【客户文章】2019-Water Research-对乙酰氨基酚在地表水的转化及水生微生物的变化

  • 2019-11-04 13:46:14
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英文题目:Transformation of acetaminophen in natural surface water and the change of aquatic microbes

中文题目: 对乙酰氨基酚在地表水的转化及水生微生物的变化

期刊名: Water Research  发表时间20181019    IF7.913

DOI10.1016/j.watres.2018.10.042

相关产品微生物多样性

测序平台:Illumina MiSeq

样品来源: 江湖水体样本

 

研究背景:

水生环境中的酚类化合物可因自然物质、工业活动和农业活动的降解而产生,并已成为地表水中分布最广泛的污染物之一确定酚类化合物的确切转化过程将有助于更好地了解它们的环境去向和毒性,并有助于建立有效的处理技术。

    各种酚类化合物的主要转化过程分为化学转化和生物转化,有色溶解有机物(CDOM)诱导的光转化是各种酚类化合物的主要化学转化过程。CDOM诱导的化学反应对某些水生细菌有不良影响微生物群落的变化和某些微生物数量的变化可能会影响天然地表水中酚类化合物的生物转化。

酚类化合物的化学和生物转化均发生于表层水,个体对化学和生物转化反应的贡献在所有酚类化合物的转化中不能仅仅通过转化动力学常数来比较,另外,考虑到酚类化合物的转化途径可能在化学反应和生物反应之间有明显的不同,这两种反应的贡献可以通过转化中间体的量化来揭示。

 

实验设计



材料与方法

1、水体微生物分析

本文研究了不同APAP峰值浓度和辐射条件下水生微生物的变化。2L地表水样品中添加550 μmol/L APAP,或直接暴露于1.1 mW/cm2250 mW/cm2模拟太阳照射下24 h,然后Whatman玻璃纤维GF/C过滤器(F47毫米)0.22微米混合纤维素滤膜过滤,滤膜保存于-20用于多样性分析。

DNA提取:FastDNA™ SPIN Kit提取DNA

 

2高通量测序

细菌引物:338F_806R,真菌引物:ITS1F_ITS2R

测序平台Illumina MiSeq

 

研究结果

东湖、沙湖和南湖的水中纲水平差异显著物种分别为Actinobacteria (相对丰度为69.3±1.1%)Gammapro-teobacteria相对丰度为50.9±7.1%)、Betaproteobacteria相对丰度为45.3±5.3%PCoA分析也清楚显示南湖东湖和细菌和真菌群落存在显著差异





东湖水体中APAP转化滞后期的长短也与地表水采样时间有关,这主要是因为自然地表水中的水生细菌随采样时间的变化而变化。






不同样品很多共有OTU这表明细菌的丰富组成在这些自然水域是相当的





东湖湖水中APAP分别为0 μM5 μM50 μM时提取的DNA分别为1.750.981.91 μg/L,表明东湖水受APAP影响,添加或不添加APAP处理24 h后,东湖纲水平细菌群落组成存在差异单因素方差分析表明,Flavobacteriia (0.01 < p < 0.05)Verrucomicrobia Incertae SedisCytophagiaSphingobacteriia (0.001 < p < 0.01) 相对丰度具有显著性差异。





研究结论:

1在模拟实验条件下,生物转化对APAP在地表水中的整体转化起主导作用(73%-84%)

2在研究的天然地表水中,存在统计学差异微生物丰度和群落结构,导致50 μM APAP转化的滞后存在较大差异。

3水生微生物的丰度和组成受到辐射的影响,生物和非生物转化的个体贡献高度依赖辐照度。

参考文献 

Zhou C, Zhou Q, Zhang X. Transformation of acetaminophen in natural surface water and the change of aquatic microbes[J]. Water research. 2019,148:133-41.


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