苯氧威对掌肢新米虾Neocaridinapalmata种群及相关群落的影响

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由于人类活动,淡水生态系统不可避免地受到农药、重金属等的污染,这些污染物会对水生生物包括初级生产者、消费者和分解者产生影响,因此,有必要了解这些污染物的危害情况。本研究中,我们构建以掌肢新米虾Neocaridina palmata(十足目:匙指虾科)和沉水植物金鱼藻Ceratophyllum demersum(双子叶植物:金鱼藻目)为主的室内淡水系统,在静态和半静态下测试保幼激素类似物苯氧威对米虾种群及相关群落的影响。结果如下:(1)以实测浓度计,苯氧威对掌肢新米虾N.palmata的48-h和96-h LC50分别为0.70和0.49 mg/L。(2)以游离壳二糖酶chitobiase为指示物,以实测浓度计,苯氧威在半静态系统和静态系统中的最大无可见效应浓度(NOEC)分别为≤5.06和6.48μg/L,以及最低可见效应浓度(LOEC)分别为≤13.6和27.76μg/L。(3)主成分分析(PCA)和主效应曲线法(PRC)结果表明测试系统中叶绿素a浓度和沉水植物金鱼藻C.demersum生物量受到抑制而藻蓝蛋白浓度增加。农药的添加促进测试系统内p H和电导率(EC)水平上升及溶解氧(DO)和NO3-水平下降。(4)应用Illumina高通量测序技术测定测试系统中浮游细菌和真菌种类及生物量,其中半静态系统中的优势细菌属为Flavobacterium(16.33%)、Leptospira(12.12%)、Dechloromonas(4.63%);优势真菌属为Penicillium(14.02%)、Plectosphaerella(2.33%)、Simplicillium(2.04%)。静态系统中的优势细菌属为Emticicia(13.16%)、Flavobacterium(12.89%)、hgc I_clade(7.79%);优势真菌属为Cystobasidium和Cladosporium,平均相对丰度分别为1.9%和1.6%。(5)PCA和PRC结果表明,苯氧威对半静态系统中参与硫氧化(Enhydrobacter、Rhodobacterales和Dechloromonas等)的微生物菌群有正面影响,而对静态系统中参与硫氧化(Leptospira、Rhizobiales和Dechloromonas等)的微生物菌群有负面影响。苯氧威对两个测试系统中的光合细菌(Cyanobacteria和Rhodobacterales)均有正面影响,对两个系统中参与反硝化过程(Flavobacterium、hgc I_clade、Cloacibacterium、Cystobasidium、Penicillium、Rhodotorula和Cladosporium等)的微生物菌群均有负面影响。测试系统中的Pseudomonas和Cercozoa等条件致病菌的丰度明显增加,而一些有益菌群如Novosphingobium、Polynucleobacter和Rhodotorula的丰度明显下降。以上结果表明,苯氧威的施用有可能会导致水质变差。苯氧威暴露的直接效应是使米虾种群发育减缓,这可能导致植物叶片上的固着生物增加,进而引起沉水植物金鱼藻C.demersum生物量减少。藻蓝蛋白的增加可能是沉水植物生物量减少引起,这也是Rhodobacterales和Cyanobacteria等光合细菌增加的结果。光合细菌增加可能是导致水体p H最终升高的原因。DO的减少可能与有机物降解耗氧有关。本研究为深入了解苯氧威在淡水生态系统影响机制提供了依据。
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