Потенциал зеленых микроводорослей Tetraselmis viridis и Dunaliella salina для биоремедиации водной экосистемы от органофосфорного гербицида глифосата

Аннотация

Сельскохозяйственная деятельность в Крыму и Севастополе приводит к загрязнению водных экосистем гербицидами, в частности глифосатом. Проведена сравнительная оценка физиологического отклика зеленых микроводорослей Tetraselmis viridis и Dunaliella salina на воздействие глифосата (0–2100 мкг/л) в условиях оптимальной (45 мкЭ м^-2 с^-1) и высокой (500 мкЭ м^-2 с^-1) освещённостях. Оценена динамика численности водорослей, физиолого-биохимические параметры клеток (содержание хлорофилла a, эффективность работы фотосинтетического аппарата, размеры и гранулярность, продукция активных форм кислорода) и численности ассоциированных бактерий с использованием методов микроскопии, проточной цитометрии и PAM-флуорометрии. Установлено, что глифосат стимулирует рост T. viridis и D. salina, что выражается в высокой фотосинтетической активности клеток, низком уровне окислительного стресса и увеличении биомассы. При оптимальной освещенности у T. viridis наблюдается стимуляция роста при низких и средних концентрациях глифосата (до 700 мкг/л) и угнетение при высоких дозах. D. salina, напротив, проявляет исключительную устойчивость в широком диапазоне концентраций гербицида (до 2100 мкг/л). Высокая освещённость усиливает как стимулирующее, так и токсическое действие глифосата на T. viridis, а для D. salina сужает диапазон толерантности, снижая порог токсичности клеток к гербициду. Показано, что добавление глифосата стимулирует рост ассоциированных бактерий. Однако интенсивное развитие водорослей опережает рост бактериальной популяции, что указывает на прямое потребление глифосата водорослями как источника питания. Способность обоих видов к прямому метаболизму глифосата и возможность управления их состоянием через световой режим определяют высокий потенциал применения данных видов водорослей в системах биологической очистки сточных вод от гербицидных загрязнений. Показана целесообразность применения T. viridis для быстрого удаления низких и умеренных доз глифосата (до 700 мкг/л). D. salina может использоваться для очистки вод от высоких концентраций глифосата.