地区：上海市 宝山区
关键词：南京大学;南京师范大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000004934
成果描述：
| 针对富营养化湖泊蓝藻水华大规模暴发给当地国民经济发展和人们生活带来极其不利影响的现实，该项目以蓝藻增殖-藻华成灾-生态危害-健康风险为主线，阐述了湖泊营养物促进蓝藻增殖的过程，提出了藻华暴发的驱动因子，在藻华对水生态系统和人体危害的关键科学问题上取得突破，回答了藻华成灾后的生态和人体健康风险。主要科技创新点如下：1)揭示了湖泊营养物四重循环促进蓝藻增殖。阐明了蓝藻过量聚磷(蓝藻自身循环)利于其暴发式增殖，发现附生细菌作为藻类的临时磷库实现藻类与附生细菌间磷的快速循环，由细菌驱动的沉积物高氮磷释放加剧蓝藻水华成灾，以及流域营养物输入等四个循环促进湖泊藻华暴发。获得了中国淡水湖泊磷化氢分布时空差异性，揭示了淡水湖泊沉积物中存在磷价态的转变。发现了硝态氮、ATP和六偏磷酸钠更能促进微囊藻生长，低浓度重金属作为微量元素有利于藻华暴发，从流域循环角度提出了促进蓝藻生长的营养物类型和外源污染削减原理。2)提出了湖泊蓝藻水华分布空间异质性和输移驱动机制。揭示了蓝藻的浮力调节能力是表层水华形成的内在原因,风紊动能量输入强弱是决定表层水华持续的关键。探明了风向导致湖泊藻华堆积,湖湾的主轴线与风向的夹角决定湖湾外源性藻华输入量，可有效用于藻华暴发的预警。3)发现了蓝藻水华成灾导致湖泊水生态系统衰退的生物学机理。阐明了藻华产生的氨氮和藻毒素导致苦草、鱼类等产生氧化应激，从而对水生态系统产生危害。揭示了亚硝酸盐和藻毒素影响枝角类的繁殖。探明了藻华水样导致鱼类肝脏代谢紊乱和氧化应激是蓝藻水华对草鱼、鲢鱼、鳙鱼的仔鱼产生危害的机制之一。提出了藻华氨氮和藻毒素对生态系统关键生物产生危害进而导致湖泊水生态系统发生衰退。4)阐明了微囊藻毒素诱导细胞凋亡和肿瘤细胞浸润的分子通路机制。发现微囊藻毒素MC-LR可导致内质网应激，并诱发肝细胞内基质金属蛋白酶(MMPs)表达上调，可促进乳腺癌细胞(MDA-MB-435s)浸润，从而引起肿瘤转移。揭示了MC-LR通过激活PI3K/Akt/NF-κB通路进而引起MMPs的表达上调，导致细胞浸润能力的增强，提出了藻毒素促进肿瘤细胞浸润与癌症转移的分子通路机制。该项目成果共发表论文52篇，其中发表SCI论文40篇，SCI论文他引总数610次(其中SCI他引总数350次)，影响因子IF≥3.0的SCI论文15篇，其中3篇论文发表在环境类顶级期刊Environmental Science Technology和Water Research上。20篇代表性SCI论文他引总数394次(其中SCI他引总数228次)，出版专著1部，授权发明专利7项，获软件著作权5项。项目完成人担任4个环境类杂志编委，研究成果在国际学术会议上作报告6次，受到同行高度评价。开发的藻华预警模型在江苏省环境监控系统决策支持平台上得到应用。 |
