荧光原位杂交技术和流式细胞仪用于环境样品中产毒及非产毒微囊藻的定量监测

全球范围内,高频次、大范围暴发的蓝藻水华对淡水水体环境造成严重影响.微囊藻因其在生长特别是衰亡过程中向水体释放微囊藻毒素而威胁人类健康.因此,分析其产毒株及非产毒株在环境样品中的组成,建立产毒蓝藻的预报及评价体系显得极为重要.本文采用荧光原位杂交技术结合流式细胞技术实现对环境样品中产毒藻株的鉴别与定量.针对目标基因mcyA设计的、以地高辛标记的双链DNA探针可有效应用于产毒微囊藻FACHB905和PCC7806的鉴别.分别对来自滇池、太湖和关桥的11个样品进行分析显示,该方法与传统的形态学鉴定及PCR方法有较好的匹配.荧光原位杂交技术与流式细胞相结合可有效鉴别产毒与非产毒微囊藻,尤其可以对野外样品中产毒与非产毒藻株进行简便、可视化地鉴别,从而达到对产毒微囊藻水华早期预警的目的.     

黄曲霉产毒菌株的快速筛选实验

黄曲霉产毒菌株的常规鉴定方法多采用待检菌株经产毒培养后用薄层层析法测定其产毒能力。这种方法需要较完善的实验条件,操作也较为繁琐。1975年以来,为鉴定从谷物、食品和饲料中分离出的大批黄曲霉菌株的产毒性能,我们曾参考了     

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。     

鸡舍环境中tri5基因阳性镰孢菌的分离及其产毒特性

【目的】探讨利用tri5-PCR鉴定产毒镰孢菌的可行性以及tri5阳性菌株的产毒特性和产毒条件。评估鸡舍空气和固体基质中镰孢菌分离株中产单端孢霉烯族毒素潜力的发生率。【方法】利用编码单端孢霉烯族毒素合成酶的起始基因(tri5基因)对139株镰孢菌分离株进行PCR检测,并对tri5阳性菌株进行产毒培养,通过免疫亲和柱-高效液相色谱方法来检测培养产物中的T-2毒素和HT-2毒素含量。【结果】共筛选到42株tri5阳性菌株,其中分离自鸡舍空气中的10株tri5阳性菌株经产毒培养后7株菌株产生T-2毒素(1.36-5 ng/mL)或HT-2毒素(6.1-17.1 ng/mL)。在5℃-20℃间隔24 h变温、光照与黑暗间隔24 h交替、前期振荡后期静止的培养条件下培养9 d镰孢菌的产毒量最高;镰孢菌的产毒量与温度和时间显著相关,而与菌丝体干重无显著相关性。【结论】与传统鉴定产毒镰孢菌的方法比较,tri5-PCR更适用于快速、准确地检测大量鸡舍环境样本中的产毒镰孢菌。本研究为养殖环境的产毒镰孢菌的危害预警和控制提供技术支撑和理论依据。     

温度变化对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长和光合作用的影响

近年来, 随着水体富营养化的加剧, 在世界各地经常发生微囊藻水华, 并且因有些微囊藻品系能够产生毒素和异味物质, 从而严重影响饮用水安全并威胁人类健康自然水体中的微囊藻水华通常由产毒品系和非产毒品系微囊藻共同引发, 并且很多研究表明气候变暖将使蓝藻水华进一步扩张。研究铜绿微囊藻产毒品系 FACHB-905 (Microcystisaeruginosa FACHB-905)和非产毒品系 FACHB-469 (M. aeruginosa FACHB-469)在不同温度下适应 10 天后的生长、光合作用以及对强光胁迫耐受性的差异。结果发现两品系在 15 ℃ 下都基本没有生长, 在 40 ℃ 下甚至无法存活。而在 20 至 30 ℃间, 两品系的比生长速率均随着培养温度的升高而增大, 当温度进一步升高到 35 , ℃ 其又开始降低。在 20 至 35 ℃ 之间,铜绿微囊藻产毒品系 FACHB-905 比非产毒品系 FACHB-469 的比生长速率略高, 但是尚未达到显著差异水平。在 20 至35 ℃ 下适应 10 天后, 产毒品系 FACHB-905 的最大光合作用速率(Pmax)和暗呼吸速率(Rd)均显著高于非产毒品系 FACHB-469。将两品系转移至强光下(600 μmol·photons·m–2·s–1)照射 4 小时后, 两者的最大光化学效率(Fv/Fm)都显著降低, 但是产毒品系 FACHB-905 的 Fv/Fm 在 30 和 35 ℃ 时显著高于非产毒品系 FACHB-469。总之, 在适应了不同温度梯度 10 天后, 与非产毒品系 FACHB-469 相比, 产毒品系 FACHB-905 表现出较高的生长、光合作用潜能以及耐光性。根据以上研究结果我们推测气候进一步变暖有可能使产毒品系微囊藻处于优势地位, 从而加剧其水华危害。     

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。     

产毒真菌基因组研究进展

真菌毒素是产毒真菌产生的次生代谢产物,以木霉、曲霉、毛霉、青霉和根霉为主的丝状真菌是农产品中常见的产毒真菌。阐明农产品中产毒致病微生物的基因组序列信息是揭示真菌特殊遗传性状的基础。截至2013年12月,共有子囊菌门中204个种和担子菌门中62个种的基因组序列已经测序或公布,它们的基因组大小大部分在30-40 Mb。整理了部分已完成基因组测序的具有产毒能力或致病力的真菌基因组信息,并对真菌测序方案、主要产毒真菌及其比较基因组学的研究进展进行了综述。     

雪腐镰刀菌烯醇产生菌株的筛选

本文对镰刀菌3个种的47个菌株用豌豆发芽抑制和鸽子呕吐试验筛选雪腐镰刀菌烯醇(Nivalenol)的产生菌株。化学分析的结果表明雪腐镰刀菌M-24和禾谷镰刀菌M-46能够产生雪腐镰刀菌烯醇。菌株M-24适宜的产毒温度为25-30℃;25℃条件下,M-24的产毒高峰出现在接种后的第三、四周,雪腐镰刀菌烯醇的含量分别达到447.9mg/kg和538.0mg/kg;五种培养基上产毒量也有所不同,在大麦和大米上产毒量最高(毒素含量分别为819.7mg/kg和780.5mg/kg),玉米和小麦上次之(521.9mg/kg,402.4mg/kg),绿豆上产毒量最低(167.6mg/kg)。菌株M-46在上述条件下产毒量均低于5mg/kg。     

赤链蛇毒器的发现及离体毒腺的产毒量

本文通过对安徽黄山产赤链蛇毒器的解剖,描述了其毒器的形态、大小和着生位置,并测定了离体毒腺的产毒量。     

中国沿海新报道的三种产毒拟菱形藻

为了明确我国海域拟菱形藻属(Pseudo-nitzschia)物种的产毒特征, 从中国沿海建立了15个拟菱形藻单克隆培养株系, 利用高效液相色谱-质谱联用法对其多莫酸特征进行检测, 在10个株系中检测到多莫酸。结合光学显微镜下的群体特征和透射电镜下的超微形态学特征, 以及基于核糖体转录间隔区的分子系统学数据, 确认上述10个产毒株系分别隶属于3个物种:尖细拟菱形藻P. cuspidata、伪柔弱拟菱形藻P. pseudodelicatissima、伪善拟菱形藻P. fraudulenta, 其中伪善拟菱形藻是我国的新记录种。建立尖细拟菱形藻的11个尖细拟菱形藻株系, 其中3个株系未检出多莫酸, 其余8个株系有检出, 单细胞产毒水平为0.4—5.5 fg。建立伪柔弱拟菱形藻株系2个, 1个未检出多莫酸, 另1个株系的单细胞产毒量为1 fg。建立伪善拟菱形藻株系2个, 纯种培养株系均未检出多莫酸。利用卤虫(Artemia salina)对部分藻株进行混培诱导, 其中尖细拟菱形藻(MC4049)和伪柔弱拟菱形藻(MC3015)的产毒水平略有下降, 单细胞产毒水平分别由2、1 fg降至0.2、0.4 fg, 而伪善拟菱形藻(MC4074)的产毒能力则有显著改变, 单细胞产毒水平由未检出上升至17.5 fg。研究丰富了我国产毒拟菱形藻的物种多样性, 明确了其物种信息和产毒水平, 可为后续深入研究提供基础数据。     

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。     

蛇毒的研究和利用——Ⅲ.浙江产蝮蛇Agkistrodon halys Pallas蛇毒对凝血系统的作用

用体外和体内试验方法研究了浙江产蝮蛇毒对凝血系统的作用。实验结果表明,浙江产蝮蛇毒中至少含有两种抗凝组份——抗凝血活酶组份和胞浆素样物质。     

蛇毒的研究和利用——Ⅲ.浙江产蝮蛇 Agkistrodon halys Pallas 蛇毒对凝血系统的作用

用体外和体内试验方法研究了浙江产蝮蛇毒对凝血系统的作用。实验结果表明,浙江产蝮蛇毒中至少含有两种抗凝组份——抗凝血活酶组份和胞浆素样物质。     

黄曲霉菌aflR基因启动子序列变异与黄曲霉毒素产生相关联

为探讨黄曲霉菌aflR基因启动子序列变异与黄曲霉毒素产生的关系,收集黄曲霉菌、米曲霉菌和寄生曲霉菌若干株。在有利于黄曲霉毒素产生的条件下培养后,提取各菌株的总RNA,RT-PCR法检测aflR基因的mRNA表达水平;并应用ELISA法检测各菌株产生黄曲霉毒素B1的情况。提取各菌株的基因组DNA,PCR扩增aflR基因启动子序列并测序。应用基因分析软件将不产毒素的黄曲霉菌与产毒黄曲霉菌的aflR基因启动子序列进行比较,找出不产毒菌株aflR基因启动子序列的变异位点。ELISA法和RT-PCR法结果表明,产毒的黄曲霉菌菌株均有明显的aflR基因转录,而在2株不产毒的黄曲霉菌菌株中,一株aflR基因无转录,另一株仅有较低水平的转录。序列比较结果表明,不产毒黄曲霉菌菌株的aflR基因启动子序列存在如下共同变异位点:-90、-236、-253、-262、-282位。米曲霉菌产生黄曲霉毒素B1和aflR基因转录的检测均为阴性,并且其aflR基因启动子序列中存在与上述不产毒黄曲霉菌菌株相同的变异位点。寄生曲霉菌产生黄曲霉毒素B1和aflR基因转录的检测均呈阳性,并且其aflR基因启动子序列的上述5个位点与产毒黄曲霉菌完全一致。在不产毒素的黄曲霉菌aflR基因启动子序列中发现了5个共同变异位点,实验结果提示这些变异位点可能与黄曲霉毒素的产生有关。     

Pmscv-Ubc9逆转录病毒表达载体的构建及产毒细胞系的建立

目的：构建含Ubc9的逆转录病毒表达载体,筛选建立携带该基因的高滴度产毒细胞系,深入研究SUMO化修饰的作用。方法：聚合酶链反应（PCR）扩增获取目的基因Ubc9,定向插入逆转录病毒表达载体pMSCVneo,形成重组质粒pMSCV-Ubc9;脂质体法将pMSCV-Ubc9转染逆转录病毒包装细胞PT67;G418筛选产毒细胞克隆,扩大培养产毒细胞克隆,收获病毒感染NIH3T3细胞。结果：限制性酶切和测序鉴定证实Ubc9正确插入逆转录病毒表达载体。G418筛选获得稳定产毒的抗性细胞克隆,收获病毒能有效感染NIH3T3细胞。结论：携带Ubc9基因的重组逆转录病毒表达载体pMSCV-Ubc9构建成功,转染PT67细胞后包装出重组逆转录病毒,进而筛选获得了能转录表达Ubc9的产毒细胞系PT67-Ubc9。     

Pmscv-Ubc9 逆转录病毒表达载体的构建及产毒细胞系的建立

目的:构建含Ubc9的逆转录病毒表达载体,筛选建立携带该基因的高滴度产毒细胞系,深入研究SUMO化修饰的作用。方法:聚合酶链反应(PCR)扩增获取目的基因Ubc9,定向插入逆转录病毒表达载体pMSCVneo,形成重组质粒pMSCV-Ubc9;脂质体法将pMSCV-Ubc9转染逆转录病毒包装细胞PT67;G418筛选产毒细胞克隆,扩大培养产毒细胞克隆,收获病毒感染NIH3T3细胞。结果:限制性酶切和测序鉴定证实Ubc9正确插入逆转录病毒表达载体。G418筛选获得稳定产毒的抗性细胞克隆,收获病毒能有效感染NIH3T3细胞。结论:携带Ubc9基因的重组逆转录病毒表达载体pMSCV-Ubc9构建成功,转染PT67细胞后包装出重组逆转录病毒,进而筛选获得了能转录表达Ubc9的产毒细胞系PT67-Ubc9。     

破伤风杆菌产毒培养基主要原材料的替代研究

目的探索用干粉状的肝浸粉、胰酪胨、月示胨代替传统破伤风杆菌产毒培养基中使用的猪肝水透析外液、胰酶酪蛋白消化液、浓胨水,以满足规模化生产的需求。方法与传统的破伤风杆菌产毒培养基同时用于破伤风类毒素的生产过程,由小批量生产逐步转化到规模化批量生产,经多批次试验,以检测不同组分制备的培养基各生化指标和接种细菌后培养的产毒水平进行比对。先确定肝浸粉可以取代猪肝水透析外液,在此基础上筛选出代替浓胨水的月示胨,再以待用的胰酪胨配合肝浸粉、月示胨制备多批次不同生产量的破伤风杆菌产毒培养基。结果经过多批次小批量扩大到批量规模化生产的试验,用肝浸粉、胰酪胨、月示胨配制的破伤风杆菌产毒培养基与传统工艺制备的破伤风杆菌产毒培养基相比较,无统计学意义(P0.05)。结论肝浸粉、胰酪胨、月示胨可以替代传统破伤风杆菌产毒培养基中的猪肝水透析外液、胰酶酪蛋白消化液、浓胨水,适用于破伤风类毒素的规模化生产。     

眼镜蛇蛇毒的分离及各组分毒性测定

应用羧甲基纤维素盐浓度阶段洗脱柱层析法分离湖南眼镜蛇毒获得15个蛋白峰,其中四个神经毒素峰,产率12%.两神经毒主峰合并对小白鼠皮下注射半数致死量为0.13mg/kg,全毒为1.27mg/kg,广西产克痛宁(眼镜蛇神经毒)为0.35mg/kg。本室制备的蛇神经毒活性较全毒提高近9倍。较广西产克痛宁高1.5倍。聚丙烯酰胺凝胶电泳结果,四个神经毒峰蛋白迁移率分别为0.64,0.70,0.76,0.82。克痛宁为三条神经毒蛋白带,全毒为10条以上蛋白带.     

黄曲霉群菌种产生黄曲霉毒素B1的调查研究

本文对来自我国20个省、市、自治区的不同基物上分离的和中国科学院微生物研究所菌种保藏室以及其他单位提供的黄曲霉群菌种,经随机选取82株进行了黄曲霉毒素B_1的测定,证明在测试的9个已知分类群中产生黄曲霉毒素B_1的菌种只限于寄生曲霉和黄曲霉,另外4株种名未定者也能产生此种毒素。在黄曲霉中产毒菌株约占30％(28.3％),其在GAN(葡萄糖硝酸铵)和大米培养基中的黄曲霉毒素B_1的最高产量分别为133,333.3和160,000.0ppb。总的来说,大体上可以反映在我国一般基物上黄曲霉产毒菌株存在的现状。在实验过程中,还对黄曲霉群菌种在GAN和大米培养基中黄曲霉毒素B_1的产量和产毒菌株数作了比较。发现在大米培养基中黄曲霉毒素B_1的产量高于GAN,而且测试的黄曲霉产毒菌株在这两种培养基中均各有不能产毒的菌株,因此,在测定产毒菌株时,若仅采用其中一种产毒培养基,往往会有漏掉产毒菌株的可能性。     

黄曲霉群菌种产生黄曲霉毒素B_1的调查研究

本文对来自我国20个省、市、自治区的不同基物上分离的和中国科学院微生物研究所菌种保藏室以及其他单位提供的黄曲霉群菌种,经随机选取82株进行了黄曲霉毒素B_1的测定,证明在测试的9个已知分类群中产生黄曲霉毒素B_1的菌种只限于寄生曲霉和黄曲霉,另外4株种名未定者也能产生此种毒素。在黄曲霉中产毒菌株约占30％(28.3％),其在GAN(葡萄糖硝酸铵)和大米培养基中的黄曲霉毒素B_1的最高产量分别为133,333.3和160,000.0ppb。总的来说,大体上可以反映在我国一般基物上黄曲霉产毒菌株存在的现状。在实验过程中,还对黄曲霉群菌种在GAN和大米培养基中黄曲霉毒素B_1的产量和产毒菌株数作了比较。发现在大米培养基中黄曲霉毒素B_1的产量高于GAN,而且测试的黄曲霉产毒菌株在这两种培养基中均各有不能产毒的菌株,因此,在测定产毒菌株时,若仅采用其中一种产毒培养基,往往会有漏掉产毒菌株的可能性。