Fungicidul azoxistrobin favorizează dominanța cianobacteriilor de apă dulce prin modificarea competiției

Toxicitatea AZ asupra algelor verzi și cianobacteriilor

Cianobacteria model M. aeruginosa, precum și o algă verde comună C. pyrenoidosa au fost folosite pentru a investiga toxicitatea AZ asupra algelor verzi și cianobacteriilor. Creșterea M. aeruginosa nu a fost suprimată de gama de concentrații de AZ în timpul tratamentului de 7 zile (Fig. 1a), în timp ce creșterea C. pyrenoidosa a fost inhibată cu aproximativ 9,2-30% la cele trei concentrații de AZ testate după 7 zile (Fig. 1a). Creșterea C. pyrenoidosa în prezența unei concentrații scăzute de AZ (5-10 μg L-1) și la o densitate inițială scăzută de celule de alge (aproximativ 20 000 de celule/mL, aproape de densitatea algelor din natură), care sunt condiții reprezentative pentru mediile contaminate în mod natural , a fost inhibată semnificativ cu 20~30% (Fișier suplimentar 1: Figura S2) (p < 0,05), în timp ce creșterea M. aeruginosa nu a fost afectată la aceleași concentrații de AZ testate. Studiile anterioare de laborator au arătat, de asemenea, că efectele toxice inhibitorii ale AZ au variat dramatic între algele verzi și cianobacterii; de exemplu, toxicitatea AZ dizolvat asupra creșterii clorofitei Pseudokirchneriella subcapitata a fost de aproape 500 de ori mai mare decât cea raportată la cianobacteria Anabaena flos-aquae .

Microcosmosul a fost utilizat pentru a studia efectele AZ asupra comunității de plancton. Microorganismele au fost separate din apa naturală a lacului prin filtrare și transferate într-un mediu artificial, după care s-a adăugat în microcosmos o gamă de concentrații de AZ. Concentrațiile de Chl-a și ficocianină au fost măsurate în microcosmos după tratamentul cu AZ. Concentrația de Chl-a, care estimează biomasa totală a fitoplanctonului , a atins 4 mg L-1 în microcosmosurile de control după 3 zile de cultură în mediu și a avut loc o înflorire a fitoplanctonului (Fig. 1b). Expunerea la o concentrație de AZ mai mare sau egală cu cea mai mică concentrație testată (0,5 mg L-1) timp de 3 zile a scăzut concentrația de Chl-a, ceea ce indică faptul că AZ poate avea efecte toxice asupra populațiilor de fitoplancton care alcătuiesc algele verzi (Fig. 1b). Concentrația de Chl-a a scăzut cu 8,7 % până la 37,3 % pe toată gama de concentrații de AZ testate în microcosmos. În schimb, producția unui alt pigment, ficocianina, care a fost utilizată ca indicator pentru biomasa cianobacteriană , a crescut după cele 3 zile de expunere la concentrații de AZ mai mari sau egale cu 2,5 mg L-1 (Fig. 1c), ceea ce sugerează că AZ a favorizat creșterea cianobacteriilor în microcosmos.

Rapiditatea de descompunere a azoxistrobinului în mediul acvatic este stimulată de lumină, iar AZ are o fotoliză apoasă DT50 (timp până la 50% disipare) (pH 7) între 8,7 și 13,9 zile . În mod interesant, concentrațiile de AZ dizolvate au scăzut diferit în timp ca răspuns la algele verzi și cianobacterii; scăzând mai rapid în cazul culturilor de C. pyrenoidosa decât în cazul culturilor de M. aeruginosa (Fig. 1d). Acest lucru indică faptul că alga eucariotă C. pyrenoidosa a absorbit mai mult AZ dizolvat decât M. aeruginosa, chiar dacă au fost inoculate la aceeași densitate optică. Epuizarea concentrației de AZ dizolvat în microcosmos a fost, de asemenea, mai rapidă decât în culturile de M. aeruginosa (Fig. 1d). Epuizarea AZ în microcosmos ar putea fi explicată prin absorbția/adsorbția preferențială de AZ în alga verde (componenta majoră în microcosmos), precum și prin adsorbția mai mare de AZ pe alte microorganisme acvatice, cu excepția cianobacteriilor. Rezultatele de mai sus sugerează că C. pyrenoidosa a fost mult mai sensibilă la AZ decât M. aeruginosa, probabil în parte datorită unui consum mai mare de AZ (absorbție/adsorbție) la C. pyrenoidosa.

Variația proporțiilor de transcripție după expunerea la AZ în întreaga comunitate de plancton

Secvențierea meta-transcriptomică a fost efectuată pentru a investiga modificările de transcripție ale întregii comunități de plancton după expunerea la AZ. Un rezumat al rezultatelor secvențierii meta-transcriptomice este furnizat în fișierul suplimentar 1: Rezultate extinse. Proporțiile taxonomice ale transcriptelor în două grupuri la diferite niveluri taxonomice sunt prezentate în fișierul suplimentar 2: Setul de date 2, care au fost reprezentate prin abundența relativă a transcriptelor adnotate taxonomic (RAT). Valoarea RAT nu reprezintă biomasa microbiană, ci mai degrabă schimbările în activitatea transcripțională între specii, care reprezintă stările metabolice active și funcțiile comunității microbiene.

Abordanța relativă a RAT în microcosmosurile de control după 7 zile de cultură a fost controlată în principal de Monoraphidium sp. (un gen Chlorophyta) (Fig. 2) (Fig. 2). Cu toate acestea, abundența relativă a RAT din Chlorophyta a scăzut de la 63,6 % în martor la 35,8 % în microcosmosurile tratate cu AZ (Fig. 2a, Fișier suplimentar 1: Tabelul S2), chiar dacă numărul de transcripte taxonomice ale principalelor clase din cadrul phylum-ului Chlorophyta nu a fost afectat prea mult de tratamentul cu AZ (Fig. 2c). Abundența relativă a RAT a altor specii de alge eucariote din rândul Phaeophyceae și Eustigmatophyceae a scăzut, de asemenea, semnificativ în microcosmosurile tratate cu AZ (p < 0,05), în timp ce abundența Bacillariophyta a crescut de ~ 6 ori (Fișier suplimentar 1: Tabelul S2). Între timp, RAT de Cyanobacteria (compusă în principal din Synechococcales) a crescut în mod dramatic de peste 20 de ori, adică de la 1,7 % în grupul de control la 38,3 % în grupul AZ. Raportul de abundență a secvențelor de eucariote/procariote a scăzut de la 3,1 la 0,9 (Fig. 2b) în microcosmosurile tratate cu AZ, în principal din cauza creșterii drastice a Cyanobacteria și, respectiv, a scăderii Chlorophyta. Creșterea numărului de cianobacterii în microcosmosurile tratate cu AZ a fost cuplată cu o proporție mai mare de Synechococcales și o proporție mai mică de Chroococcales (Fig. 2d), în timp ce AZ nu a afectat abundența relativă a ordinelor din cadrul Chlorophyta, principala diviziune eucariotă (Fig. 2c). Cianobacteriile din cadrul ordinului Synechococcale pot forma înfloriri toxice, afectând potențial concurenții algelor eucariote .

AZ inhibă atât Monoraphidium sp. cât și Synechococcus sp. în monoculturi

Cum RAT a Monoraphidium sp. a fost înjumătățită, iar RAT a Synechococcus sp. a crescut brusc după tratamentul cu AZ, au fost efectuate bioteste de toxicitate cu AZ în culturi discontinue de laborator de Synechococcus sp. și Monoraphidium sp. pentru a consolida ipoteza noastră conform căreia adăugarea de AZ în microcosmos ar putea avantaja în mod preferențial o cianobacterie (Synechococcus sp.) în detrimentul unui concurent al algelor verzi (Monoraphidium sp.). În mod interesant, creșterea monoculturilor de Synechococcus sp. în mediul BG-11 a fost inhibată cu ~ 28% după 7 zile (Fig. 3a) (p < 0,05) la o concentrație inițială de AZ de 2,5 mg L-1, deși nu a fost influențată în mod semnificativ după 4 zile de expunere (p = 0,21), ceea ce indică faptul că creșterea Synechocococcus sp. ar putea fi inhibată de expunerea pe termen lung la concentrații ridicate de AZ. În schimb, creșterea Monoraphidium în culturile de monoalge de laborator a fost întotdeauna inhibată pe parcursul întregului proces de cultivare; cu un randament celular inhibat cu ~ 45 % după 7 zile de expunere la 2,5 mg L-1 AZ (concentrația inițială) (Fig. 3b). Rezultatele de mai sus indică faptul că Monoraphidium sp. este mai sensibil la AZ decât Synechococcus sp. Datorită avantajului de creștere remarcabil al Synechococcus sp. în microcosmosurile tratate cu AZ (Fig. 2d), se pare că AZ joacă un rol indirect în beneficiul Synechocococcus sp.

AZ inhibă Monoraphidium sp. și avantajează Synechocococcus sp. în co-cultivare

La co-cultivarea celor două specii de alge, s-a constatat că adăugarea de AZ avantajează Synechococcus sp. în detrimentul Monoraphidium sp. atât în apa de lac eutrofic filtrată (Fig. 3c-f), cât și în mediul BG-11 modificat (Fișier suplimentar 1: Figura S3), ceea ce a fost în concordanță cu rezultatele RAT ale analizei meta-transcriptomice. După o cultură de 7 zile în apă de lac eutrofic, raportul numărului de celule (Synechococcus/Monoraphidium) a fost îmbunătățit de tratamentul cu AZ, de la 1,2 în martor la 2,3, 3,6 sau 7,7, pentru tratamentul cu 25 μg L-1, 250 μg L-1 sau 2,5 mg L-1 AZ, respectiv (Fig. 3c-f). Rezultatele creșterii algelor procariote și eucariote în mediul BG-11 modificat (Fișier suplimentar 1: Figura S3) au fost similare cu cele din apa eutrofică a lacului, unde Synechococcus sp. capătă o poziție dominantă în tratamentul cu AZ. Există un echilibru între algele verzi și cianobacteriile din apele naturale, determinat de mai mulți factori, inclusiv interacțiuni alelopatice și feedback pozitiv . Prezența AZ a perturbat acest echilibru, probabil prin alterarea metabolismului algelor verzi, și a stimulat creșterea Synechococcus sp. în raport cu Monoraphidium sp. în culturile mixte (Fig. 3c-f). După tratamentul cu AZ, numărul de celule de Synechococcus sp. a crescut de ~ 1,5 ori în co-cultură (Fig. 3c-f), în timp ce RAT de Synechococcus sp. a crescut de peste 20 de ori în microcosmos în comparație cu controlul. Deoarece RAT nu poate fi ușor de comparat cu densitatea celulară, este dificil de comparat cantitativ experimentele de laborator și cele din microcosmos. Cu toate acestea, ambele experimente sugerează că AZ favorizează creșterea cianobacteriilor prin modificarea concurenței cu algele verzi.

AZ modifică activitatea transcripțională a ciupercilor, virusurilor, bacteriilor și zooplanctonului

RAT a ciupercilor, inclusiv Zygomycota, Basidiomycota, Chytridiomycota și Ascomycota, toate au scăzut semnificativ (p < 0,05) după expunerea la AZ în comparație cu martorul (Fișier suplimentar 1: Tabelul S2) datorită acțiunii fungicide a AZ. Este demn de remarcat faptul că RAT a phylum Chlorobi, care include bacterii fotosintetice care nu produc oxigen și preferă mediile anaerobe, a crescut, de asemenea, în mod semnificativ (~ de 8 ori) (p < 0,05) în microcosmosurile tratate cu AZ. Deși concentrația totală de oxigen dizolvat (DO) a rămas suprasaturată în microcosmosurile tratate cu AZ în comparație cu cele de control (Fișier suplimentar 1: Figura S4), microzonele anoxice care înconjoară agregatele microbiene (probabil cianobacterii) pot fi bine dezvoltate în microcosmosurile tratate cu AZ , ceea ce ar fi în concordanță cu creșterea RAT a Chlorobi. RAT a zooplanctonului din cele mai multe filoane, cum ar fi Arthropoda, Nematoda și Cnidaria, a scăzut în timpul expunerii la AZ în raport cu martorul (Fișier suplimentar 1: Tabelul S2), în timp ce invers a fost valabil pentru unele genuri, cum ar fi Acanthamoeba (Tabelul 1). În general, RAT a unor zooplancton (cum ar fi Daphnia, din Arthropoda), ciuperci (aparținând Chytridiomycota), bacterii heterotrofe (Cytophaga și Bdellovibrio) și virusuri (Podoviridae, Siphoviridae și Myoviridae) a scăzut semnificativ (p < 0,05) în microcosmosurile tratate cu AZ în comparație cu cea din martor (tabelul 1, figura 4). Organismele planctonice de mai sus pot paște, parazita sau liza cianobacteriile și pot juca roluri în controlul abundenței acestora și, prin urmare, ar putea explica parțial dominanța cianobacteriilor în prezența AZ. O altă posibilitate pentru scăderea abundenței relative a zooplanctonului este că aceste schimbări pot reflecta scăderea numărului de clorofite comestibile și creșterea numărului de cianobacterii necomestibile, deoarece clorofitele sunt mai sensibile la AZ decât cianobacteriile.

Se știe, de asemenea, că zoosporii fungici joacă roluri critice în legătura dintre cianobacteriile necomestibile și zooplancton. Artropodele (cladoceri sau copepode) sunt incapabile să sintetizeze de novo steroli și trebuie să îi găsească din hrana lor. De exemplu, zoosporii de chytrid sunt un complement alimentar esențial pentru Daphnia atunci când se hrănesc cu cianobacterii filamentoase . Având în vedere că fungicidul AZ a inhibat puternic ciupercile și, prin urmare, a redus probabil zoosporii fungice (tabelul 1), este posibil ca Daphnia să se hrănească mai puțin cu cianobacterii, ceea ce, la rândul său, ar contribui la scăderea creșterii Daphniei (tabelul 1) și la creșterea cianobacteriilor, protejând astfel cianobacteriile împotriva pășunatului. Nici comunitatea de zooplancton, nici virușii și paraziții cianobacteriilor nu au fost în măsură să controleze înflorirea cianobacteriilor. Cu toate acestea, ei pot adăuga stabilitate sistemului acvatic prin modificarea structurii rețelei trofice și pot afecta comunitatea microbiană, precum și pot contribui potențial la înflorirea cianobacteriilor.

Cursele metabolice în eucariote și bacterii ca răspuns la tratamentul cu AZ

Din moment ce informațiile generale de adnotare transcriptomică sunt limitate în genul Chlorella și alte clorofite , analizele meta-transcriptomice ale întregii comunități microbiene au fost utile pentru a înțelege mai bine interacțiunile dintre organismele planctonice și cianobacterii. Un rezumat al adnotării funcționale este furnizat în fișierul suplimentar 1: Rezultate extinse, iar variația funcțională detaliată este furnizată în fișierul suplimentar 2: Set de date 3, 4. Am distins secvențe de eucariote și bacterii și le-am disecat la nivelul 3 al KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes). Figura 5 prezintă cele mai importante 40 de căi bazate pe abundența relativă a transcriptelor (aparținând celor patru sisteme metabolice menționate în secțiunea anterioară) în eucariote și bacterii.

Chiar dacă proporția care compune eucariotele nu a fost puternic afectată de AZ (Fișier suplimentar 1: Figura S5a), căile KEGG de nivel 3 au fost adesea afectate în mod apreciabil (Fișier suplimentar 2: Set de date 4). După cum se arată în Fig. 5a, căile cele mai mult supraexprimate datorită prezenței AZ în eucariote au fost transducția semnalului hormonal al plantelor, calea de semnalizare MAPK, metabolismul azotului, proteoliza mediată de ubiquitină și metabolismul glicerofosfolipidic, iar căile cele mai puțin exprimate au fost metabolismul porfirinei și al clorofilei, fosforilarea oxidativă și peroxizomul, ceea ce indică faptul că AZ modulează expresia funcțională a genelor în eucariote.

Ca răspuns la înflorirea cianobacteriilor, structura comunității bacteriene și abundența relativă a căilor metabolice s-au schimbat dramatic (Fig. 5b și Fișierul suplimentar 1: Figura S5b). După cum se arată în Fig. 5b, căile strâns legate de cianobacterii au fost semnificativ supraexprimate (p < 0,05), inclusiv biosinteza carotenoidelor (+ 1326% în comparație cu controlul), proteinele antenei de fotosinteză (+ 1305%) și fotosinteza (+ 758%). De asemenea, am observat că multe căi cu o abundență relativă scăzută (< 0,05) legate de antibioză, metabolismul vitaminelor și sinteza polizaharidelor au fost exprimate diferențiat ca răspuns la AZ (fișier suplimentar 2: Set de date 4). Aceste funcții sunt discutate mai jos.

1. Modularea fosforilării oxidative și a fotosintezei de către AZ. Nivelul de expresie relativă a genelor legate de fosforilarea oxidativă, atât la eucariote, cât și la procariote, a scăzut dramatic în microcosmosul tratat cu AZ, iar gradul de inhibiție în cele două regnuri a fost echivalent, adică ~ 42% față de control. Genele (atpA, atpB, atpD și atpF) care codifică pentru enzima F-ATPază, în membranele mitocondriale și cloroplastice, au fost semnificativ subexprimate atât în eucariote, cât și în bacterii (au scăzut cu aproximativ 40~80%) (p < 0,05). Această scădere a transcrierii F-ATPazei ar putea fi explicată prin acțiunea toxică a AZ, care inhibă complexul de transfer de electroni dintre citocromul b și citocromul c1, scăzând respirația mitocondrială și producția de ATP . În ceea ce privește căile metabolice fotosintetice, modularea transcripțiilor fotosistemului după tratamentul cu AZ a fost diferită între eucariote și bacterii (Fișier suplimentar 1: Figura S6). La bacterii, genele implicate în ficobilisom (de exemplu, apcD, apcE, cpeC, cpeZ) au fost puternic supraexprimate (de aproximativ 4-32 de ori), în timp ce la eucariote, transcrierea genelor care codifică pentru proteinele complexului de recoltare a luminii (de exemplu, LHCB2 și LHCA1) a rămas în mare parte neschimbată (Fișier suplimentar 2: Set de date 5). Acest lucru este în concordanță cu creșterea numărului de cianobacterii în microcosmosurile tratate cu AZ. Cu toate acestea, este demn de remarcat faptul că bacteriile pot avea mecanisme de detoxifiere a AZ pentru a diminua toxicitatea AZ printr-o creștere puternică (de aproximativ 10-24 de ori) a genelor NAD(P)H-quinone oxidoreductazei (ndhD, ndhF, ndhH), care codifică o enzimă care protejează celulele împotriva stresului de mediu care poate apărea în prezența AZ. În plus, procariotele pot detoxifica speciile reactive de oxigen printr-o creștere a biosintezei carotenoidelor (+ 1326%) și a metabolismului glutationului (+ 344%) și pot îmbunătăți repararea celulară (gene implicate în repararea dezacordurilor, + 211%) .

2. Sinteza și degradarea polizaharidelor. Transcripția mai multor gene legate de biosinteza polizaharidelor la eucariote a crescut (Fișier suplimentar 1: Tabelul S3), de exemplu, genele din căile de biosinteză a lipopolizaharidelor (+353%). Un sistem asociat polizaharidelor (transportatorul ABC, +162 %) a fost, de asemenea, supraexprimat atât în grupul AZ, cât și în grupul de control, care s-a dovedit că exportă polizaharidele în afara celulelor. Sinteza sporită a polizaharidelor în fitoplancton a fost raportată în medii stresante. În schimb, la bacterii, 4 căi (biosinteza N-glicanilor, diverse tipuri de biosinteză a N-glicanilor, biosinteza lipopolizaharidelor și biosinteza peptidoglicanilor) legate de sinteza glicanilor au fost subexprimate (cu aproximativ 63~77%) în mod semnificativ (p < 0,05), dar calea „altei degradări a glicanilor” a fost supraexprimată de ~ 10 ori în microcosmosul tratat cu AZ în comparație cu cel de control. Presupunând că scăderea prezisă generalizată a sintezei de polizaharide la procariote a avut loc la cianobacterii, o scădere putativă a balastului de polizaharide la cianobacterii ar putea contribui la menținerea cianobacteriilor la suprafața lacului și la exploatarea luminii, care este puternic atenuată odată cu adâncimea în timpul înfloririi. Într-adevăr, s-a demonstrat că mai multe cianobacterii, inclusiv cele din genul Synecocchococus, modulează flotabilitatea prin sinteza de polizaharide .

3. Modularea biosintezei vitaminelor și interacțiunile potențiale dintre bacterii și eucariote. La eucariote, toate căile legate de biosinteza vitaminei B (de exemplu, tiamina, riboflavina, niacinamida, pantotenatul, vitamina B6, biotina, acidul lipoic și acidul folic) au fost supraexprimate (cu 14~243 %) în microcosmosul tratat cu AZ în comparație cu cel de control (Fișier suplimentar 1: Tabelul S4). În schimb, în bacterii, căile biochimice legate de biosinteza de folat, nicotinamidă și tiamină au fost supraexprimate (37~139%) după expunerea la AZ în microcosmos, în timp ce căile de biosinteză a vitaminelor în abundență relativă mai mică (de ex, biotina și acidul lipoic, riboflavina, B6) au fost semnificativ subexprimate (cu 22~68%, p < 0,05) în microcosmosurile tratate cu AZ în comparație cu cele de control (Fișier suplimentar 1: Tabelul S4). În mod interesant, în bacterii, abundența relativă a două gene implicate în transportul vitaminei B12 (cobalamină) (și anume, btuB sau K16092: transportor de vitamina B12 și btuF sau K06858: proteină de legare a substratului sistemului de transport al vitaminei B12) a scăzut cu 88% și, respectiv, 57% în microcosmosurile tratate cu AZ în raport cu martorul (a se vedea fișierul suplimentar 2: Setul de date 5). Deoarece mai multe specii eucariote (inclusiv ciupercile și multe clorofite) nu pot sintetiza cobalamina de novo și se bazează pe bacteriile mutualiste pentru a dobândi această vitamină , rezultatele noastre susțin ipoteza că creșterea numărului de cianobacterii în prezența AZ poate fi, cel puțin parțial, explicată prin scăderea schimbului mutualist de vitamina B12 între bacterii și eucariote.

AZ a modificat interacțiunile dintre ciuperci, alge eucariote și cianobacterii

Rezultatele noastre sunt în concordanță cu interacțiunile alelopatice dintre ciuperci sau eucariote și procariote cu implicații potențiale în dinamica înfloririi cianobacteriilor. În primul rând, scăderea raportată de noi a activității relative a multor ciuperci, care produc mai mulți metaboliți secundari care promovează liza celulară a cianobacteriilor , poate contribui la favorizarea cianobacteriilor. În al doilea rând, două căi eucariote de biosinteză a antibioticelor (biosinteza monobactamelor (+ 1524%) și biosinteza penicilinei și a cefalosporinelor (+ 161%), au fost exprimate în mod preferențial de 1,6 până la 15 ori sub expunerea la AZ. Acest lucru sugerează că microorganismele eucariote ar putea răspunde la creșterea numărului de cianobacterii prin producerea de compuși antibacterieni, deși este puțin probabil ca acest lucru să prevină izbucnirea florei de cianobacterii. În al treilea rând, după cum se arată în fișierul suplimentar 1: Figura S7, abundența relativă a cianobacteriilor în comunitatea bacteriană a fost de 39,3 % în situl nostru de prelevare de probe din lacul Taihu (derivând din datele de secvențiere a genei 16S ARNr), în timp ce RAT a cianobacteriilor în bacterii după 7 zile de cultură în grupurile de control și tratate cu AZ a fost de 7,1 % și, respectiv, 72,1 %. Aceasta a indicat că proporția mare de alge verzi (Fig. 3c) ar putea limita activitatea cianobacteriilor, chiar și în condiții eutrofice.

Efectul potențial pe termen lung al contaminării cu AZ pe termen scurt

Cum se arată în fișierul suplimentar 1: Figura S8, după 50 de zile de cultivare, algele și materia organică s-au sedimentat în microcosmos, făcându-le clare în grupul de control. Cu toate acestea, grupul AZ a prezentat încă caracteristicile tipice ale unei înfloriri de alge, având un aspect verde și tulbure. Acest fenomen interesant a ilustrat faptul că, deși concentrația de AZ a fost sub limitele de detecție după 15 zile în microcosmos (Fig. 1d), variabilitatea ridicată în stadiul primar încă provoacă o influență de durată până la 50 de zile (Fișier suplimentar 1: Figura S8). Reziduul de AZ a fost detectat pe scară largă în mediul acvatic , ceea ce indică faptul că aceste corpuri de apă ar fi putut suferi cândva o contaminare cu o concentrație ridicată de AZ pe termen scurt. AZ dizolvat a scăzut rapid în microcosmos (Fig. 1d), scăzând sub limita de detecție după 15 zile de cultivare a algelor, ceea ce indică faptul că AZ dizolvat a fost disipat rapid în microcosmos. În sistemele naturale de apă, AZ poate fi preluat de plancton, adsorbit pe suprafețe organice și sedimente sau poate fi disipat prin biodegradare și fotoliză . Prin urmare, este de așteptat ca concentrația maximă de AZ să fie mult mai mare decât concentrațiile dizolvate detectate în lacuri, cursuri de apă sau ape subterane de la 0,01 la 29,70 μg L-1 , ceea ce sugerează că este foarte posibil să apară în mod tranzitoriu concentrații de fungicide apropiate de cele utilizate în experimentele noastre, ceea ce ar provoca efecte negative pe termen lung. De exemplu, reziduurile de fungicid Thiram® au putut fi detectate în intervalul de 0,27-2,52 mg L-1 în apele de suprafață din jurul parcelelor aplicate. În plus, diverse alte fungicide care pot interacționa cu AZ există în sistemele acvatice (adesea adsorbite pe sedimente) și pot fi eliberate înapoi în apele de suprafață prin remobilizarea sedimentelor . Rezultă că concentrațiile ridicate de AZ în medii (cel puțin sporadic) ar putea induce efecte toxice asupra microorganismelor acvatice, în timp ce, în mod paradoxal, favorizează creșterea cianobacteriilor.

Contaminarea cu fungicide coexistă întotdeauna cu supra-îmbogățirea cu nutrienți în corpurile de apă din apropierea regiunilor agricole, unde apar frecvent înfloriri de cianobacterii. Putem presupune că eutrofizarea și contaminantul AZ ar avea loc simultan într-o zonă limitată de apă din apropierea terenurilor agricole după ploaie, ceea ce ar provoca schimbări dramatice ale structurii comunității microbiene și ar favoriza înflorirea cianobacteriilor. Aceste cianobacterii pot fi transferate în alte corpuri de apă după următoarea ploaie. Acestea vor schimba apoi structura comunității din apele contaminate și vor contribui la eutrofizarea apelor din apropiere. Se știe că rețeaua ecologică microbiană are propriul său echilibru, care ar putea fi alterat de eutrofizare. Acest studiu indică faptul că fungicidele pot juca un rol important în promovarea HCB-urilor prin interacțiuni complexe ale rețelei comunitare.

.