 .
- ^ Пэн, Готао; Мартин, Робби М.; Дорт, Стивен П.; Сунь, Сяокунь; Бойер, Грегори Л.; Кампанья, Шон Р.; Линь, Сидзе; Вильгельм, Стивен В. (3 апреля 2018 г.). «Сезонные низкие температуры взаимодействуют с химией азота, увеличивая количество микроцистинов, вырабатываемых в лабораторных культурах Microcystis aeruginosa NIES-843» . Экологические науки и технологии . 52 (7): 4127–4136. Бибкод : 2018EnST...52.4127P . doi : 10.1021/acs.est.7b06532 . ISSN 0013-936X . ПМИД 29522323 .
- ^ Аллелопатические полифенолы, выделяемые Myriophyllum spicatum, ингибируют рост сине-зеленых водорослей Microcystis aeruginosa. Сатоши Накаи, Ютака Иноуэ, Масааки Хосоми и Акихико Мураками, Water Research, том 34, выпуск 11, 1 августа 2000 г., страницы 3026–3032, два : 10.1016/S0043-1354(00)00039-7
- ^ Майер, Алехандро М.С.; Джонатан А. Клиффорд (май 2011 г.). «Цианобактериальный липополисахарид Microcystis aeruginosa вызывает высвобождение супероксид-аниона, тромбоксана B2, цитокинов, хемокинов и матриксной металлопротеиназы-9 крысиной микроглией» . Токсикологические науки . 121 (1): 63–72. doi : 10.1093/toxsci/kfr045 . ПМИД 21362633 . Архивировано из оригинала 15 апреля 2013 г. Проверено 25 июня 2011 г.
- ^ «Цианобактериальные токсины: микроцистин-LR в питьевой воде» . Справочный документ для разработки Руководства ВОЗ по качеству питьевой воды . Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) . Проверено 24 июня 2011 г.
- ^ Сомек, Хасим. «Отчет о случае: цветение водорослей Microcystis aeruginosa в водоеме с питьевой водой, озеро Эгирдир, Турция» (PDF) . Турецкий журнал рыболовства и водных наук. Архивировано из оригинала (PDF) 4 октября 2011 года . Проверено 27 июня 2011 г.
- ^ ( ) 1 Ву , Цинлун; Чжан, Юньлинь (2007). Гидробиология : 3–14 . 581 Цинь, Боцян ; . 006-0521-5 .ISSN 0018-8158 . S2CID 21108027 .
- ^ Стеффен, Морган М.; Дэвис, Тимоти В.; Маккей, Р. Майкл Л.; Буллерджан, Джордж С .; Краусфельдт, Лорен Э.; Стаф, Джошуа, Массачусетс; Нейтси, Мишель Л.; Гилберт, Наоми Э.; Бойер, Грегори Л.; Йохенген, Томас Х.; Госсио, Дуэйн К. (2017). «Экофизиологическое исследование цветения Microcystis озера Эри в 2014 году: связь между биологией и отключением водоснабжения в Толедо, штат Огайо» . Экологические науки и технологии . 51 (12): 6745–6755. Бибкод : 2017EnST...51.6745S . дои : 10.1021/acs.est.7b00856 . ISSN 0013-936X . ПМИД 28535339 .
- ^ Крамер, Бенджамин Дж.; Дэвис, Тимоти В.; Мейер, Кевин А.; Розен, Барри Х.; Голески, Дженнифер А.; Дик, Грегори Дж.; О, Генесок; Гоблер, Кристофер Дж. (2018). Миллер, Тодд (ред.). «Ограничение азота, потенциал синтеза токсинов и токсичность популяций цианобактерий в озере Окичоби и устье реки Сент-Люси, Флорида, во время чрезвычайного положения в 2016 году» . ПЛОС ОДИН . 13 (5): e0196278. Бибкод : 2018PLoSO..1396278K . дои : 10.1371/journal.pone.0196278 . ISSN 1932-6203 . ПМК 5965861 . ПМИД 29791446 .
- ^ Стеффен, Морган М.; Чжу, Чжи; Маккей, Роберт Майкл Л.; Вильгельм, Стивен В.; Буллерьян, Джордж С. (2014). «Таксономическая оценка сдвига токсичных цианобактерий в гиперэвтрофном Гранд-Лейк-Сент-Мэрис (Огайо, США)» . Вредные водоросли . 33 : 12–18. дои : 10.1016/j.hal.2013.12.008 .
- ^ Бабу Б., Ву Дж.Т. (декабрь 2008 г.). «Производство природного бутилированного гидрокситолуола в качестве антиоксиданта пресноводным фитопланктоном» (PDF) . Журнал психологии . 44 (6): 1447–1454. дои : 10.1111/j.1529-8817.2008.00596.x . ПМИД 27039859 . S2CID 26084768 .
- ^ Портманн С., Блом Дж. Ф., Гадеманн К., Юттнер Ф. (июль 2008 г.). «Аэруцикламиды А и В: выделение и синтез токсичных рибосомальных гетероциклических пептидов из цианобактерии Microcystis aeruginosa PCC 7806». Журнал натуральных продуктов . 71 (7): 1193–6. дои : 10.1021/np800118g . ПМИД 18558743 .
- ^ Портманн С., Блом Дж. Ф., Кайзер М., Брун Р., Юттнер Ф., Гадеманн К. (ноябрь 2008 г.). «Выделение аэруцикламидов C и D и пересмотр структуры микроцикламида 7806A: гетероциклические рибосомальные пептиды из Microcystis aeruginosa PCC 7806 и их противопаразитарная оценка». Журнал натуральных продуктов . 71 (11): 1891–6. дои : 10.1021/np800409z . ПМИД 18973386 .
- ^ Пол Дж. Оберхолстер, Ян Г. Майбург, Дэнни Говендер, Рой Бенгис , Анна-Мария Бота . Идентификация токсигенных штаммов Microcystis после случаев смертности диких животных в Национальном парке Крюгера, Южная Африка. Экотоксикология и экологическая безопасность (2009), Elsevier. дои : 10.1016/j.ecoenv.2008.12.014
- ^ Тертон, Арканзас, 2015. Сидя на рогах дилеммы: вода как стратегический ресурс в Южной Африке. В @Liberty, № 6, выпуск 22. Йоханнесбург: Южноафриканский институт расовых отношений. Доступно онлайн http://irr.org.za/reports-and-publications/atLiberty/files/liberty-2013-sitting-on-the-horns-of-a-dilemma-2013-water-as-a-strategic- ресурс в Южной Африке. Архивировано 4 октября 2017 г. в Wayback Machine.
- ^ Стивенс, Тим (10 сентября 2010 г.). «Смерть каланов связана с токсином пресноводных бактерий» . Информационный центр Калифорнийского университета в Санта-Крус.
- ^ Миллер, Мелисса (10 сентября 2010 г.). «Доказательства нового вредоносного цветения морских водорослей: перенос цианотоксина (микроцистина) с суши на морских выдр» . ПЛОС ОДИН . 5 (9): e12576. Бибкод : 2010PLoSO...512576M . дои : 10.1371/journal.pone.0012576 . ПМЦ 2936937 . ПМИД 20844747 .
- ^ Цю, Хуэйминь (15 марта 2013 г.). «Физиологические и биохимические реакции Microcystis aeruginosa на глифосат и его состав Roundup®». Журнал опасных материалов . 248–249: 172–176. дои : 10.1016/j.jhazmat.2012.12.033 . ПМИД 23357506 .
- ^ Лопес-Родас, Виктория; Флорес-Мойя, Антонио; Манейро, Эмилия; Куропатки, Снег; Марва, Фернандо; Гарсия, Марта Э.; Костас, Эдуардо (01 июля 2007 г.). «Устойчивость к глифосату у цианобактерии Microcystis aeruginosa как результат преселективных мутаций». Эволюционная экология . 21 (4): 535–547. дои : 10.1007/s10682-006-9134-8 . S2CID 21762370 .
- ^ Сакстон, Мэтью А.; Морроу, Элизабет А.; Бурбоньер, Ричард А.; Вильгельм, Стивен В. (2011). «Влияние глифосата на структуру сообщества фитопланктона в озере Эри» . Журнал исследований Великих озер . 37 (4): 683–690. Бибкод : 2011JGLR...37..683S . дои : 10.1016/j.jglr.2011.07.004 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
