紫外辐射（B型）和二氧化钛纳米颗粒对微囊藻（Microcystis aeruginosa）及小浮萍（Lemna minor）生长速率的影响及其潜在的化感作用

《Aquatic Ecology》：Effect of ultraviolet radiation (type B) and titanium dioxide nanoparticles on Microcystis aeruginosa and Lemna minor growth rate and potential allelopathic interactions

　　

摘要

由于臭氧层破坏，紫外线B（UV-B）辐射强度增加，成为水生初级生产者的主要压力源。二氧化钛纳米颗粒（TiO? NPs）被广泛应用于工业和消费品中，导致它们越来越多地排放到水生系统中。这些颗粒与蓝藻（如微囊藻（Microcystis aeruginosa）和大型水生植物（如细叶眼子菜（Lemna minor））发生相互作用。本研究探讨了UV-B辐射（0.8 W/m2和2 W/m2）和TiO? NPs（48 mg/L）对微囊藻和细叶眼子菜生理反应及化感作用的相互作用。研究结果表明，低剂量UV-B辐射显著降低了微囊藻中的叶绿素a和总蛋白含量，同时增加了微囊藻毒素、过氧化氢（H?O?）和丙二醛（MDA）的水平。高剂量UV-B辐射则显著增强了微囊藻中的过氧化物酶（POD）活性。在细叶眼子菜中，低剂量UV-B辐射促进了叶绿素a的合成，而高剂量UV-B辐射以及同时存在TiO? NPs的情况下，则抑制了其色素合成和生长。在低剂量UV-B和TiO? NPs的共同作用下培养微囊藻和细叶眼子菜时，进一步抑制了藻类生长并降低了蛋白质含量。UV-B辐射和TiO? NPs增加了氧化损伤，降低了藻类生物量及毒素产生，并可能破坏了化感作用。细叶眼子菜暴露于微囊藻和高剂量UV-B辐射下时，H?O?水平和POD活性均显著升高。研究结果表明，细叶眼子菜和微囊藻之间的化感作用对UV-B辐射非常敏感，且当存在TiO?纳米颗粒时这种作用会进一步增强。此外，UV-B辐射和TiO? NPs对微囊藻和细叶眼子菜具有协同的生理压力作用，可能改变物种间相互作用并重塑淡水生态系统的群落结构。