TiOナノ粒子ストレス下での緑膿菌の成長とマイクロシスティン産生に及ぼす環境因子の影響

Effects of environmental factors on the growth and microcystin production of Microcystis aeruginosa under TiO nanoparticles stress.

• Jingxian Zhang
• Lijuan Jiang
• Di Wu
• Ying Yin
• Hongyan Guo

抄録

近年、ナノマテリアルの使用や放出が増加していることから、水生生態系への有害な影響が広く注目されている。本研究では、5mg/L の二酸化チタンナノ粒子（nTiO）を異なる培養条件（pH6, 7, 8, 9; 20°C, 25°C, 30°C）でMicrocystis aeruginosaに曝露した。その結果、5mg/L nTiO（pH6、20℃）では、藻類の生育状態が最も悪く、バイオマスが最も低く、光合成活性が最も低く、活性酸素が最も多く発生することがわかった。走査型電子顕微鏡(SEM)による画像から、nTiOは藻類表面を包み込むことで藻類細胞の光吸収を阻害し、pH6および20℃では明らかな細胞表面の変形を引き起こしていることが明らかになった。また、nTiOを5mg/Lで曝露した場合、温度やpHの低下に伴ってマイクロシスティン-LR（MC-LR）の産生量が増加しており、pHや温度の低下は、nTiOストレス下での藻類細胞への悪影響と藻類の環境への潜在的なリスクを高めていることを示した。

Due to the growing use and release of nanomaterials, their toxic impacts on aquatic ecosystems have drawn widespread attention in recent years. In this study, we exposed Microcystis aeruginosa to 5 mg/L titanium dioxide nanoparticles (nTiO) under different culture conditions (pH 6, 7, 8, 9; 20 °C, 25 °C, 30 °C). The results showed that algae had the worst growth status with lowest biomass, lowest photosynthetic activity and highest reactive oxygen species (ROS) generation under 5 mg/L nTiO at pH 6 and 20 °C. Images by scanning electron microscopy (SEM) revealed that nTiO hindered light absorption by algal cells by wrapping the algal surface, which led to obvious cell surface deformation at pH 6 or 20 °C. In addition, microcystin-LR (MC-LR) production increased as temperature or pH decreased when exposed to nTiO at 5 mg/L, demonstrating that falling pH or temperature enhanced the adverse effects toward algal cells under nTiO stress and the potential risk of algae to the environment.

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