【摘 要】
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纳米塑料污染对生态环境和生物体的潜在危害已逐渐成为全球关注的热点。高浓度纳米塑料能抑制细菌生长,但低浓度纳米塑料与细菌之间相互作用尚不明确。本文以广泛分布于自然界的条件致病菌约翰逊不动杆菌为研究对象,以低浓度（μg/L）纳米聚苯乙烯暴露约翰逊不动杆菌AC15,用扫描电镜（SEM）、稀释涂布平板法、结晶紫染色法和荧光定量PCR（q RT-PCR）等方法研究纳米聚苯乙烯暴露对约翰逊不动杆菌AC15生长
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纳米塑料污染对生态环境和生物体的潜在危害已逐渐成为全球关注的热点。高浓度纳米塑料能抑制细菌生长,但低浓度纳米塑料与细菌之间相互作用尚不明确。本文以广泛分布于自然界的条件致病菌约翰逊不动杆菌为研究对象,以低浓度（μg/L）纳米聚苯乙烯暴露约翰逊不动杆菌AC15,用扫描电镜（SEM）、稀释涂布平板法、结晶紫染色法和荧光定量PCR（q RT-PCR）等方法研究纳米聚苯乙烯暴露对约翰逊不动杆菌AC15生长发育、生物膜形成、血清抗性和毒力基因表达的影响。研究在环境预测浓度下联合暴露纳米聚苯乙烯和约翰逊不动杆菌AC15是否会加剧对模式生物秀丽线虫的毒效应。以秀丽线虫的寿命、运动行为、活菌数、抗菌肽和信号通路基因q RT-PCR等方法对联合暴露纳米聚苯乙烯和约翰逊不动杆菌AC15对秀丽线虫毒效应的评估。根据SEM分析,纳米聚苯乙烯在约翰逊不动杆菌AC15表面的聚集,表明约翰逊不动杆菌AC15可作为纳米聚苯乙烯的载体。并发现细菌在生长中比在4℃静置时更容易聚集纳米聚苯乙烯,电位测定结果显示这种聚集不是由于静电相互作用引起。还发现100和1000μg/L纳米聚苯乙烯颗粒会促进约翰逊不动杆菌AC15的生长和活菌数量。根据生物被膜实验,100和1000μg/L纳米聚苯乙烯能增加约翰逊不动杆菌AC15的生物被膜形成量,1000μg/L纳米聚苯乙烯会使约翰逊不动杆菌AC15的生存基因（zig A、bas D和zur）、生物膜形成基因（omp A、bap、ade G、csu C和csu D）和血清抵抗性基因（lpx C、lpx L和pbp G）表达显著上调。1-1000μg/L纳米聚苯乙烯提高在正常人血清（NHS）中约翰逊不动杆菌AC15存活率。添加NHS后,1000μg/L纳米聚苯乙烯能使约翰逊不动杆菌AC15的生存基因（zig A,bas D和zur）、生物膜形成基因（omp A,bap,ade F,ade G,csu A/B,csu C,csu D,csu E和hly D）和血清抗性基因（lpx C,lpx L和pbp G）的表达显著上调。添加NHS后,10μg/L纳米聚苯乙烯使约翰逊不动杆菌AC15生存基因（zig A）、生物被膜形成基因（bap,ade G,csu C,csu D和csu E）、血清抗性基因（lpx C、lpx L和pbp G）表达上调。环境预测浓度（0.1-10μg/L）纳米聚苯乙烯联合暴露显著增强了约翰逊不动杆菌AC15感染对秀丽线虫的寿命和运动行为的毒性,对约翰逊不动杆菌AC15的毒性具有协同作用。其毒性作用主要是加强约翰逊不动杆菌AC15在肠道的积累以及抑制线虫感染约翰逊不动杆菌AC15免疫应答。感染约翰逊不动杆菌AC15后,线虫基因lys-7、dod-6、F55G11.4和lys-8的表达显著上调。与仅感染约翰逊不动杆菌AC15的线虫中的表达相比,联合暴露于10μg/L纳米聚苯乙烯显著降低了线虫基因lys-7、dod-6、F55G11.4和lys-8的表达。此外,线虫基因（pmk-1、daf-16、bar-1、dbl-1、egl-1和elt-2）表达可以被约翰逊不动杆菌AC15感染显著上调。暴露于10μg/L纳米聚苯乙烯后抑制了感染约翰逊不动杆菌AC15的线虫中基因（pmk-1、daf-16、bar-1、dbl-1、egl-1和elt-2）表达上调。进一步研究发现,在daf-16、pmk-1、bar-1、dbl-1、egl-1和elt-2的RNAi条件下,约翰逊不动杆菌AC15感染突变体线虫与野生型相比突变体显著缩短寿命和降低运动行为。因此,10μg/L纳米聚苯乙烯可以通过影响胰岛素、p38MAPK、Wnt、DBL-1/TGF-β、ELT-2和PCD相关信号通路来增强约翰逊不动杆菌感染引起的毒效应。总之,μg/L范围内的纳米塑料通过增加约翰逊不动杆菌在环境中的存活、生物被膜形成和血清抗性来增强约翰逊不动杆菌的毒效应。环境预测浓度纳米塑料与约翰逊不动杆菌联合暴露存在增强约翰逊不动杆菌感染生物的毒效应的风险。研究结果为了解纳米塑料和环境致病菌在环境中的相互作用及其联合暴露风险提供研究证据。
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