微囊藻毒素对水环境的影响研究进展

微囊藻毒素是富营养化淡水水体中最常见的藻类毒素,是湖泊蓝藻产生的一类肽类毒素,它的产生受到藻类的遗传和环境因素的共同影响。由于其毒性大,分布广,结构稳定,从而成为水环境中的潜在危害物质。有关微囊藻毒素性质、毒理毒性、在环境中的迁移、转化以及控制预防已成为关注热点。在总结国内外研究的基础上,综述了微囊藻毒素的性质、产生机理以及其与水环境、水生生物(水生植物、鱼类、无脊椎动物)间的相互作用,讨论了微囊藻毒素对水生生物的影响以及水生生物对微囊藻毒素的降解作用,为水体中微囊藻毒素的防治提供科学的依据。     

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。     

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。     

环境水体微囊藻毒素微生物降解技术研究进展

湖库水体富营养化及其产生的藻毒素污染已对生态环境和人类健康构成极大威胁,而目前常规水污染控制技术存在一定的局限性,因此水环境中藻毒素处理新工艺亟待研发.鉴于环境水体中的微囊藻毒素可被微生物降解为无毒或低毒的中间产物,本文综述了微囊藻毒素的降解菌株、生物降解过程影响因素与机理、降解产物及其结构特性等,总结了目前微囊藻毒素降解菌株在水环境修复中的应用,并对今后微生物降解微囊藻毒素的研究方向进行了展望,以期为解决我国日益严峻的湖库水体藻毒素污染和饮用水安全问题提供技术思路.     

铁胁迫对微囊藻毒素合成酶McyC和McyI表达的影响

为研究微囊藻毒素合成酶基因的蛋白表达水平与环境因子间的关系,文章以位于微囊藻毒素合成基因簇两个操纵子中的mcyC和mcyI基因为代表,利用制备的高效McyC和McyI多克隆抗体,采用Western Blot技术检测了铁胁迫对微囊藻毒素合成酶McyC和McyI蛋白表达水平的影响。研究结果表明,在铁胁迫下,铜绿微囊藻PCC 7806藻细胞内McyC和McyI的蛋白水平变化趋势一致,且与相同条件下藻细胞内毒素的合成产量变化一致,暗示铁胁迫直接通过影响微囊藻毒素合成酶的表达水平调控毒素的合成。研究为进一步了解微囊藻毒素的合成机制提供了基础材料。     

微囊藻毒素LR对大鼠肝细胞Caspase-3酶活性的影响

水体富营养化的加剧,导致藻类水华频频发生。在全球由于藻类水华所产生的毒素,对人和动物都产生了极为严重的影响,使之成为日益突出的环境问题。其中危害最严重的 是微囊藻毒素(Micnocystin,MCYST)。而微囊藻毒素LR(LR)是微囊藻毒素中存在最为普遍且毒性作用最明显的一种,是MCYST的主要代表物。       

应用高通量实时荧光定量PCR方法筛选FL细胞对低剂量微囊藻毒素LR暴露的应答基因

微囊藻毒素是蓝藻的一些属产生的单环七肽,在发生水华的水体中普遍存在[1]。含有微囊藻毒素的水华能引起野生动物、鱼类、家畜、家禽等中毒和死亡,也对人类健康构成严重威胁[2,3]。流行病学调查发现,人群原发性肝癌、大肠癌发病率与饮水源中的微囊藻毒素有关[4]。其中微囊藻毒素LR是微囊藻毒素中最常见的一种,因其高急性毒性,强促癌活性而受到广泛的关注。有研究结果表明微囊藻毒素LR可引起多种细胞发生凋亡[5],本实验室先前的研究也发现微囊藻毒素LR能激活在凋亡过程中起重要作用的酶Caspase-3[6],及引起P53、Bax、Bcl-2等凋亡相关蛋白…     

滇池水华蓝藻铜锈微囊藻和绿色微囊藻的生长生理特性及毒素分析

从滇池分离纯化了两种常见水华微囊藻即铜锈微囊藻和绿色微囊藻。在常规培养条件下,两种藻类在对数生长期的生长速率μ值分别为0.61和0.63;早期生长的抑制光强不大于100μmol m~(-2)s~(-1)。铜锈微囊藻主要产生3种微囊藻毒素:MYCST-RR,MYCST-YR和MYCST-LR,绿色微囊藻产生的主要微囊藻毒素为[Dha~7]-MYCST-RR,和[Dha~7]-MYCST-LR,另含有少量的[Dha~7]-MYCST-YR。在低光强15μE m~(-2)s~(-1)时,毒素含量每毫克干重细胞达到3.127μg微囊藻毒素,当光强达到100μE m~(-2)s~(-1)时,毒素含量降低到每毫克干重细胞1.971μg;光强对毒素形成的影响受到温度的调节,而温度对毒素形成的影响不大。探讨了两种微囊藻细胞在不同光照强度下叶绿素荧光比值Fv/Fm的变化,此比值的变化可以间接反映细胞受外界光照强度抑制程度。     

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;     

微囊藻毒素的毒性效应与蛋白磷酸酶2A

蛋白磷酸酶2A(protein phosphatase 2A,PP2A)是蛋白磷酸酶家族的主要成员,在蛋白质可逆磷酸化过程中与蛋白激酶一样起着举足轻重的作用。自然界存在很多天然毒素可特异性地作用于PP2A从而影响体内蛋白质的可逆磷酸化,其中微囊藻毒素由于急性肝毒性和强促癌活性日益引起关注。尽管确切的机制仍未探明,但从目前的研究来看,微囊藻毒素产生毒性的机制可能与其引起细胞氧化应激、DNA损伤、细胞骨架的破坏以及诱导细胞凋亡相关。而PP2A在氧化应激、DNA损伤修复及维持细胞骨架稳态中起着重要作用,并能调控凋亡相关激酶CaMKII和Bcl-2家族蛋白,这对更好地理解微囊藻毒素LR如何通过影响PP2A而产生毒作用提供了新思路。     

微囊藻毒素对鱼类的毒性效应

湖泊富营养化导致的蓝藻水华已成为国内外普遍关注的环境问题,它所带来的主要危害之一是产生的藻毒素对鱼类的影响。在已发现的藻毒素中,微囊藻毒素(microcystins,MCs)的分布广、毒性大、危害严重,而备受关注。阐述了MCs对鱼类的影响。微囊藻毒素能干扰胚胎的发育,降低孵化率,增加畸形率,影响存活率,胚胎孵化受微囊藻毒素影响还具有剂量依赖效应;野外室内实验均表明鱼类暴露于微囊藻毒素后不仅可在肝脏中富集还可在肌肉、肠道等组织器官中快速积累;对鱼类进行组织病理检测发现MCs可导致肝脏、肾脏、心脏、脑、鳃等组织受损;MCs在鱼体中的解毒过程可能开始于由谷胱甘肽S-转移酶催化的还原型谷胱甘肽的结合反应;MCs还可影响鱼类的生长、行为和血清生化指标,此外,还具有一定的免疫毒性。MCs的转运机制和分子作用机制以及在食物链中传递过程中对人类造成的潜在影响可能成为今后研究重点。     

微囊藻毒素LR诱导大鼠肾NRK细胞Bax蛋白表达

近年来水体富营养化已成为一个全球性关注的问题,过量的氮、磷使藻类过度生长并产生水华。微囊藻毒素是蓝藻的一些属产生的次生代谢产物,在发生水华的水体中这类毒素普遍存在。微囊藻毒素产生的原因和作用目前还不是很清楚,然而它们对动物和人类都能产生极为严重的影响。       

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。       

水环境中微囊藻毒素的生物降解

微囊藻毒素在水环境中的生物降解是决定其环境归趋和影响其毒性的重要因素。本文综述了水细菌、鱼类、水生植物、水生无脊椎动物、浮游动物等水生生物对微囊藻毒素生物降解方面的研究进展。目前报道的微囊藻毒素降解菌有鞘氨醇单胞菌、铜绿假单胞菌和青枯菌。鞘氨醇单胞菌和铜绿假单胞菌分别以微囊藻毒素酶和碱性蛋白酶降解毒素,青枯菌降解机理未明;而鱼类、水生植物、水生无脊椎动物、浮游动物等水生生物主要通过谷胱甘肽S-转移酶催化形成低毒性的微囊藻毒素-谷胱甘肽结合物进行转化。本文还对水环境微囊藻毒素的生物修复方式进行了初步的探讨。     

样品制备过程对测定水中溶解态微囊藻毒素的影响

系统比较了5种不同材质滤膜对于制备溶解态微囊藻毒素的影响,发现了影响藻毒素测定样品前处理的关键操作步骤。结果表明,醋酸纤维滤膜（CA filter）最多可吸附样品中79%的藻毒素,导致测得的MCs浓度严重偏低。玻璃纤维（GF/C）滤膜和聚醚砜（PES）材质滤器对制备溶解态微囊藻毒素过程影响很小。另外,发现离心法无法完全去除野外水华样品中藻细胞,反而可能导致藻细胞破裂,释放藻毒素,影响水中溶解态微囊藻毒素的测定。研究结果将对发展水体中溶解态藻毒素测定标准方法提供依据。       

样品制备过程对测定水中溶解态微囊藻毒素的影响简

系统比较了5种不同材质滤膜对于制备溶解态微囊藻毒素的影响,发现了影响藻毒素测定样品前处理的关键操作步骤。结果表明,醋酸纤维滤膜(CA filter)最多可吸附样品中79%的藻毒素,导致测得的MCs浓度严重偏低。玻璃纤维(GF/C)滤膜和聚醚砜(PES)材质滤器对制备溶解态微囊藻毒素过程影响很小。另外,发现离心法无法完全去除野外水华样品中藻细胞,反而可能导致藻细胞破裂,释放藻毒素,影响水中溶解态微囊藻毒素的测定。研究结果将对发展水体中溶解态藻毒素测定标准方法提供依据。     

从种群竞争的角度初步研究微囊藻的产毒机理

采用将微囊藻和栅藻混合培养的方法,从种群竞争的角度初步探讨了微囊藻毒素的产毒机理,结果显示：当起始接种浓度相同时,混合培养组比纯微囊藻培养组产生更多的毒素,由于其它培养条件完全一致,所以推论是由于栅藻的存在,增加了微囊藻的生存压力。当起始接种浓度微囊藻：栅藻为10：1时,此混合培养组比纯微囊藻产生的毒素少,并且毒素降解也更快,推论原因是微囊藻在种群数量上远远超过栅藻,竞争压力较小,同时由于栅藻的存在,增加了培养液中色素的含量,加快了光降解的速度。     

微囊藻毒素LR对草鱼肝脏超微结构影响的研究

关于微囊藻毒素对哺乳动物的影响已有较多的研究,指出微囊藻毒素LR是一种作用于肝脏的极强环肽毒素,并能引起肝细胞超微结构的改变［‘］,但是有关该毒素对鱼类影响的报道却很少,作者采用腹腔注射微囊藻毒素的方法,确定其在鱼体内作用的靶器官,观察超微结构的组织病理变化,并与对哺乳动物作用的结果相比较,进而探讨其对鱼类的致毒机理．回材料和方法微囊藻毒素LR由日本名城大学药学部提供。实验鱼为草鱼［Ctenopharyngodonidellus］,体重引一389,体长11—13cm,取自中国科学院水生生物研究所养殖场,在25℃下通以循环水驯化1周…     

蛋白磷酸酶抑制法-荧光法检测微囊藻毒素的影响因素研究

正由于大量氮、磷等物质释放到水体中,造成严重的水体富营养化,水华的大量发生不仅影响水体感官,还释放出有害毒素如微囊藻毒素(Microcystin,MCYST)。它是一环状七肽,主要由淡水蓝藻释放到水体中,目前已经发现的微囊藻毒素有60余种异构体,其中MCYST-LR毒性最大因而对其研究最多。在长江、黄河、松花江等主要河流和太湖、滇池、巢湖、东湖等每年都有水华的发生1。因此,建立快速、灵敏、经济实用的检测微囊藻毒素的方法是微囊藻毒素研究的重要内容。本文报道了一种蛋白磷酸酶抑制法——荧光法,可以快速检测水样品中的微囊藻毒素。荧光法可采用不同的底物,本实验采用MUP(4-methy-lumbelliferylphosphatefreeacid)作为底物。当直接检测水样