编辑推荐：
近年来消毒剂广泛使用，其产生的消毒副产物（DBPs）污染水体，溴代乙酸（BAA）是其中毒性较高的物质。研究人员以铜绿微囊藻（M. aeruginosa）为对象开展研究，发现 BAA 会诱导其产生氧化损伤等，还揭示了细胞死亡模式。这为评估 BAA 生态风险及制定水质标准提供依据。
在生活中，消毒用品随处可见。无论是公共环境为防控疫情大量消毒，还是污水处理厂保障饮用水安全进行的消毒操作，都会产生消毒副产物（DBPs）。其中，溴代乙酸（BAA）作为一种溴化消毒副产物，毒性不容小觑。它在环境中持续积累，在澳大利亚地表水、美国多地水源水以及中国含盐污水排放口都检测到了不同浓度的 BAA 。已有研究发现，BAA 会对鸡脑、小鼠卵母细胞等造成损伤，但对于其对水生生态系统中重要的初级生产者 —— 铜绿微囊藻（
Microcystis aeruginosa，后文简称铜绿微囊藻）的潜在毒性机制，却鲜有人深入探究。铜绿微囊藻在水生生态系统中地位关键，其受污染物影响后，释放的微囊藻毒素（MCs）还会威胁公众健康、影响水质。为解开 BAA 对铜绿微囊藻的毒性之谜，中国科学院水生生物研究所的研究人员展开了一系列研究。该研究成果发表在《Algal Research》，为评估 BAA 对水生生态系统的潜在风险提供了关键依据，也为未来制定 BAA 水质标准奠定了科学基础。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：通过定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）评估微囊藻毒素合成和释放相关基因（mcy 基因簇）的表达水平；利用代谢组学技术，对受 BAA 处理的铜绿微囊藻进行多维度代谢分析；观察细胞形态和超微结构变化，探究细胞程序性死亡（PCD）过程 ，以此全面解析 BAA 对铜绿微囊藻的毒性机制。
不同浓度 BAA 对铜绿微囊藻生长密度的影响
研究人员用不同浓度（0、0.5、2、3、5 和 10mg/L）的 BAA 处理铜绿微囊藻。结果显示，除 0.5mg/L 浓度外，其他浓度均呈剂量依赖性显著抑制铜绿微囊藻生长。在 5mg/L 和 10mg/L 浓度下抑制作用尤为突出，第 8 天暴露于 10mg/L BAA 时，生长抑制率最高可达 48.5%。这表明高浓度 BAA 会严重阻碍铜绿微囊藻的生长繁殖。
BAA 对铜绿微囊藻生理指标的影响
研究发现，BAA 对铜绿微囊藻不同生理指标的毒性影响具有一致性。高浓度 BAA 可能干扰细胞代谢，致使细胞结构破裂解体。0.5mg/L BAA 处理下细胞密度相比对照组有所增加，可能是 “毒物兴奋效应（hormesis）”，但 1 - 8 天内细胞密度变化不显著，也可能只是 “假刺激” 现象。这说明 BAA 对铜绿微囊藻生理状态的影响复杂，低浓度下的影响还需进一步研究确认。
BAA 对铜绿微囊藻氧化损伤的影响
研究表明，BAA 处理 48 小时后，能诱导铜绿微囊藻产生大量活性氧（ROS），进而引发脂质过氧化和氧化损伤。这意味着 BAA 会破坏细胞内的氧化还原平衡，对细胞的正常生理功能造成严重损害。
BAA 对微囊藻毒素（MCs）合成与释放的影响
处理 3 天后，BAA 会改变与微囊藻毒素（MCs）合成和释放相关基因（mcyA、mcyD和mcyH）的转录水平，从而影响微囊藻毒素 - LR（MC - LR）的产生和释放。例如，5mg/L BAA 在第 3 天显著抑制mcyA和mcyD的表达，抑制率分别为 16.00% 和 20.00% 。这表明 BAA 会干扰微囊藻毒素的代谢过程，可能改变其在水体中的含量，进而影响水生态系统和公众健康。
BAA 对铜绿微囊藻细胞程序性死亡（PCD）的影响
综合细胞内 Ca2+浓度、类半胱天冬酶 - 3（caspase - 3）活性变化，以及类囊体片层模糊、拟核消失和脂质体不规则等细胞超微结构变化，研究人员判断 BAA 处理下铜绿微囊藻发生了类似细胞凋亡的死亡过程。这揭示了 BAA 导致铜绿微囊藻死亡的一种重要细胞机制。
BAA 处理下铜绿微囊藻的代谢组学分析
通过非靶向代谢组学分析，研究人员鉴定出 192 种差异代谢物，这些代谢物涉及 “ABC 转运蛋白” 和 “双组分系统” 等重要代谢途径。这从代谢层面深入揭示了 BAA 影响铜绿微囊藻的分子机制，表明 BAA 对细胞内多种代谢过程都产生了显著影响。
研究表明，BAA 会抑制铜绿微囊藻生长，降低其光合色素含量和光合活性，调节mcy基因簇表达，诱导氧化损伤和类似细胞凋亡的死亡过程，还影响细胞的代谢途径。这些发现对于深入理解 BAA 对淡水蓝藻的综合影响意义重大。一方面，有助于评估 BAA 对水生生态系统的潜在风险，预测其对水生态平衡的破坏程度；另一方面，为制定科学合理的 BAA 水质标准提供了坚实的理论依据，对保障水生态环境安全和公众健康具有重要的指导价值。未来，还可在此基础上进一步探究 BAA 与其他污染物的联合毒性效应，以及不同环境条件下 BAA 对水生生物的影响差异，为更全面地评估 BAA 的环境风险提供更丰富的数据支持。
