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。     

蓝藻毒素去除方法研究进展

蓝藻水华中产生的次生代谢产物蓝藻毒素对人类及陆生动物具有严重毒性和致癌作用,同时会危害水域生态系统的结构和功能。有毒藻华的频繁发生及其引发的环境和健康问题已经成为全球环境科学领域的研究热点。现有的净水技术去除饮用水中藻毒素效率不高,因此寻找高效的藻毒素去除方法是目前亟待解决的问题。本文首先阐述了蓝藻毒素的产生和释放机理,将蓝藻毒素的去除分为除藻和去除水体中溶解性藻毒素两类;其次,本文在国内外大量研究成果的基础上综述了当前蓝藻毒素的降解途径,并详细介绍了活性炭吸附法、高级氧化降解法、微生物降解法等具有实际应用前景的去除方法;最后,本文总结了当前蓝藻毒素去除方法的局限性,指出了未来的研究应向高效率、低能耗、无污染、实用性强的方向发展。     

海洋毒素研究进展

从海洋生物中分离出大量结构新颖、生物活性独特的海洋毒素。本文对目前分离得到的海洋毒素进行了总结,包括:河豚毒素、麻痹性贝毒素、腹泻性贝毒素、肝脏毒贝毒素、神经性贝毒素、记忆丧失性贝毒素、西加毒素和其它类型的海洋毒素。海洋毒素不仅可以作为寻找新型防治心血管疾病药物和抗肿瘤药物的先导化合物,还是研究生命科学有用的工具。本文列出了67个重要的海洋毒素的结构并提供70篇参考文献。     

海洋生物毒素的损伤机制

海洋生物毒素来源于有毒海洋生物，是一类具有高活性的特殊代谢成分。独特新颖的化学结构造就了其对生物体特殊的损伤机制和剧烈的毒性效应。目前，海洋生物毒素损伤机制的研究特别是靶向离子通道方面已经取得了一定的成果，但仍有许多机制尚不清楚。因此，进一步探索海洋生物毒素的损伤机制十分必要，既有助于防治海洋毒素中毒，又有望将其转化为新型“海洋药物”。本文综述了目前已有报道的海洋生物毒素对生物的损伤机制，包括直接影响细胞膜各类离子通道活性、干扰胞内蛋白磷酸化过程、扰乱线粒体功能、诱发炎症免疫反应，甚至造成细胞死亡等，为后续深入研究海洋生物毒素的其他损伤机制提供参考。     

水华蓝藻对鱼类的营养毒理学效应

水体富营养化导致蓝藻水华的发生已成为全球关注的水环境问题,很多鱼类处于水生态系统食物链的最高级,蓝藻水华的主要次级代谢产物-微囊藻毒素可通过鱼类的摄食活动或生物富集作用在鱼体组织中累积,并通过食物链危及人类健康。近年来,微囊藻毒素对鱼类的毒性效应引起众多科学家的关注。在天然水体中不少鱼类可以主动摄食蓝藻,所以,水华蓝藻对鱼类来说既具有营养物作用、也具有潜在的毒性作用。鉴于目前机械收获的水华蓝藻生物量资源化利用问题以及水产饲料业亟需大力开发鱼粉替代蛋白源的需要,从营养学和毒理学这两个角度来研究水华蓝藻对鱼类的营养作用和毒性效应具有较高的理论和现实意义。主要概述了蓝藻粉、蓝藻细胞对鱼类的营养学和毒理学效应,以期拓展水华蓝藻对鱼类毒性效应的研究视野,同时也为水华蓝藻的资源化利用提供新的思路。     

一株微囊藻毒素降解辅助菌的分离和鉴定

以从太湖蓝藻中提取的微囊藻毒素作为微囊藻毒素降解菌的筛选物质, 通过稀释平板涂布法从腐烂的蓝藻中富集分离到一菌株, 经形态特征、生理生化特征和16S rDNA 序列分析将该菌株(GenBank 序列登录号为GQ143751)鉴定为藤黄微球菌(Micrococcus luteus); 微囊藻毒素降解实验结果表明该菌株几乎不能降解微囊藻毒素, 但可以明显促进一株微囊藻毒素降解菌微嗜酸寡养单胞菌(Stenotrophomonas acidaminiphila)对微囊藻毒素的降解能力, 将筛选菌株与微嗜酸寡养单胞菌混合培养, 混合菌对微囊藻毒素的降解能力比微嗜酸寡养单胞菌单独培养时提高66.7%。     

蓝藻毒素对底栖动物的毒理学研究进展

近年,由于人类活动加剧,大量氮磷等营养物质流入湖泊等缓流水体,导致水体富营养化。而由此引起有害蓝藻水华的频繁爆发,使生态环境和人类健康受到严重威胁。相关研究表明,蓝藻水华的爆发不仅能够使水体水质恶化,其中一些产毒藻类还会产生大量蓝藻毒素,对水生生物产生重要影响。底栖动物作为水体生态系统的重要组成部分,在食物网中有重要作用,同时其中的许多种类又与人类息息相关,因此关于水华蓝藻毒素对淡水底栖动物的毒理学研究具有重要意义。在介绍蓝藻毒素概况的基础上,综述了蓝藻毒素的致毒机理和对底栖动物的影响,展望了研究方向。     

水生态系统中微囊藻毒素的分布及其生态毒理效应研究进展

有毒蓝藻产生的蓝藻毒素对淡水生态系统构成了严重的全球性环境威胁,其中微囊藻毒素(MCs)是所有蓝藻毒素中分布最广、危害最大的一类肝毒素。MCs已对水生态系统的结构、功能和稳定性造成了不良影响,并对人类健康构成威胁。本文综述了当前MCs在水体、沉积物和水生动物体内的分布,以及MCs的生物毒性机制,在此基础上,总结了MCs对水生动物、水生植物及陆生植物的生态毒理效应,及其引发的人类健康风险,并关注了MCs的生物防治方法。最后,针对当前MCs相关研究领域中存在的不足提出展望,旨在为淡水水体中MCs的风险评估与治理管控提供参考。     

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;     

加强蓝藻的研究

蓝藻属原核生物一大类,也有研究者把它列为蓝细菌（Cyanobacterium）,它与人类的关系非常密切,既有有益的一面,又有有害的一面。所谓害者,比如人们熟悉的造成湖泊水域“水华”的发生。它的疯长与繁衍,一是毒素蓝藻“水华”造成水域缺氧环境,使水产生物窒息而死;二是产毒素蓝藻,常见的有危害最重的微囊藻（Microcystisaeroginosa）;还有鱼腥藻（如Anabaenacireinalis及A．．flosaquae）、节球藻（Nodalaria）、鞘丝藻（Lyngbya）、水华束丝藻（Aphanizomenonflosaquae）、颤藻（Oscillatoria）等一些种类;三是水华藻体分解后产生大量恶臭有机物,污染环境。这一切会造成家畜、家禽、野生动物、鱼类等中毒致死,同时也给居民生活带来危害。为彻底解决有害水华蓝藻的问题,可以从以下几方面考虑：（1）首先要解决水环境富营养化即氮、磷等的污水流人问题。有关部门需采取综合防治措施,以防止污水流人,避免“水华”爆发。（2）就有害蓝藻本身而言,一是对产毒素蓝藻产毒产品和产毒机制作进一步研究,索取毒素产品以服务于民。     

微囊藻毒素生物治理技术研究进展*

近年来,随着全球气候变暖和水体富营养化程度加深,蓝藻水华频繁暴发。微囊藻毒素是有害蓝藻产生及释放的危害最大的一类蓝藻毒素,对生态环境和公众健康造成了严重的威胁。因此,寻求有效的微囊藻毒素降解方法已成为全球科学领域的研究热点。针对微囊藻毒素生物治理技术展开综述,阐述了微囊藻毒素的产生、理化性质及生物毒性,总结了微生物、水生植物、浮游动物等自然生物降解微囊藻毒素的能力。在此基础上概述了生物滤池、人工湿地、生态浮床、膜生物膜反应器等生物治理技术对微囊藻毒素的去除效果,分析了现有微囊藻毒素生物处理方法的优势和局限性,并对今后的研究方向提出展望,为解决水环境中微囊藻毒素的污染问题提供思路。     

微囊藻毒素-LR的离体鳃灌流研究

随着水体富营养化进程的加剧, 有毒蓝藻的频繁暴发已成为一个世界性的难题。自1878年Francis1报道了世界上首例由于接触有毒蓝藻而引发的牲畜中毒事件以来, 已经有许多关于鱼类、爬行动物、鸟类和哺乳动物接触蓝藻而中毒甚至死亡的案例25。在为数众多的藻毒素中, 微囊藻毒素(Microcystins, MCs)因具有很强的肝毒性6, 7和促癌作用8, 而被认为是最具危害的种类之一。       

应用环境微生物治理淡水湖泊微囊藻毒素污染的研究进展

近年来,随着水体富营养化程度的加剧,蓝藻水华现象时有发生,蓝藻及其释放的藻毒素对生态环境和人类健康构成严重威胁。在各种藻毒素中,以微囊藻毒素(Microcystins,MCs)毒性最强,对人类危害也最大,微囊藻毒素的化学性质相对稳定且难以通过常规水处理方法消除,因此如何有效去除环境中的MCs是国内外普遍关注的难题。研究发现自然界中的微生物能够有效降解和消除MCs污染,由此产生的环保技术极具应用价值。本文主要概述了微囊藻毒素的产生机理、化学结构以及毒性危害,总结了微囊藻毒素的自然分解过程以及微生物群落对微囊藻毒素的响应机制,重点分析了微生物群落在微囊藻毒素污染控制技术中的潜在应用,并对应用微生物技术治理微囊藻毒素污染的技术瓶颈提出了建议,以期加速微囊藻毒素微生物降解技术的完善和应用。     

微囊藻毒素LR影响人肝细胞HL7702的ERK及JNK的蛋白磷酸化

微囊藻毒素(Microcystin,MCYST)是蓝藻的一些属产生的次级代谢产物,在发生水华的水体中普遍存在。微囊藻毒素LR(MCLR)是微囊藻毒素中存在最为普遍且毒性作用最强的一种。已有研究表明,微囊藻毒素可以诱发肝毒性并且与人群中的肝癌发生密切相关1,2,因此进一步阐明其致毒机理具有重要的意义。       

微囊藻质粒与毒性

尽管目前已从许多单细胞和丝状蓝藻中提取出了质粒,并对某些质粒作了全面的鉴定,但这些蓝藻质粒所携带的遗传信息及其功能尚不清楚。一些学者推测某些蓝藻质粒可能与蓝藻的抗菌素抗性、重金属抗性、毒素的产生、气泡等表型有关6。       

两座抽水型水库蓝藻种群与微囊藻毒素的比较分析

2008年每隔两月调查1次广东省两座抽水型水库:凤凰山水库和南屏水库的蓝藻组成与微囊藻毒素分布特征.结果共检测到蓝藻有14属,主要为丝状体和群体种类,常见的有假鱼腥藻属(Pseudanabaena)、蓝纤维藻属(Dactylococcopsis)、湖丝藻属(Limnothrix)、拟柱孢藻属(Cylindrospermopsis)和色球藻属(Chroococcus).两座水库的蓝藻细胞密度为119～137373 cells mL-1,微囊藻毒素浓度为0～2.26μg L-1.凤凰山水库的全年微囊藻毒素浓度均低于国家安全标准(1 μg L-1),最高浓度出现在3月份;南屏水库在丰水期微囊藻毒素浓度高于凤凰山水库,最高浓度出现在7月(2.26μgL-1).长水力滞留时间的凤凰山水库的蓝藻细胞密度比短水力滞留时间的南屏水库高出1个数量级.两座水库蓝藻细胞密度的峰值都出现在枯水期的3月,这主要与温度和调水量变化引起的营养盐季节性变化有关.假鱼腥藻、湖丝藻和拟柱孢藻是凤凰山水库的优势蓝藻种类,大多数情况下相对丰度超过50%.在南屏水库,枯水期蓝藻以丝状体种类为优势,丰水期则以群体种类为优势.温度和调水量的季节性变化引起的营养盐季节性变化可能是引起南屏水库不同生活类型优势蓝藻种类季节演替的主要因素.     

新型聚球藻噬藻体Yong-L2-223的分离及基因组分析

【目的】噬藻体(cyanophages)是特异性侵染蓝藻(cyanobacteria)的病毒，广泛分布于各类水体中，在调节蓝藻种群动态和密度、推动生物地球水生生态系统循环中起着重要作用。本研究的目的在于分离、鉴定噬藻体。【方法】本研究以海洋聚球藻(Synechococcus sp.) PCC 7002为指示宿主，从淡水水样中分离培养一株新型噬藻体Yong-L2-223，对其进行了宿主范围实验、全基因组测序、基因功能注释和系统进化分析。【结果】针对31株供试蓝藻的宿主范围实验，结果除指示藻PCC 7002 [属于聚球藻目(Synechococcales)]外，Yong-L2-223能够感染2株淡水蓝藻，分别是来源于滇池的绿色微囊藻(Microcystis viridis) FACHB-1342 [属于色球藻目(Chroococcales)]和水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)FACHB-1209[属于念珠藻目(Nostocales)]。既可在高盐条件下感染海洋蓝藻，又可在低盐条件下感染淡水蓝藻，Yong-L2-223具有广盐性。透射电镜观察表明，Yong-L2...     

海洋生物毒素检测进展

海洋生物毒素因其独特的化学结构和生物活性,已成为海洋生物活性物质研究的引领性领域。出于对人类的安全和研究价值考虑,海洋生物毒素检测技术不断更新,包括针对毒素毒性的生物检测法,利用毒素特异识别分子元件——抗体、核酸适配体、特异结合蛋白的分子结合分析,以及针对毒素理化性质的高效液相色谱法、液质色谱联用法、拉曼光谱法等。本文将从毒素检测原理、特异性、灵敏度等角度对上述的一系列毒素检测方法的优缺点进行综述。     

微囊藻毒素生物合成基因及其功能研究进展

水体富营养化加剧,导致了蓝藻水华在世界范围内频发。蓝藻产生的微囊藻毒素是最常见的一种藻毒素,对人类和动物造成了很大的危害甚至导致死亡。微囊藻毒素经非核糖体合成途径由多肽合成酶合成。对微囊藻毒素的结构与性质、微囊藻毒素合成基因的功能及其生物合成、微囊藻毒素的分子生物学检测技术进行了评述,对未来的研究方向进行了展望。     

全细胞多重PCR检测蓝藻、微囊藻及产毒微囊藻方法初探

选取三对分别针对微囊藻、蓝藻16S rDNA及微囊藻毒素合成酶基因mcyB的保守序列的特异性引物209F/409R、27F1/409R、MTR/MTF,其中409R为一条共用引物。设计并优化了一种可以同时检测蓝藻和微囊藻的两重全细胞PCR方法和一种可以同时检测蓝藻、微囊藻和可产毒微囊藻的三重全细胞PCR方法,并且测试了这两种PCR反应的灵敏度区间,分别为10⁵～10³cell·mL^-1、10⁵～10²cell·mL^-1。对采集水库水样检测结果表明双重全细胞PCR方法可以直接应用于对天然水样的检测,三重全细胞PCR方法可用于实验室培养藻细胞的筛查。全细胞多重PCR方法具有快速、简便、准确等特点,在水体微囊藻毒素检测预警方面具有应用价值。