金藻吞噬微囊藻产生的无毒变异株与产毒原始株的比较

分别从喂食三株原始产毒铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa(AC、DS和PCC 7820)的金藻Poterioochromonassp.培养物中获得三株藻,以Nest PCR方法(引物对CC/CG和CH/CI)确定此三株藻均为微囊藻属藻株.HPLC测试结果显示这三株藻均不产生微囊藻毒素.显示Poterioochromonas sp.具有将产毒微囊藻转化为尤毒微囊藻的能力.比较产毒原始株与无毒变异株的生理特性发现,变异株的类胡萝卜素/叶绿素比值高于原始株;而光反应曲线结果表明,变异株的PSⅡ的量子产率和光合作用活力高于原始产毒株,并且变异株在较低光强下就可达到最大的光合作用活力.显示喂食后产生的变异株比原始株有较高的光合作用效率.变异株的藻蓝蛋白/叶绿素比值则低于原始株,光合作用最适光强低于变异株,并且显示产毒原始株通过增加藻蓝蛋白的相对含量来提高对光照的吸收.变异株具有较高的光合作用效率和藻蓝蛋白含量可能是其能够在微囊藻和金藻混合培养的群体中占优势的原因之一.     

广东省水库微囊藻的产毒特征和ITS序列的遗传多样性分析

为了解广东省水库微囊藻的产毒特征和ITS 序列的遗传多样性,从广东省供水水库中分离得到28 株微囊藻(Microcystisspp.),对它们的产毒特征和15 株微囊藻的ITS 序列进行了分析.高效液相色谱(HPLC)和微囊藻毒素合成酶基因mcyE 的检测结果表明,广东省水库中的微囊藻以产毒藻株占优势,微囊藻毒素的主要类型为MC-RR.广东省15 株藻株的ITS 序列相似性大于93.2%,在用相邻法(NJ)构建的系统树上,不同形态的种和不同地理区域的藻株没有区分开,产毒和非产毒藻株没有形成独立分支.这说明微囊藻ITS 序列的遗传多样性较低,ITS 序列和mcyE 存在没有相关性,表型不能够反映藻株的进化关系.因此,有必要将藻类传统分类方法与分子方法结合起来对蓝藻进行重新分类.     

产毒与不产毒铜绿微囊藻对模拟酸雨及紫外辐射的生理响应

为了比较研究酸雨与紫外辐射对淡水水体常见藻华蓝藻的生理学影响,选取铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)产毒(FACHB-905)与不产毒(FACHB-469)株系作为实验材料,通过人工模拟酸雨,研究了不同p H处理后2藻株的光合生理变化以及对紫外辐射的敏感性的异同。实验设置3个p H梯度,p H7.10为对照组(正常培养基培养的藻体),两模拟酸雨处理组(p H5.65和p H4.50);两种辐射处理,可见光处理(PAR)以及全波长辐射处理(PAB)。研究结果表明,905藻株细胞粒径在各p H处理下都要显著高于469藻株,模拟酸雨处理显著降低了两藻株细胞的平均粒径及体积,但叶绿素含量显著提高;酸雨处理同时也引起细胞死亡率的增加,表现为藻体有效光化学效率显著降低,生长速率显著受到抑制,低p H下呈负增长,且这种抑制程度在469下更为显著。高的可见光以及紫外辐射处理,使两株系有效光化学效率随p H的降低而呈降低趋势,其中469藻株降低至更低的水平,且高光辐射以及紫外诱导的抑制率要显著高于905藻体,这可能与469藻株较低的光保护色素有关(较低的类胡萝卜素以及紫外吸收物质)。在未来全球变化背景下,不同种类的浮游植物对环境变化的响应及适应能力不同,可改变水体的群落结构和种群丰度,铜绿微囊藻905较469较强的耐受酸雨以及紫外辐射的能力,可能会使该株系在竞争力上占据优势。     

两种不同株铜绿微囊藻培养液对大型溞的毒性效应研究

为了探讨铜绿微囊藻对浮游甲壳动物溞类的毒害效应,试验选取了两种不同株系（产毒和非产毒）的藻种,采取利用其培养液的方法,以研究铜绿微囊藻在生长过程中向水体中释放的毒素或类毒素物质对溞类的效应以及比较不同株系间效应的差异性。研究结果表明：（1）试验所选铜绿微囊藻产毒和非产毒株系的培养液均能对大型溞（Daphnia magna）的生长繁殖构成影响,表现为低剂量起促进效应,高剂量起抑制效应;（2）铜绿微囊藻产毒株较非产毒株更能影响大型溞的存活;（3）铜绿微囊藻产毒和非产毒株对大型溞的生长影响差异不大,但对其繁殖却存在明显不同,表现为株系942的抑制效应更强。可以初步推断,在以产毒株铜绿微囊藻为优势种形成“水华”的环境下,大型浮游甲壳动物溞类数量和生物量减少的主要原因可能是由于毒素对溞类较高的致死效应;而以非产毒株形成优势群体的水体里,其主要原因可能并非毒素的效应,而是由于其他原因,如藻类群体的形成阻碍摄食,缺乏必需脂肪酸等。     

利用PCR方法研究广州市景观湖产毒微囊藻的季节分布特点

为研究景观水体中产毒微囊藻的季节性分布特点,利用针对蓝藻和微囊藻的16srDNA、微囊藻毒素合成酶 mcyB 基因的部分核苷酸序列设计和筛选的特异性引物,对广州市内8个景观湖108份水样进行了冬季、夏季和秋季的二重及套式PCR的检测。结果显示,在冬季能被检测出的产毒微囊藻的阳性水样为42份,夏季为102份,而秋季为100份;阳性率分别为38.9%、94.4%、92.5%,产毒微囊藻在夏季和秋季阳性率高。结果表明在冬季、夏季和秋季均有产毒微囊藻分布;夏、秋季是广州市景观水体微囊藻污染的高峰季节,值得引起水文部门足够的重视。     

生长素吲哚乙酸对铜绿微囊藻生理生化及产毒特性的影响

为了探究生长素吲哚乙酸(IAA)对产毒铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的影响, 从生长、光合色素含量、叶绿素光诱导荧光特征、脂质氧化和微囊藻毒素合成特性等方面, 研究了IAA对M. aeruginosa CHAB6301生理生化及产毒的影响。结果表明, 在低浓度IAA(0.04和0.2 mg/L)条件下, 铜绿微囊藻生长、叶绿素含量、光合系统(PSⅡ)电子传递效率及藻毒素含量均无明显变化, 藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白和丙二醛(MDA)含量均低于对照。高浓度IAA(1和5 mg/L)能够促进细胞生长, 提高叶绿素含量, 但是抑制藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白含量, 降低膜脂过氧化程度和细胞内藻毒素合成。综合各指标测定结果, 低浓度IAA对M. aeruginosa CHAB6301生长和光合作用影响不明显, 而高浓度IAA可促进藻细胞生长和光合作用, 增加微囊藻水华形成几率。     

七株微囊藻系统进化关系的RAPD-PCR分析

应用RAPD-PCR的方法,选用24个随机引物,分析来自不同地区的7株微囊藻的基因组多态性。结果显示,Microcystis.viridis及M.wesenbergii明显与M.aeruginosa区分开。M.aeruginosa分为两个可视为不同种的异源分类单位。作为对照的Anabaena sp.7120与其他微囊藻株表现出完全不同的基因型及更远的遗传距离。 此项研究表明,以基因型而不是表现型为基础,分析蓝藻种内及种间区别是可能的。因此,为解决蓝藻分类问题,特别是在种和属的水平上,提供了重要的线索。结合正在进行的用特异性及准确性强的引物区分微囊藻产毒及非产毒株的方法,RAPD-PCR可望将微囊藻产毒及非产毒株进化关系澄清。     

阿氏浮丝藻mcyT基因序列多样性研究

为研究我国浮丝藻（Planktothrix Anagnostidis et Komrek）的毒素相关基因,选取分离自我国不同省份水体的13株阿氏浮丝藻,通过PCR检测其微囊藻毒素合成酶基因mcyA、mcyE及mcyT研究其毒素基因特性。PCR结果表明除mcyT之外其他引物检测均无扩增产物,说明这13株浮丝藻不具备产微囊藻毒素的能力。通过克隆测序得到mcyT序列,并进行分子系统分析,构建了关于mcyT序列的Neighbor-Joining系统树,结果表明mcyT序列可以将产毒与不产毒浮丝藻分为两大独立的分支,两个分支之间的最低序列相似度分别为98.5%和99.1%。研究结果可为后续研究我国浮丝藻的微囊藻毒素合成相关基因的多样性以及分子监测提供参考。       

铜锈环棱螺对水华中常见藻类的抑制效应

藻类水华频发已成为全球性的水环境问题,近年来,生物控藻法因具有环境友好的特点而备受关注。本研究以我国富营养化湖泊中常见大型底栖动物铜锈环棱螺为操纵生物,通过室内培养试验,研究了其对水华水体中常见蓝藻铜绿微囊藻、绿藻普通小球藻和斜生栅藻生长及光合活性的影响,以期阐明螺-藻间相互作用关系,探究铜锈环棱螺作为生物操纵物种的可行性。结果表明: 铜锈环棱螺能在短时间内大量摄食藻细胞,其对铜绿微囊藻产毒株和不产毒株以及斜生栅藻的去除率均在12 h内达到最大值,分别为73.7%、73.2%和51.1%;其对普通小球藻的摄食强于其他藻类,至试验结束时去除率达到99.2%。产毒铜绿微囊藻产生的微囊藻毒素会在铜锈环棱螺体内累积并促发其肝脏病理学变化,进而阻碍铜锈环棱螺的摄食。试验后期各处理组藻细胞光合活性均显著低于对照组,表明铜锈环棱螺的摄食作用对藻细胞造成了损伤,抑制了其大量增殖。此外,当不产毒铜绿微囊藻与斜生栅藻混合时,铜锈环棱螺的选择摄食性导致微囊藻的优势地位被斜生栅藻所取代。因此,铜锈环棱螺可以通过摄食作用抑制藻类的光合活性并降低其生物量,从而在一定程度上抑制或减缓水华的形成。     

蓝藻毒素的类型及其产毒基因

水体富营养化及蓝藻水华的频繁发生,严重破坏水域生态系统,有毒水华蓝藻产生的藻毒素,污染水体且危害水生动物和人类健康。本文综述了水华蓝藻的次级代谢产物藻毒素及藻毒素合成基因的国内外研究进展,介绍了蓝藻毒素的类型、不同毒素毒性机理、产毒基因以及利用产毒基因进行产毒蓝藻的分子生物学检测等,并对研究中存在的问题和未来的研究方向进行了展望,目的是为建立有毒水华蓝藻的预警机制、科学评价产毒蓝藻及其藻毒素的生态、环境危害及生态环境治理提供理论和技术支撑。     

产毒和非产毒霍乱弧菌在甘露醇发酵液和Luria-Bertani培养液中的基因表达差异

[目的]分析霍乱弧菌产毒株和非产毒株在甘露醇发酵液和LB(Luria-Bertani)培养液中生长的基因表达谱和代谢差异特征.[方法]提取甘露醇发酵液和LB培养液中霍乱弧菌甘露醇慢发酵株(产毒株)N16961和快发酵株(非产毒株)93097生长第一小时的总RNA,应用霍乱弧菌N16961基因组芯片分析各菌株在不同培养液中的表达差异基因.[结果]筛选出产毒株N16961在甘露醇发酵液和LB中表达差异基因142个,非产毒株93097有418个,这些表达差异基因主要分属于6个不同的功能类群,主要是转运结合、能量代谢以及蛋白质合成代谢功能.[结论]甘露醇发酵液和LB中产毒株和非产毒株的许多功能基因的转录水平有显著差异,这些表达差异基因可能与霍乱弧菌在甘露醇发酵液中代谢产酸有关,这为进一步分析霍乱弧菌代谢甘露醇的机制、以及分析产毒株与非产毒株的甘露醇发酵快慢机制提供了基础.     

华南热带水库拟柱孢藻产毒基因型的低优势及影响因子分析——以珠海市水库为例

研究以珠海市20座水库两次(2018年和2022年)调查数据为基础,分析华南热带地区产毒拟柱孢藻的发生规律和拟柱孢藻毒素(CYN)的健康风险。基于rpoC1和cyrJ基因的荧光定量PCR分析发现,在两次采样的40个样品中均检到拟柱孢藻,在其中的33个样品中检到产毒拟柱孢藻。种群内产毒基因型的比例在0.046%—38.66%,表明产毒株广泛存在但不占优势。与2018年相比, 20座水库的总拟柱孢藻丰度均值在2022年增加近10倍,但两年的产毒拟柱孢藻丰度无显著差异;产毒基因型的比例明显下降,比例均值和最大值分别从2018年的14.86%和38.66%降至2022年的4.17%和17.24%; CYN浓度与产毒细胞比例具有类似的变化趋势,平均浓度也从0.56降至0.19μg/L。线性混合效应模型分析表明,非产毒基因型丰度随无机磷的升高及硝氮的下降而显著增加,而产毒拟柱孢藻比例随水温升高而增加。     

微囊藻毒素生态学研究

通过对微囊藻毒素的生态学进行综述,认为藻毒素的产生和含量的变化受水环境生物多样性、环境因子和微囊藻自身生物量等的影响。保障蓝藻在种群竞争、生态演替中获得竞争优势的各因素中,藻毒素发挥了重要调节作用。研究蓝藻的产毒机制,对于理解水体富营养化机制,实施蓝藻水华的生物控制,最终对富营养化水体进行生态修复具有重要的理论意义和现实作用;     

产毒和非产毒霍乱弧菌在甘露醇 和Luria-Bertani培养液中的基因表达差异

摘要：【目的】分析霍乱弧菌产毒株和非产毒株在甘露醇发酵液和LB (Luria-Bertani) 培养液中生长的基因表达谱和代谢差异特征。【方法】提取甘露醇发酵液和LB培养液中霍乱弧菌甘露醇慢发酵株（产毒株）N16961和快发酵株（非产毒株）93097生长第一小时的总RNA,应用霍乱弧菌N16961基因组芯片分析各菌株在不同培养液中的表达差异基因。【结果】 筛选出产毒株N16961在甘露醇发酵液和LB中表达差异基因142个,非产毒株93097有418个,这些表达差异基因主要分属于6个不同的功能类群,主要是转运结合、能量代谢以及蛋白质合成代谢功能。【结论】甘露醇发酵液和LB中产毒株和非产毒株的许多功能基因的转录水平有显著差异,这些表达差异基因可能与霍乱弧菌在甘露醇发酵液中代谢产酸有关,这为进一步分析霍乱弧菌代谢甘露醇的机制、以及分析产毒株与非产毒株的甘露醇发酵快慢机制提供了基础。     

利用3对引物鉴定产毒和非产毒微囊藻

根据微囊藻毒素合成酶基因簇序列 ,合成了 3对引物epF/mb1R ,mcF/teR ,mcF/umR ,通过全细胞PCR的方法检测了 19种不同来源微囊藻产毒的情况。 3种引物对 15株产毒微囊藻中均可扩增到预期大小的片段 ,测序结果证明这些片段是微囊藻毒素合成酶基因片段。PCR反应结果与HPLC分析所得到的结果有良好的对应性。在此基础上 ,初步确定了 3对引物检测产毒微囊藻对细胞浓度要求的下限。与其它引物相比 ,3对引物的特异性强 ,扩增条带大小适中 ,便于观察     

应用RT-qPCR技术定量检测湖泊水体中蓝藻方法的比较

利用RT-qPCR技术建立了对湖泊水体中的微囊藻和蓝藻的SYBR Green Ⅰ荧光定量PCR检测方法,在所建立的方法中,对以微囊藻藻蓝蛋白基因、蓝藻16S rRNA基因、微囊藻16S rRNA基因分别作为RT-qPCR检测的目的基因所得结果进行了比较,并对实验室培养的微囊藻和太湖的环境样品进行了检测。结果表明,用藻蓝蛋白基因作为检测目的基因,以M.aeruginosa PCC 7806基因组DNA作为标准品的测定方法与显微镜计数的结果有较好的相关性和一致性,并具有简便、快速、特异性高的特点,可以满足检测的要求。     

运用分子生物学技术监测水环境中产毒蓝藻

有毒蓝藻在形成水华破坏水体环境的同时,也对人畜产生危害。运用分子生物学技术对水环境中产毒蓝藻进行监测,由于其简单、快速和经济等优点,逐渐成为各国学者关注的热点。本文从以下3个方面对其进行了综述:1)早期分子生物学技术在产毒蓝藻诊断中的运用;2)以产毒基因为靶标进行的产毒蓝藻诊断;3)运用基因芯片技术对产毒蓝藻进行检测。与传统的分子生物学技术相比,生物芯片技术具有体积小、重量轻、便于携带、分析自动快速、高通量等许多传统方法所不能比拟的优势。因此,该技术在蓝藻毒素检测中的运用必将给目前的产毒蓝藻的检测带来一场新的革命。     

水华蓝藻产毒特性的PCR检测法

特异引物对（TOX 1P／1F;TOX 2P／2F）用于检测微囊灌毒素合成酶基因mcyB片段在38种水华蓝藻中的分布情况。结果显示,所有能产生微囊灌毒素的微囊藻都有特异扩增条带,非产毒株则没有,几种常规的毒性检测方法验证了PCR方法所获结果的准确性。本研究发展了以全细胞PCR法检测mcyB片断,说明全细胞PCR检测法适用于不同来源的蓝藻材料。结果证明以DNA为基因鉴别产毒和非产毒微囊藻及其他水华蓝藻的方法是可行的和实用的。     

阴离子表面活性剂LAS对产毒和无毒微囊藻生长及产毒特性的影响

文章研究了低浓度范围内不同浓度梯度的阴离子表面活性剂直链烷基苯磺酸盐(LAS)对产毒微囊藻(Microcystis aeruginosa, FACHB905)和无毒微囊藻(Microcystis wesenbergii, FACHB908)生长、光合特性、种间竞争及毒素合成的影响。结果表明,在0.05—5.0 mg/L LAS浓度梯度处理下,产毒微囊藻的生物量、产毒基因mcyD表达量和每细胞MCs含量均在培养12d后显著增加。产毒微囊藻胞内和胞外MCs含量在各LAS浓度处理后分别为0.069、0.052、0.061、0.038和0.037 fg/fg Chl.a及107.1、103.7、127.1、99.6和113.7 ng/L。即使在0.5 mg/L低浓度LAS处理条件下,上述3个参数也分别比对照组显著增加了24.2%、12.4倍和10.4%。浓度为0—0.2 mg/L LAS对无毒微囊藻的生物量无明显影响,而较高浓度的LAS(0.5—5.0 mg/L)明显抑制了无毒微囊藻的生长。在两株微囊藻混合培养时, 0.2—1.0 mg/L LAS处理组的产毒铜绿微囊藻mcy D的表达对LAS...     

普生轮藻浸提液对两种淡水藻类的化感抑制作用及其数学模型

利用大型水生植物的化感作用抑制水华藻类是水域生态学研究的热点课题之一。探讨了不同浓度普生轮藻浸提液对产毒铜绿微囊藻和斜生栅藻(单纯以及混合藻类)的抑制作用,并根据实验过程中得到的数据和数据特征,在传统的Logistic模型和Lotka-Volterra模型基础上,通过微元法建立了普生轮藻浸提液对单纯产毒铜绿微囊藻、单纯斜生栅藻抑制的数学模型以及两藻混合时抑制的数学模型。结果表明,(1)普生轮藻浸提液无论对单独的毒性铜绿微囊藻或斜生栅藻还是共生状态的毒性铜绿微囊藻和斜生栅藻均有很强抑制作用,且对毒性铜绿微囊藻的抑制作用要显著高于对斜生栅藻;(2)所建立的抑藻模型可有效表征和预测在一定范围内的产毒铜绿微囊藻、斜生栅藻及其混合藻在普生轮藻浸提液胁迫下藻密度随时间变化的规律;通过这些模型可方便地计算出实验期间任何时间节点上普生轮藻浸提液的半抑制浓度(EC50)、最小有效浓度(MIC)等指标的预测值、混合藻在小生境中相对稳定时的预测值等等。该研究可为实际抑藻的方案制定和实施提供有价值的数据支撑和参考,具有一定的理论与应用意义。