微囊藻毒素研究进展
微囊藻毒素对鱼类致毒效应的研究进展

的铜绿微囊 藻毒 素 1 后 , h 免疫学方法显示 , 毒素分布在肾近
端小管细胞内, 随时间的延长而增加。组织学检查发现 , 肾 在。 小球近端小管 ( 1 P ) P 和 2 段有单个 上皮细胞空泡形成 , 细胞凋 亡, 脱落 , 肾皮质及髓质连接处 出现蛋 白质样脱落物 。张学振
等1 2 ' 1 研究微囊 藻毒素对鱼 肾脏影响 , 发现高 、 低剂 量组鲫 鱼在 注射 MC染毒 后 4 8h出现大量 血细胞 弥漫 ,出现 。 肾小球 的
B w a ’囊腔增大 、 o m nS 肾近曲小管的空泡化等特点。 1 微 囊藻毒素对鱼类其 它组织器官的影响 . 3
MC还 可影响其它 的组织器官 ,实验 中发 现 MC可导致 坏死性腹 膜炎 、 管广泛扩 张和血液 淤积 ; 血 腹膜脏层有 巨噬
遭到破坏 , 有水肿和病灶 区充血 。坏死区域多围绕在肝小管
Fsh r i e 等研究发 现用 MC处理 过的鲤鱼肝 、 c 胰腺与 肾脏发生 病 理学变化 , 细胞 的细胞质收缩 , 肝 细胞之 间的联 系松散 , 随 着 处理 时间的延长 , 部分肝细胞膜受损 , 肝细胞 凋亡 [。 3 _ 1 微囊藻毒素对鱼类 肾脏的影响 . 2 研究发现 , 除肝脏为微囊 藻毒素作用的靶器官外 , 肾脏 中 也会积累较多 的毒素。K t o k等分别用 4 0I /g 10 g a 0 gk 和 00 ,  ̄
微 囊藻毒素对 鱼类致毒效应 的研 究进展
王 敏 董健 京 z
(. 1 山西省水产技术 推广站 , 太原 0 00 ;. 3 0 2 2太原土壤肥料测试中心 , 太原 0 00 ) 3 0 1
摘
要: 综述 了微 囊藻毒 素对鱼类的致毒效应 , 囊藻毒素不仅 损害肝脏 , 可导致其他 组织 微 还
基于微囊藻毒素毒理学研究进展.

基于微囊藻毒素毒理学研究进展论文关键词】:微囊藻毒素; 理学; 进展【论文摘要】:近年来,随着人类生产、生活活动的迅速发展,工农业排污的增加,各地水体富营养化日益加剧,导致江河、湖泊中藻类尤其是蓝藻异常繁殖生长而出现水华现象。
当蓝藻水华严重时,水面形成厚厚的绿色湖靛,散发出难闻的气味,不仅破坏了水生生态系统的平衡,而且因藻细胞破裂后释放出多种藻毒素而对人和动物的饮用水安全构成了严重的威胁。
文章从微囊藻毒素的理化性质、一般毒性、毒理研究及作用机理方面来说明当前藻毒素研究进展。
1. 微囊藻毒素一般概况微囊藻毒素(Mycrocystins,MC)是水体中蓝藻爆性繁殖产生的二级毒性代谢物,是一种肝毒素,可在贻贝和扇贝的消化腺内积累并沿食物链进入到高营养生物体内,包括鱼、鸟、哺乳动物和人类,引起野生动物和家畜中毒,其症状包括虚弱、皮肤苍白、过冷等,严重的可引起肝大出血及肝坏死,使动物因呼吸阻塞而死亡。
微囊藻毒素也可引起人类疾病,甚至导致人类死亡。
微囊藻毒素是由水体中蓝绿藻如铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、鱼腥藻(Anabaena)、颤藻(Oscillatoriaruescens)等产生的具有生物活性的单环肽化合物,其结构可表示为环D-丙氨酸-L-X-赤-β-甲基-D-异天冬氨酸-L-Z-Adda-D-异谷氨酸-N-甲基脱氢丙氨酸。
X、Z为两个可变的氨基酸残基,这两个可变的L-氨基酸的更替及其它氨基酸的去甲基化,衍生出众多的毒素类型,至今已发现MC有60多种异构体。
在这众多异构体中存在最普遍、含量较多、毒性较大、研究较详细的是MC-LR、MC-RR和MC-YR,L、R、Y分别代表亮氨酸、精氨酸和酪氨酸。
Adda(3-氨基-9-甲氧基-2,6,8-三甲基-l0-苯基-4,6-二烯酸)是MC生物活性表达所必需的,研究发现去除Adda后藻毒素的毒性降低。
2. MC的理化性质MC性质稳定,具有水溶性和耐热性。
微囊藻毒素对鱼类胚胎发育毒性机制的研究进展

微囊藻毒素对鱼类胚胎发育毒性机制的研究进展摘要:微囊藻毒素是富营养化水体中对水生生物繁殖和发育影响极大的一种细胞内毒素,它通过抑制蛋白磷酸酶的活性,打破细胞内蛋白磷酸化/去磷酸化的平衡,引起细胞损伤甚至坏死,从而影响鱼类胚胎的正常发育。
本文就微囊藻毒素对鱼类胚胎发育的影响及其致毒的分子机制进行综述。
关键词:藻毒素毒素鱼类毒理学当蓝藻水华严重时,水面形成厚厚的蓝绿色湖靛,不仅影响人的感官,破坏了健康平衡的水生生态系统,而且因藻细胞破裂后释放出了多种藻毒素而对人和动物的饮用水安全构成了严重的威胁。
沿岸浅水区是水生脊椎动物早期生命阶段生活的地方,在水生动物的个体发育中,早期生命阶段的发育是最为重要的。
而水华经常就发生在沿岸浅水区,这对水生动物胚胎发育产生极大的影响。
在过去10年中,数项研究已经完成,评估了蓝藻毒素在水生生物体内的生物积累对水生生物的影响。
目前,虽然对微囊藻毒素的毒性研究已经取得初步成果,但对鱼类胚胎发育的影响国内未见报道,本文简要综述了微囊藻毒素的结构、其对胚胎发育的影响及其致毒的分子机制。
1 微囊藻毒素的结构MC是一类由蓝藻产生的天然的神经毒素,这些蓝藻包括Microcystis、Anabaena、Planktothrix、anabaenopsis、Nostoc、Aphanocapsa和Hapalosiphon。
MC的结构于20世纪80年代初被确认[1],是一组环状七肽类物质,因为这类化合物首先从一种蓝藻——铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)中分离到的,因而被命名为“microcystin”。
微囊藻毒素的结构通式为环状(D-丙氨酸-L-X-赤-β-甲基-D-异天冬氨酸-L- Z-Adda-D-谷氨酸-N-甲基脱羟基丙氨酸)[2],其中,Adda(3-氨基-9-甲氧基-2,6,8-三甲基-10-苯基-4,6-二烯酸)是一种特殊的含有20个碳原子的氨基酸,由于Adda-谷氨酸部分在与蛋白磷酸酶键合时起着重要作用,所以Adda侧链是毒素的生物活性表达的重要基团,其共轭立体结构也会影响其毒性,去除Adda后微囊藻毒素的毒性大大降低[3]。
微囊藻毒素(MCs)的研究进展

微囊藻毒素(MCs)的研究进展作者:欧小蕾来源:《中国科技博览》2018年第19期[摘要]微囊藻毒素(MCs)是一类由蓝藻水华产生的一类具有环状结构和间隔双键的七肽单环肝毒素。
其具有毒性大、分布广、结构稳定,是危害人体健康的重要生物毒素之一。
本文主要对微囊藻毒素的来源、分布、化学结构、毒性、毒理效应、分离检测及脱除技术等进行综述。
中图分类号:X52 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)19-0350-02随着我国经济的快速发展,工业废水、生活污水的不断增加和不合理排放,导致我国水体的富营养化程度逐渐加剧,由水体富营养化导致的蓝藻水华和赤潮的发生日趋普遍,已成为一个亟待解决的环境污染问题。
其中最为常见的次生代谢产物--微囊藻毒素(microcystins,MCs)是一类分布最为广泛的肝毒素,其能造成家畜、家禽、野生动物等的中毒死亡,人类饮用含有微囊藻毒素的水体也会导致人体肝脏器官的损伤或者诱发肝癌的高发。
因此,MCs对水体环境的污染和对人群健康的危害已成为全球关注的重大环境问题之一。
为保障人类对饮用水的食用安全,我国相关管理部门规定了对饮用水体中MCs含量的实时监测,同时对MCs的来源、分布、化学结构、理化性质、毒理毒性、检测及降解脱除技术的改进等,也将成为研究热点。
1.MCs的来源、分布MCs在蓝藻水华中出现的频率最高、产毒量最大,严重威胁人和动物的生命安全。
MCs 属于一种藻细胞内毒素,其主要在蓝藻活细胞内产生合成,当细胞衰老、死亡、溶解或破裂后,毒素就会被释放到水体中。
MCs有毒株(toxic strains)和无毒株(nontoxic strains)之分,它的毒性均由遗传基因决定。
MCs的产生同时还受到环境因素的影响,如光照、温度、pH值、营养盐浓度[1]等,其中光照是毒素产生的一个最重要制约因子[2],其次是温度。
MCs的分布主要分为区域差异分布和季节差异分布。
目前,就我国的MCs的地域分布情况来看,华东、华南、华中以及西南地区的水体中都已检测出MCs,部分水体中MCs的浓度已超出国家生活饮用水卫生标准限值1μg/L,其中以华东地区尤为突出。
微囊藻毒素生物合成基因及其功能研究进展

微囊藻毒素生物合成基因及其功能研究进展摘要:水体富营养化加剧,导致了蓝藻水华在世界范围内频发。
蓝藻产生的微裳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。
关键词:微囊藻毒素;蓝藻:基因;检测随着社会的发展,生活及工农业生产中大量含氮、磷的废污水未经有效处理被排入水体中,导致水体富营养化,蓝藻等藻类成为水体中的优势种群,大量繁殖形成水华,蓝藻水华暴发带来的微囊藻毒素(microcystin,MC)污染已经成为全球关注的环境问题。
微囊藻毒素造成了众多中毒事件,对人类和动物的健康造成了很大的威胁。
深入认识微囊藻毒素,了解微囊藻毒素的结构、编码基因及其合成,有助于对微囊藻毒素进行有效的监测,对微囊藻毒素的合成进行干预,从而在监测、控制和消除等方面有效解决微囊藻毒素的危害问题,对水体环境的保护具有重要的现实意义。
1微囊藻毒素的结构与性质微囊藻毒素是一种单环七肽肝毒素,一般结构为环(D-Ala-X-D-MeASp/D-Asp-Z-Adda—D-Glu-Mdha)(图1)。
分子结构1位上是D-丙氨酸(D-Ala);2、4位上的X和Z分别代表不同的氨基酸;3位上是D-赤-β-甲基天冬氨酸(MeAsp);5 位上是(2S,3S,8S,9S)-3-氨基—9—甲氧基一2,6,8-3甲基-10-苯基-4,6-_烯酸(Adda);6位上是D一谷氨酸(D-Glu);7位上是N一甲基脱氢丙氨酸(Mdha)。
其中.Adda是一种特殊氨基酸,是毒素活性表达所必需的基团,其结构改变会导致毒性减弱或丧失。
因为结构中存在可变氨基酸,所以微囊藻毒素有多种异构体,目前发现的已经超过90种。
其中最普遍、毒性较大的是MC-LR、RR和YR(L、R、Y分别代表亮氨酸、精氨酸和酪氨酸)。
微囊藻毒素消除的研究进展

适 应 性 使 之 能 与 毒 藻 共 存 。廖 婉 琴 等 [ 1 一 步 对 鲢 鱼 可 进
溶 性 G T(GS ) 因 c A 全 序 列 与 5 调 控 区 进 行 克 隆 与 S s T基 DN ’ 分 析 , 鲢 鱼 克 隆 得 到 淡 水 鱼 类 微 囊 藻 毒 素 去 毒 酶 基 因 5 侧 在 ’ 翼 区 88b 序 列 , 现 与 哺 乳 动 物 及 海 水 鱼 s T基 因 不 同 , 7 p 发 GS 其 5侧 翼 区存 在 多 个 脂 多 糖 反 应 元 件 ( P R ) 表 明来 源 于 LSE , 毒 藻 的脂 多 糖 可 能 对 鲢 鱼 微 囊 藻 毒 素 去 毒 酶 基 因表 达 有 潜 在 调控作用 。 l2 3 水 生 植 物 对 MC _. s的 降 解 和 转 化 化 感 抑 藻 的 研 究 基
【 述】 综
微 囊 藻 毒素 消 除的研 究 进展
许 莹 , 榕 仙 , 志 坚 许 胡
摘 要 :本 文 总 结 近 年 来 国 内 外微 囊 藻 毒 素 消 除 方 法 的 研 究 进 展 , 微 囊 藻 毒 素 传 播 途 径 : 源 、 厂 、 内的 角 度 阐 从 水 水 体
述 了传 统 消 除 方 法 和 新 近 生 物 降解 法 、 物 姜 黄 素 等 对 微 囊 藻 毒 素 的 消 除作 用 。 药 关 键 词 :微 囊 藻 毒 素 ; 源 卫生 ; 物 降 解 水 生
浓 度 在 1 gL 以下 , 藻 细 胞 中毒 素 的 含量 可 高 出 其 1 0万 0“ / 而 0 倍 左 右 。虽 然 在 天然 水 体 中 的 毒 素 会 被 稀 释 , 当 大 面 积严 重 但 的 藻类 水 华 发 生 后使 水 体 中 的 藻 毒 素 浓 度 高 达 每 升 毫 克水 平 时 , 威 胁 人 和 动 物 的 饮 用 水 安 全 _ 。 目前 , 统 的 水 处 理 工 将 1 ] 传 艺 很 难 将 MC 彻底 去 除 。 因此 , 年 来 国 内外 学 者 们 对 微 囊 s 近
藻毒素的生态环境效应研究进展

微囊藻毒素的细菌与真菌作为水生生态系统中的消费者和分
解者,在生态系统的物质循环和能量流动中起着重 要的作用,微囊藻毒素不可避免地对其产生影响。 微囊藻毒素对细菌和真菌的抑制和促进作用均有报 道,这可能和细菌和真菌种类有关,不同的细菌和 真菌种类对微囊藻毒素具有不同的抗性,因而表现 出对相同胁迫的不同响应。
日趋严重的富营养化污染导致的蓝藻水华频发已成为全球关注的生态问题,蓝藻水 华衍生的微囊藻毒素严重威胁到了水生生态系统的稳定。由于水圈和土壤圈的物质交 换,使得微囊藻毒素能够向土壤中迁移,对陆地生态环境造成一定影响。最终微囊藻 毒素可以通过多种途径威胁到人类健康。 本文通过对微囊藻毒素的生态环境效应相关研究的总结,以期能够对今后研究中藻 毒素的生态风险评价和检测预警以及生态防控治理提供一定帮助。
水生植物作为初级生产者, 在水生态系统中起着 重要的作用,它通过净化水体、抑制藻类生长等功 能有效提高水体环境质量。但是近20 年来,湖泊 中大型水生植物生物多样性下降,一些植物在湖泊 中甚至灭绝,导致水生植物群落简化和退化,微囊 藻毒素可能在这个过程中起了重要作用。
微囊藻毒素对水环境的影响
大多数鱼类在水生生态系统的食物链中处于最 高级,鱼类通过摄食有毒蓝藻或毒素污染的低级水 生动植物使微囊藻毒素经食物链迁移进入体内并在 鱼体组织中累积。微囊藻毒素对鱼的影响因鱼的种 类不同而有很大差异,不同种的鱼类对藻毒素敏感 程度的差别很大。
微囊藻毒素对水环境的影响
水生植物作为初级生产者, 在水生态系统中起着 重要的作用,它通过净化水体、抑制藻类生长等功 能有效提高水体环境质量。但是近20 年来,湖泊 中大型水生植物生物多样性下降,一些植物在湖泊 中甚至灭绝,导致水生植物群落简化和退化,微囊 藻毒素可能在这个过程中起了重要作用。
微囊藻毒素研究的当前进展和未来方向

第35卷 第3期水生生物学报Vol. 35, No.3 2011年5月ACTA HYDROBIOLOGICASINICAMay, 2 0 1 1收稿日期: 2010-10-04; 修订日期: 2011-02-23基金项目: 国家自然科学基金项目(30771827, 20777067); 国家科技重大专项(2008ZX07421-001)资助作者简介: 王昊(1987—), 男, 江苏宜兴人; 硕士研究生; 研究方向为分子毒理学。
E-mail: whyx2009@ 通讯作者: 徐立红, E-mail: xulihong@DOI: 10.3724/SP.J.1035.2011.00504微囊藻毒素研究的当前进展和未来方向王 昊 徐立红(浙江大学医学院生物化学与遗传学系, 杭州 310058)THE CURRENT DEVELOPMENTS AND FUTURE DIRECTIONS IN MICROCYSTINSSTUDYWANG Hao and XU Li-Hong(Department of Biochemistry and Genetics , School of Medicine , Zhejiang University , Hangzhou 310058, China )关键词: 微囊藻毒素; OATP; 关键被攻击分子; 氧化损伤, 内质网应激; 抗肿瘤药物Key words: Microcystin; OATP; Key attacked molecular; Oxidative damage, ER-Stress; Antineoplastic 中图分类号: X171.5 文献标识码: A 文章编号: 1000-3207(2011)03-0504-12蓝藻是一种广泛分布于全世界水体中的光能自养型微生物, 其特点之一是所产生的特殊次级代谢产物藻毒素对于许多物种都有毒性作用。
在正常生态环境中, 水体中蓝藻数量维持在正常范围。
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微囊藻毒素研究进展王雪艳1,聂晶晶21大连海事大学环境科学与工程学院(116026)2云南农业大学资环学院(650201)E-mail:wangxyan@摘要:微囊藻毒素(Microcystins,MCYSTs,MCs)为富营养化淡水水体中最常见的藻类毒素,从毒理学、环境科学、生物学及化学等方面对MCs巳的研究已有较多报道。
本文综述了MCs的具体的概念、对生物的影响,并对关于MCs在产生机理、分离检测方法和水处理过程中的去除方法等方面的研究进展,并对目前研究的不足提出了几点意见。
关键词:微囊藻毒素,水华,毒素,藻类植物1.前言日趋严重的水体富营氧化使水华(Water bloom)发生已成为全球性的环境问题。
我国多数淡水湖泊中形成水花的优势藻种,主要为有毒的蓝藻,这些毒藻可产生具有明显肝毒性的肽类物质,称为微囊藻毒素(Microcystins,MCYST)。
近年来,由于饮用藻毒素污染的水体,而导致家禽、野生动物中毒,甚至死亡的事件频繁发生,藻类毒素对人体健康的危害已引起了人们的关注。
我国的一些饮用水水源也已受到了有毒藻类的严重污染。
本文就微囊藻毒素对生物危害、采集、检测及去除微囊藻的方法作了简单的介绍,着重在于微囊藻毒素的产生与环境的关系的介绍。
2.微囊藻毒素(MCYST)2.1 微囊藻毒素淡水藻类中,毒性最强、污染最广、最严重的是蓝藻门。
目前已肯定的有毒藻类有铜锈微囊藻、水华鱼腥藻、水华束丝藻、阿氏颤藻、泡沫节球藻及念珠藻等。
这些藻类不只产生一种毒素,如环境发生变化,一种藻类可产生几种毒素。
它是一种肝毒素,这种毒素是肝癌的强烈致癌剂[1]。
虽然在1878年Francis就最早报道了泡沫节球藻会对动物产生毒害作用,但人们对藻类分子结构的认识还不满40年。
1959年Bishop首次分离出藻毒素后,不断有相关报道发表。
美国、日本、澳大利亚、印度、加拿大、芬兰等lO多个国家都曾报道了其湖泊、水库中有毒水华的形成,并分离出有毒藻株[2]。
我国的东湖、巢湖、太湖、滇池、淀山湖、黄浦江等饮用水水源及各种湖泊在夏秋季节藻类水华严重,每年长达7—8个月,而天然水体蓝藻水华80%是产毒的[3]。
从加拿大、日本、芬兰、美国、中国等地对湖水、河水、水库水、井水及自来水等水样的检测结果看,有的水体中微囊藻毒素检出率高达60%一87%,源水中微囊藻毒素浓度从130ng/ml一2ug/ml不等,经加氯处理后的浓度也有0.09—0.6ug /L不等[4]。
由此可见淡水水源受到微囊藻毒素污染的严重状况。
2.2 微囊藻毒素对生物的影响MCYSTs主要以肝脏为靶器官[5-6]。
动物经灌喂或腹腔注射后,破坏细胞内的蛋白磷酸化平衡,改变多种酶活性,引起肝脏病变,造成一系列的生理紊乱。
中毒症状主要表现为虚- 1 -弱、呼吸沉重、皮肤变白、呕吐、腹泻、毛立和嗜睡等。
Mcelhiney等[7]发现MC—LR的存在可对茄属植物(Solanum)的生长和豆类植物(Phaseolus vulgaris)根的发育产生不良影响。
Singh 等[8]研究了MC对藻类、微生物和真菌生长的效应,发现在初始50 mg/L的MC可完全抑制灰色念珠藻和鱼腥藻的生长并使藻细胞溶解,观察到了MC对二氧化碳的吸收和光合作用的不良影响,同时推断出铜绿微囊藻通过MC的杀藻作用是保持其在自然条件下保持为优势藻种的重要原因。
2.3 微囊藻毒素的结构Louw认为,微囊藻毒素是一种具有强烈慢性肝脏中毒特征的生物碱。
Hughes等(1958)发现并分离得到铜绿微囊藻NRC-1有毒品系。
Bishop等(1959)对铜绿微囊藻NRC-1品系的毒性作全面研究,发现这种微囊藻毒素是由7种氨基酸组成的小分子环状多肽,为单环结构:D-丙氨酸-L-X-赤-β-甲基-D-异谷氨酸-Mdha。
其中Mdha是一种特殊氨基酸;Adda为3-氨基-9-甲氧基-2,6,8-三甲基-10-苯-4,6-二烯酸;X和Y为两种可变L氨基酸(图1)[9]。
目前已鉴定约有65个微囊藻毒素变式,其中多数毒性较高,如MCYST-LR、MCYST-RR和MCYST-YR3.微囊藻毒素的产生微囊藻毒素是细胞内毒素,它在细胞内合成,细胞破裂后释放出来并表现出毒性。
由于它有很小的体积(分子量1000左右)、环状结构及其氨基酸的特殊结构,一般认为它不在核糖体内合成,而是由肽合成酶复合体合成的生物活性小肽,类似于在一些杆菌和真菌中小肽的合成。
这些小肽大多是抗生素、免疫抑制物和一些对动物和植物有毒的物质。
关于微囊藻毒- 2 -素产生的机理有很多假设,但目前为止尚无令人满意的结果。
有两种考虑的可能性:一是环境因子影响,另一是遗传差异。
微囊藻毒素受光照、温度、营养盐等多种环境因素的影响,其中光照可能起着非常重要的作用。
目前比较一致的研究结果显示,光强对微囊藻毒素有显著影响,而适于藻细胞生长的温度并不适于毒素的形成。
宋立荣等[8]对滇池水华铜锈微囊藻和绿色微囊藻的实验室研究中发现,两种微囊藻在低细胞浓度时,对光强的耐受力差,在低光强下(15Em-2S-1叫)毒素产量较高;研究还表明,光强对毒素的影响效果受到培养温度的调节,而在同一光强下,温度的变化对毒素含量影响甚微。
Utkilen等[11-12]的研究也表明光能是毒素产生的一个重要制约因子,温度在高光强下对毒素的产生几乎没有影响,只有低光强下温度才影响毒素的产生低温条件(8~200C)[10]微囊藻毒性强,但这并不是微囊藻适宜生长的温度。
有研究表明[13],微囊藻细胞的腺苷酸能荷控制毒素的产生,因此,任何影响腺苷酸能荷的因素都会调节毒素的产生,其中光照、营养盐的作用最大。
在营养盐中,以磷的作用较明显,碳、氮的影响不大;微量元素中铁、锌的影响极明显,在BG11培养基中降低铁和锌的浓度,产量显著提高,而Al、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni和Sn等对其产量无明显影响。
生物遗传主要受DNA控制。
持毒素遗传决定论者认为,微囊藻有毒株(toxic strains)和无毒株(nontoxic strains)的毒性是由遗传决定的[14]。
对微囊藻的遗传结构的研究表明,微囊藻毒素的合成是由毒素肽合成酶基因多基因控制,并由肽合成酶复合体合成(非核糖体合成的多肽)。
Otsuka[15]等研究了有毒和无毒微囊藻(Microcys—tis)之间的关系。
他们检测了Microcystis的47个藻株的16S到23S核糖体DNA内转录间隔序列。
结果表明,Microcystis可被划分为三群:第一藻群包括有毒和无毒藻株;第二群只有有毒藻株;第三群只有无毒藻株。
三个藻群之间的差别与表现型或藻胆色素成分之间的差别并无必然联系,且同一种基因型可能有超过一种的表现型。
通过对M.AeruginosaPCC7806的DNA序列顺序分析研究发现,这种产毒的微囊藻含有具同源性的肽合成酶基因保守序列,其中至少含有两个多肽合成酶基因,而微囊藻无毒株不具有这些基因。
Ding研究了上海淀山湖水华爆发时蓝绿藻提取物的遗传毒性[14];Meibner于1996年发现微囊藻有毒和无毒藻株多肽合成酶基因的同源DNA序列。
这些研究表明其毒素的产生受遗传因子影响。
综合因素,由于光照、温度为自然因素,人为不易控制,因而防止水体“水华”发生,只有从削减营养物负荷人手。
根据对限制因子的研究,磷的控制为主要手段;另外,由于氮多来源于面源径流,且水体有复氮效应,因此国外对湖泊富营养化的防止,不管磷是限制因素,还是氮为限制因素的湖泊,均以控制磷的输人为主来考虑。
蓝藻的生长和毒素合成不是仅受某一因素影响,而是多种物理、化学、生物因素共同作用的结果,而且各种产毒藻之间还存在一定的种群差异,今后值得进一步对多因素联合作用以及对其它产毒藻种进行研究。
4.微囊藻毒素的检测方法及去除方法4.1 目前藻毒素的检测方法主要有生物测试法、化学分析法、免疫检测法、生物化学分析法及酶学方法等。
- 3 -4.1.1 生物测试法毒理评价常用方法是采取对小鼠进行灌喂或腹腔注射来鉴定藻毒素的毒性,能较为粗略地判断提取物是否有毒性,具有操作简单,结果直观、快速等优点,但无法准确定量分析。
有研究采用无脊椎动物如虾、贝、水蚤及其卵进行毒性评价,也有采用细菌进行毒性试验和生物分析等 [16-18]。
Fladmark等 [19]利用藻毒素诱导沙门氏菌和大鼠的原发性肝细胞死亡的能力为参数检测MC—LR,表明悬浮培养液中的沙门氏菌肝细胞为检测较广范围的肝毒素提供了迅速灵敏的系统。
4.1.2 化学分析法包括高效液相色谱法(HPLC)、(HPLC)与二极管阵列检测器(DAD)或电化学检测器联用、HPLC-UV、HPLC-MS、PLC、CE-MS、毛细管电泳(CE)、薄层色谱法(TLC)及气相色谱法(GC)等,对藻毒素可进行精确的定性、定量检测。
4.1.3 生物化学分析法主要包括酶联分析法(ELISA)、蛋白磷酸酶抑制分析法(PPIA)、免疫检测法、比色法蛋白磷酸酶抑制分析等,此类方法工作原理简单易行、分析速度快、灵敏度较高,但不能对毒素起到良好的鉴别作用,有时会出现假阳性反应。
Chu等人于1989年制备了MC—LR的多克隆抗体。
1995年Satosh等制成6种MC—LR的单克隆抗体,日本MBC公司据此单克隆抗体制成试剂盒。
用ELISA方法可检测到0.05—1.0 ng/mL的MCs[20]。
徐立红等[21]以放射性(采用32P标记的底物)蛋白磷酸酶抑制法研究了自中国武汉的东湖和一个养鱼塘采集的水样中MCs总量的季节变异性。
此方法具有高度的可靠性和可重复性,检出限为20 ng/L,有可能是目前检测MCYSTs的最灵敏的分析方法。
Wong等[22]探索了利用比色法筛选水体中的MCs。
试验中,以p一硝基苯酚为底物,监测黄色产物p一硝基酚的生成速率以表示蛋白磷酸酶2A的活性。
结果表明,比色法蛋白磷酸酶抑制分析是一种简便,便宜的筛选水体中具有肿瘤促进特性的MCs的工具。
此法的检出限与放射性分析(32P标记蛋白磷酸酶抑制试验)的检出限相仿。
上述方法有利有弊,具体实践中要灵活运用、取长补短。
4.2 去除藻毒素的方法MCs通常存在于细胞内,只有细胞死亡并溶解后才释放到周围环境中。
因此,在水处理过程中去除完整的蓝藻细胞及其细胞内化合物,将有助于减少处理水中的有毒有味细胞代谢物的浓度。
目前去除MCs的方法包括絮凝、吸附、化学降解、光降解及生物降解等。
Chow等[23]研究了传统的凝结/絮凝一沉降一过滤的水处理方法对铜锈微囊藻(Microcystis aeruginosa)细胞的影响。
结果表明,以硫酸铝絮凝去除M.aeruginosa细胞,不对细胞膜的完整性造成破坏,也不影响细胞代谢物的释放,大部分细胞都能被完整地去除,处理后的水体中未发现MCs浓度增加。