杜京京，渠文瑞，張 錦，張文芳，陳薈冰

(1.鄭州輕工業(yè)大學(xué)，材料與化學(xué)工程學(xué)院，河南鄭州 450002；2.環(huán)境污染治理與生態(tài)修復(fù)河南省協(xié)同創(chuàng)新中心，河南鄭州 450001)

0 引言

隨著納米科技的迅速發(fā)展，納米材料被廣泛應(yīng)用于人類的生活和生產(chǎn)中，但其環(huán)境釋放量也日益增多[1]。納米材料主要通過實(shí)驗(yàn)室及生產(chǎn)工廠的廢物排放、環(huán)境治理過程中的應(yīng)用和納米產(chǎn)品的使用等途徑直接或間接地進(jìn)入水體、大氣和土壤中[2]。水體是納米材料最終的富集地，納米材料進(jìn)入水體后，不僅會(huì)對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)造成影響，還可能通過食物鏈在水生生物體內(nèi)富集并最終進(jìn)入人體，對(duì)人類健康構(gòu)成威脅[3]。研究表明，納米材料會(huì)促使機(jī)體產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致靶器官炎癥，甚至透過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞和細(xì)胞核內(nèi)，將其本身的生物毒性放大[4,5]。納米材料對(duì)環(huán)境以及人類健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)已引起了人們的廣泛關(guān)注。

納米氧化鋅作為一種新型基礎(chǔ)材料，由于其具有較大的比表面積和獨(dú)特的光電性能而被廣泛應(yīng)用在建筑涂料、廢水處理、化妝品、塑料、陶瓷、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域中[6-9]。當(dāng)前，納米氧化鋅的全球產(chǎn)量約為每年1×104t，但隨著對(duì)納米氧化鋅性能的開發(fā)，其需求量將會(huì)越來越大[10]。然而，納米氧化鋅的過度生產(chǎn)和不當(dāng)使用導(dǎo)致其進(jìn)入水環(huán)境中并富集，從而對(duì)細(xì)菌、藻類、魚類及浮游動(dòng)物等多種水生生物產(chǎn)生毒害作用[11-15]。Bhuvaneshwari等[16]發(fā)現(xiàn)，將斜生柵藻(Scenedesmusobliquus)暴露于納米氧化鋅中會(huì)導(dǎo)致斜生柵藻乳酸鹽脫氫酶含量的上升、酶活性的喪失以及大量活性氧的產(chǎn)生，并導(dǎo)致細(xì)胞形態(tài)的嚴(yán)重變形。但是，納米氧化鋅的毒性機(jī)制目前不明確，一般認(rèn)為其毒性源于材料自身所特有的光催化活性[17]，也可能與其納米顆粒的性質(zhì)有關(guān)[18,19]。

真菌是淡水生態(tài)系統(tǒng)中主要的分解者，其在物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過程中發(fā)揮著極為重要的作用[20]。淡水生態(tài)系統(tǒng)中真菌的生理生態(tài)以及群落變化可作為生態(tài)系統(tǒng)是否健康的評(píng)價(jià)指標(biāo)[21]。真菌能產(chǎn)生并分泌一系列胞外降解酶，以催化水體中的有機(jī)質(zhì)(如凋落物)降解，為腐食性水生動(dòng)物提供適口性良好的養(yǎng)分。其中，最重要的降解酶是參與磷循環(huán)的酸性磷酸酶、參與氮循環(huán)的亮氨酸氨基肽酶、參與碳循環(huán)的纖維二糖水解酶和參與氧化過程的過氧化物酶，這些酶的活性變化反映了真菌生理生態(tài)狀態(tài)[22,23]。此外，pH條件是影響真菌生長(zhǎng)的重要環(huán)境參數(shù)[24]，而真菌生理生態(tài)變化的最直觀表現(xiàn)是細(xì)胞吸水和物質(zhì)合成情況，即真菌鮮重和干重[25]。白地霉(Geotrichumcandidum)是一種廣泛存在于食物、廢水和土壤中的絲孢真菌，存在于不同的溪流中[26,27]。當(dāng)毒性物質(zhì)存在時(shí)，白地霉的生態(tài)生理變化在一定程度上反映出淡水生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。但是，目前有關(guān)納米氧化鋅對(duì)真菌影響的生態(tài)效應(yīng)研究相對(duì)較少。

本研究以從水體凋落物上分離得到的白地霉作為研究對(duì)象，評(píng)估不同濃度納米氧化鋅對(duì)其培養(yǎng)環(huán)境pH、菌絲鮮重、菌絲干重以及胞外降解酶(酸性磷酸酶、亮氨酸氨基肽酶、纖維二糖水解酶、過氧化物酶)活性的影響效應(yīng)，并探究納米氧化鋅對(duì)白地霉生長(zhǎng)和代謝活性的影響機(jī)制，以期為納米材料生態(tài)安全性評(píng)估體系的建立提供有利的數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 真菌分離和培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)所用白地霉(GeotrichumcandidumAC1)分離于鉆天楊(PopulusnigralL.)凋落物。2018年夏季，采集濟(jì)源市天女溪沿岸鉆天楊(鉆天楊為河岸帶的優(yōu)勢(shì)物種)的新鮮落葉。帶回實(shí)驗(yàn)室，用去離子水沖洗干凈，切成12 mm的圓盤，將凋落物圓盤放入0.5 mm孔徑的凋落物袋中，淹沒在溪流中(34°56′24.73″N，112°25′56.15″E)以進(jìn)行微生物定殖。14 d后，將凋落物圓盤置于含有硫酸鏈霉素(16 μg/mL，Sigma-Aldrich)的100%麥芽汁固體培養(yǎng)基(130.1 g麥芽汁膏粉、20 g瓊脂和1 L超純水)上，30℃條件下培養(yǎng)2 d。采用D3390 Fungal DNA Mini Kit真菌DNA提取試劑盒(Omega Bio-Tek，Inc.)，對(duì)純化的菌株AC1進(jìn)行DNA提取，使用通用引物ITS1 (5′-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3′)和ITS4 (5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3′)對(duì)DNA的ITS片段進(jìn)行PCR擴(kuò)增，PCR擴(kuò)增產(chǎn)物送至上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司進(jìn)行測(cè)序。

將分離純化的菌株AC1接種于100%麥芽汁固體培養(yǎng)基上，于30℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2 d后，用滅菌的打孔器在培養(yǎng)基上打孔得到菌盤，在10%麥芽汁液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)2 d (30℃，150 r/min)，從而制得菌絲原液，保存于冰箱(4℃)待后續(xù)實(shí)驗(yàn)使用。

1.1.2 納米氧化鋅

實(shí)驗(yàn)所用納米氧化鋅為粒徑50 nm的粉末，購(gòu)買于上海阿拉丁生物試劑公司。稱取0.4 g納米氧化鋅粉末并用超純水定容至100 mL。為使懸浮液中的納米顆粒均勻分散，每次使用前，將懸浮液置于4℃和40 KHz條件下用數(shù)控超聲波清洗器(KQ-100E，昆山市超聲儀器有限公司)振蕩30 min。利用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM，JSM-7001F)觀測(cè)納米氧化鋅的形貌，再使用Nano Measure 1.2標(biāo)記FE-SEM圖像中的粒徑分布，得到懸浮液中納米氧化鋅的平均粒徑為(95±28) nm。

1.2 方法

取1 mL菌絲原液，加入含有40 mL 2%麥芽汁液體培養(yǎng)基的無(wú)菌錐形瓶中，再分別添加納米氧化鋅懸浮液使其最終濃度分別為0.1，0.5，1，5，10和20 mg/L，以不添加納米氧化鋅懸浮液的處理作為對(duì)照組，每個(gè)處理組和對(duì)照組重復(fù)3次。在30℃、150 r/min條件下培養(yǎng)真菌，分別于5 d(急性暴露)和10 d(慢性暴露)時(shí)取樣，測(cè)定其生長(zhǎng)及代謝活性參數(shù)，包括培養(yǎng)環(huán)境pH、菌絲鮮重和干重，以及包括酸性磷酸酶、亮氨酸氨基肽酶、纖維二糖水解酶和過氧化物酶在內(nèi)的4種胞外降解酶的活性，具體測(cè)定方法如下。

1.2.1 培養(yǎng)環(huán)境pH

菌絲收集后，使用pH計(jì)(E-201-C，雷磁，中國(guó)上海)測(cè)量培養(yǎng)環(huán)境的pH值。pH計(jì)在使用前先進(jìn)行清洗和校對(duì)，以確保誤差值最小；將pH復(fù)合電極插入待測(cè)溶液中，待其穩(wěn)定后讀取pH值。

1.2.2 菌絲鮮重和干重

用預(yù)先稱量過的紗布過濾真菌菌絲，用超純水輕柔地沖洗以去除附著在菌絲上的納米氧化鋅，然后用定性濾紙吸干多余水分，稱重至最精確的0.001 g，即為真菌鮮重。測(cè)定胞外降解酶活性(第1.2.3節(jié))后，將真菌菌絲在110℃下干燥24 h至恒重，稱重至最精確的0.001 g得到真菌干重。真菌鮮重(干重)表示為真菌在指定暴露時(shí)間(5 d或10 d)后的鮮重(干重)與初始鮮重(干重)比值的百分?jǐn)?shù)。

1.2.3 胞外降解酶活性

根據(jù)Allison實(shí)驗(yàn)室可見光酶標(biāo)法[28]測(cè)定4種胞外降解酶活性，以評(píng)估白地霉參與磷循環(huán)(酸性磷酸酶)、碳循環(huán)(纖維二糖水解酶)、氮循環(huán)(亮氨酸氨基肽酶)和木質(zhì)素降解(過氧化物酶)過程中的代謝活性。往稱重后的新鮮菌絲加入3 mL pH值為5.0醋酸鈉緩沖液中，并置于加冰(4℃)的數(shù)控超聲波清洗器中于40 kHz條件下超聲30 min。將粗酶液在4℃、7 000 r/min條件下離心5 min，取其上清液加入相應(yīng)的酶底物(表1)，于28℃、66 r/min搖床中分別培養(yǎng)45 min(酸性磷酸酶)、2 h(亮氨酸氨基肽酶和過氧化物酶)和4 h(纖維二糖水解酶)。使用酶標(biāo)儀(Multiskan FC，Thermo Fisher)分別在405 nm(酸性磷酸酶，纖維二糖水解酶和亮氨酸氨基肽酶)和450 nm(過氧化物酶)處測(cè)定上述胞外降解酶的活性。在醋酸鈉緩沖液中稀釋1.00 μmol/mL的對(duì)硝基苯酚溶液得到一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。將0.75 mL不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)液，0.075 mL 1.0 mol/L NaOH溶液和3 mL蒸餾水混合，分別測(cè)定吸光度，通過線性回歸得到標(biāo)準(zhǔn)曲線。胞外降解酶相對(duì)活性定義為第5天和第10天的酶活性與初始酶活性比值的百分?jǐn)?shù)。

表1 胞外降解酶活性測(cè)定底物Table 1 Determination of substrate by extracellular degrading enzyme activity

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用單因素方差(LSD法)分析法檢驗(yàn)培養(yǎng)環(huán)境pH及真菌生物量在各處理間的差異，采用雙因素方差分析法檢驗(yàn)納米氧化鋅濃度和暴露時(shí)間的交互作用對(duì)胞外降解酶活性的影響。所有分析都在SPSS 18.0軟件中進(jìn)行，顯著性水平為5%。

2 結(jié)果與分析

2.1 真菌鑒定結(jié)果

菌株AC1的菌落呈平面擴(kuò)散狀,生長(zhǎng)快，乳白色，毛絨狀，中心突起(圖1)。初步認(rèn)定為絲孢綱，絲孢目，叢梗孢科，地霉屬。

圖1 菌株AC1的菌落形態(tài)Fig.1 Colonial morphology of strain AC1

該菌的ITS序列共376 bp，將序列在NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行BLAST比對(duì)分析，與白地霉(Geotrichumcandidum)同源性達(dá)98.41%。通過真菌菌落形態(tài)[29,30]和ITS分子生物學(xué)[31]共同鑒定為白地霉(GeotrichumcandidumAC1，GenBank登錄號(hào)：MW332541)。

2.2 培養(yǎng)環(huán)境pH

通過單因素方差(LSD法)分析，納米氧化鋅暴露對(duì)白地霉生長(zhǎng)培養(yǎng)環(huán)境的pH沒有顯著影響(P>0.05)。對(duì)照組中，白地霉生長(zhǎng)的培養(yǎng)環(huán)境pH為2.82-2.89，添加納米氧化鋅后其培養(yǎng)環(huán)境pH為2.66-2.99 (圖2)。

不同字母表示不同處理之間存在顯著差異(P<0.05)Different letters represent significant difference under different treatment (P<0.05)圖2 納米氧化鋅對(duì)白地霉生長(zhǎng)培養(yǎng)環(huán)境pH的影響Fig.2 Effects of nanosized zinc oxide on culture environment pH of Geotrichum candidum

2.3 真菌生物量

2.3.1 真菌鮮重

如圖3所示，暴露5 d時(shí)，0.1和0.5 mg/L納米氧化鋅對(duì)真菌鮮重沒有顯著影響(P>0.05)；與對(duì)照組相比，暴露于1和5 mg/L納米氧化鋅使真菌鮮重分別降低19.11%和9.17%，而暴露于10和20 mg/L納米氧化鋅使真菌鮮重分別增加6.46%和23.14%(P<0.05)。暴露10 d時(shí)，0.5和10 mg/L納米氧化鋅處理中真菌鮮重分別降低7.39%和15.92%，而5 mg/L納米氧化鋅處理下真菌鮮重顯著增加27.57%，在各處理中數(shù)值最高(P<0.05)。此外，在急性暴露下，1和5 mg/L納米氧化鋅對(duì)真菌鮮重有抑制作用，而10和20 mg/L納米氧化鋅對(duì)真菌鮮重有促進(jìn)作用。但是在慢性暴露下，1和5 mg/L納米氧化鋅對(duì)真菌鮮重的影響分別為無(wú)顯著影響和促進(jìn)作用，而10和20 mg/L納米氧化鋅分別為抑制作用和無(wú)顯著影響。

不同字母表示不同處理之間存在顯著差異(P<0.05)Different letters represent significant difference under different treatment (P<0.05)圖3 納米氧化鋅對(duì)白地霉鮮重的影響Fig.3 Effects of nanosized zinc oxide on Geotrichum candidum fresh weight

2.3.2 真菌干重

如圖4所示，暴露5 d時(shí)，與對(duì)照組相比，1和10 mg/L納米氧化鋅使真菌干重分別降低41.54%和36.01%，而其他濃度處理組使真菌干重提高12.69%-29.96% (P<0.05)。暴露10 d時(shí)，除0.5和1 mg/L，其他濃度處理組均使真菌干重顯著增加，提高15.01%-40.25%(P<0.05)。此外，隨著暴露時(shí)間由5 d延長(zhǎng)至10 d，1和10 mg/L納米氧化鋅對(duì)真菌干重的影響由抑制作用分別轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)顯著影響和促進(jìn)作用。

不同字母表示不同處理之間存在顯著差異(P<0.05)Different letters represent significant difference under different treatment (P<0.05)圖4 納米氧化鋅對(duì)白地霉干重的影響Fig.4 Effects of nanosized zinc oxide on Geotrichum candidum dry weight

2.4 胞外降解酶活性

雙因素方差分析結(jié)果表明(表2)，納米氧化鋅濃度、暴露時(shí)間以及二者的交互作用對(duì)酸性磷酸酶、亮氨酸氨基肽酶、纖維二糖水解酶和過氧化物酶活性均具有顯著影響(P<0.001)。

表2 納米氧化鋅濃度及暴露時(shí)間對(duì)胞外降解酶活性影響的雙因素方差分析Table 2 Two-way analysis of variance for extracellular degrading enzyme activities at nanosized zinc oxide concentrations and exposure time

2.4.1 酸性磷酸酶

如圖5所示，暴露5 d時(shí)，0.1 mg/L納米氧化鋅使酸性磷酸酶相對(duì)活性比對(duì)照組提高257.80% (P<0.05)；酸性磷酸酶相對(duì)活性隨著納米氧化鋅濃度的增加而降低，其中1-20 mg/L納米氧化鋅使該酶相對(duì)活性顯著降低158.96%-218.85% (P<0.05)。暴露10 d時(shí)，0.1-5 mg/L納米氧化鋅處理下，酸性磷酸酶相對(duì)活性相較于對(duì)照組顯著增加57.41%-270.26%，但隨著納米氧化鋅濃度(1-20 mg/L)的增加，該酶相對(duì)活性呈下降趨勢(shì)。納米氧化鋅濃度為1和5 mg/L，在急性暴露時(shí)表現(xiàn)為抑制作用，而慢性暴露時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榇龠M(jìn)作用(P<0.05)。

不同字母表示不同處理之間存在顯著差異(P<0.05)Different letters represent significant difference under different treatment (P<0.05)圖5 納米氧化鋅對(duì)酸性磷酸酶相對(duì)活性的影響Fig.5 Effects of nanosized zinc oxide on the relative activity of acid phosphatase

2.4.2 亮氨酸氨基肽酶

如圖6所示，暴露5 d時(shí)，0.1 mg/L納米氧化鋅使亮氨酸氨基肽酶相對(duì)活性顯著增加69.06% (P<0.05)；當(dāng)納米氧化鋅濃度為20 mg/L時(shí)，該酶相對(duì)活性受到顯著抑制，相較于對(duì)照組降低45.75% (P<0.05)。暴露10 d時(shí)，1-10 mg/L納米氧化鋅導(dǎo)致亮氨酸氨基肽酶相對(duì)活性相較于對(duì)照組顯著增加15.64%-35.61%(P<0.05)，而其他處理組對(duì)該酶相對(duì)活性并無(wú)顯著影響。此外，隨著暴露時(shí)間由5 d延長(zhǎng)至10 d，20 mg/L納米氧化鋅對(duì)該酶相對(duì)活性的抑制作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)明顯影響。

不同字母表示不同處理之間存在顯著差異(P<0.05)Different letters represent significant difference under different treatment (P<0.05)圖6 納米氧化鋅對(duì)亮氨酸氨基肽酶相對(duì)活性的影響Fig.6 Effects of nanosized zinc oxide on the relative activity of leucine-aminopeptidase

2.4.3 纖維二糖水解酶

如圖7所示，暴露5 d時(shí)，除0.1 mg/L處理組外，其他處理組使纖維二糖水解酶的相對(duì)活性顯著低于對(duì)照組(降低34.35%-55.57%，P<0.05)，且各處理之間沒有顯著性差異(P>0.05)。暴露10 d時(shí)，各濃度納米氧化鋅對(duì)該酶相對(duì)活性沒有顯著影響(P>0.05)。因此，當(dāng)暴露時(shí)間延長(zhǎng)時(shí)，真菌的纖維二糖水解酶對(duì)于納米氧化鋅有所適應(yīng)。

不同字母表示不同處理之間存在顯著差異(P<0.05)Different letters represent significant difference under different treatment (P<0.05)圖7 納米氧化鋅對(duì)纖維二糖水解酶相對(duì)活性的影響Fig.7 Effects of nanosized zinc oxide on the relative activity of cellobiohydrolase

2.4.4 過氧化物酶

如圖8所示，暴露5 d時(shí)，0.1 mg/L納米氧化鋅處理下的過氧化物酶相對(duì)活性顯著高于對(duì)照組69.92%，而高濃度(5-20 mg/L)納米氧化鋅顯著抑制了該酶相對(duì)活性，且低于對(duì)照組25.26%-62.39% (P<0.05)。暴露10 d時(shí)，除0.5和1 mg/L納米氧化鋅對(duì)該酶相對(duì)活性沒有顯著影響(P>0.05)外，其他處理組均對(duì)該酶相對(duì)活性有顯著促進(jìn)作用(37.87%-139.52%，P<0.05)。此外，當(dāng)暴露時(shí)間由慢性(5 d)變?yōu)榧毙?10 d)時(shí)，高濃度(5-20 mg/L)納米氧化鋅對(duì)該酶相對(duì)活性的抑制作用轉(zhuǎn)變?yōu)榇龠M(jìn)作用。

不同字母表示不同處理之間存在顯著差異(P<0.05)Different letters represent significant difference under different treatment (P<0.05)圖8 納米氧化鋅對(duì)過氧化物酶相對(duì)活性的影響Fig.8 Effects of nanosized zinc oxide on the relative activity of peroxidase

3 討論

納米氧化鋅的泄漏會(huì)對(duì)淡水生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，針對(duì)納米氧化鋅造成的水體污染研究，已引起科研者的廣泛關(guān)注[32,33]。盡管許多研究已經(jīng)證明納米氧化鋅對(duì)水生生物及淡水生態(tài)系統(tǒng)功能的影響[7,32,34]，但仍缺乏納米氧化鋅對(duì)單一真菌生長(zhǎng)和代謝活性的影響研究。

pH是影響微生物生長(zhǎng)的重要生態(tài)因子[35]。通常，微生物都有其最適宜生長(zhǎng)的pH值[36]。外界環(huán)境的pH一方面通過影響細(xì)胞膜蛋白以及胞外水解酶的活性，從而對(duì)細(xì)胞本身營(yíng)養(yǎng)物的正常吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)產(chǎn)生影響；另一方面通過影響細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的解離與吸收過程或細(xì)胞膜的表面電荷性質(zhì)及膜的通透性，進(jìn)而對(duì)物質(zhì)的吸收能力產(chǎn)生影響[37]。本研究中納米氧化鋅的暴露不會(huì)對(duì)真菌生長(zhǎng)的培養(yǎng)環(huán)境pH值產(chǎn)生影響，這表明納米氧化鋅不是通過影響培養(yǎng)環(huán)境pH值來影響白地霉的生長(zhǎng)和代謝活性。

真菌鮮重用來表征其吸水情況，而干重用來衡量其物質(zhì)合成情況[22]。Yang等[38]通過對(duì)真菌鮮重和干重的評(píng)估，表明氧化石墨烯促進(jìn)了白腐真菌的生長(zhǎng)。本研究中，不同濃度納米氧化鋅對(duì)真菌鮮重和干重產(chǎn)生的影響具有差異性，表明真菌的吸水量和物質(zhì)合成對(duì)不同濃度下納米氧化鋅的響應(yīng)不同。急性暴露下，納米氧化鋅對(duì)真菌吸水量表現(xiàn)為低濃度抑制而高濃度促進(jìn)的整體影響，而慢性暴露下的影響不明顯。對(duì)于真菌物質(zhì)合成，無(wú)論急性和慢性暴露，0.1，5和20 mg/L納米氧化鋅表現(xiàn)為顯著的促進(jìn)作用。不同的響應(yīng)可能是納米氧化鋅對(duì)真菌生長(zhǎng)的生態(tài)毒性和真菌對(duì)環(huán)境壓力適應(yīng)性的綜合作用結(jié)果。

胞外降解酶活性用來衡量真菌的代謝活性和降解功能[39]。急性暴露下，納米氧化鋅對(duì)4種胞外降解酶活性的影響表現(xiàn)為低濃度促進(jìn)而高濃度抑制。這種以低劑量刺激和高劑量抑制為特征的劑量反應(yīng)關(guān)系被稱為毒物興奮效應(yīng)[40]。這種毒物興奮效應(yīng)可能是白地霉胞外降解酶系統(tǒng)應(yīng)對(duì)環(huán)境脅迫的適應(yīng)性反應(yīng)[41]。在Du等[42]研究中發(fā)現(xiàn),納米氧化鋅在極低濃度(30 ng/L)下對(duì)于參與凋落葉分解的水生真菌的生物量具有刺激效應(yīng)。綜合以上研究，推測(cè)白地霉的代謝活性對(duì)低濃度納米氧化鋅具有一定的適應(yīng)性。然而這種適應(yīng)性在高濃度情況下，特別是20 mg/L納米氧化鋅處理下是不存在的，反而表現(xiàn)為與碳、氮、磷循環(huán)有關(guān)的代謝活性和降解功能被顯著抑制。在時(shí)間維度上，隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，高濃度納米氧化鋅暴露對(duì)胞外降解酶活性的抑制作用逐漸削弱，甚至轉(zhuǎn)變?yōu)榇龠M(jìn)作用。例如，5-20 mg/L納米氧化鋅的急性暴露顯著抑制了酸性磷酸酶、亮氨酸氨基肽酶和過氧化物酶的相對(duì)活性，但隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，納米氧化鋅對(duì)上述白地霉釋放的幾種酶的相對(duì)活性表現(xiàn)為無(wú)顯著影響或者促進(jìn)作用。因此推測(cè)，納米氧化鋅慢性暴露可能會(huì)促使白地霉的胞外降解酶系統(tǒng)產(chǎn)生一定的適應(yīng)性，從而使其代謝活性避免受到顯著影響。

4 結(jié)論

分析表明，納米氧化鋅暴露及其濃度變化對(duì)真菌培養(yǎng)環(huán)境的pH值無(wú)顯著影響，因此納米氧化鋅不是通過影響培養(yǎng)環(huán)境pH而影響真菌的生長(zhǎng)和代謝活性。急性暴露下，真菌的吸水量和代謝活性對(duì)于納米氧化鋅的響應(yīng)具有濃度差異性；而慢性暴露下，納米氧化鋅顯著促進(jìn)了真菌的生長(zhǎng)和代謝活性，表明隨暴露時(shí)間延長(zhǎng)，真菌對(duì)納米氧化鋅產(chǎn)生了一定的適應(yīng)性。本研究的成果有助于進(jìn)一步了解納米氧化鋅的生態(tài)毒性，同時(shí)為揭示水生生態(tài)系統(tǒng)中真菌對(duì)毒性物質(zhì)污染物脅迫時(shí)的響應(yīng)機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。