变暖与二苯甲酮-3暴露对温带和极地衣藻生长及光合性能的综合效应

《Journal of Applied Phycology》：Combined effects of warming and benzophenone-3 exposure on growth and photosynthetic performance of temperate and polar Chlorella

　　

摘要

全球气温上升对微藻的存活和生理表现具有重要影响，而微藻是淡水食物网的基础。除了热应激外，紫外线（UV）过滤污染物如苯并三唑-3（BP-3）在淡水环境中被越来越频繁地检测到，引发了人们对其对微藻生理和生产力综合影响的担忧。本研究通过评估生长、光合性能、色素含量、生物量生产和生化组成，研究了BP-3和升温对两种小球藻菌株——小球藻UMACC 248（温带）和小球藻UMACC 237（极地）——的联合影响。温带菌株在18、23和28°C下培养，而极地菌株在4、9和14°C下培养。每种菌株分别暴露于0、0.1、10、100和200 mg L?1浓度的BP-3中。暴露于低浓度BP-3（0.1–10 mg L?1）主要表现为稳健的应激耐受阈值，叶绿素a、类胡萝卜素含量、Fv/Fm和rETRmax紧随或统计上与非应激对照组相当。在特定的升温情景下，这种适应反应转化为局部毒物兴奋效应过度补偿，维持较高的比生长速率（温带小球藻高达0.252天?1，极地小球藻高达0.772天?1），并优化了光合性能。相反，高浓度（100–200 mg L?1）导致剂量依赖性抑制，降低了生长速率（如极地小球藻降至0.004天?1）、色素含量、PSII效率和生物量，在最高剂量下几乎完全导致光合崩溃。生化反应揭示了应激诱导的代谢重新分配，温带小球藻的碳水化合物和脂质积累增加至干重（DW）的50.00%，而极地小球藻在高浓度BP-3暴露下表现出蛋白质（高达56.97% DW）和碳水化合物含量升高，但脂质水平降低。这些发现表明，如果BP-3等污染物的环境浓度随着全球变暖而增加，交互应激效应可能会改变微藻的生产力，并对淡水食物网产生潜在影响。