碳源对铜绿微囊藻生理特性及微囊藻毒素产率的影响

为研究水体中不同碳源对铜绿微囊藻生理特性的影响,以Na2CO3与葡萄糖分别作为铜绿微囊藻生长的无机碳源与有机碳源,将铜绿微囊藻于光照下进行培养,并对其一系列的生理特性与微囊藻毒素产率进行检测。实验结果表明,同等碳浓度下,有机碳源更能促进铜绿微囊藻的生长,经过30 d的培养,铜绿微囊藻在有机碳源中的产量为187.55 g,比其在无机碳源中的产量提高了6.06%;微囊藻毒素在有机碳源中的产量为969.00μg/g,而在无机碳源中的产量却升高至1 193.60μg/g。参与藻毒素合成的3种氨基酸在无机碳源中的浓度要比有机碳源中的浓度高,但是其余几种氨基酸的含量与之情况相反。而有机碳源培养的铜绿微囊藻总可溶性蛋白含量为387.00μg/g,比无机碳源培养的铜绿微囊藻的蛋白含量提高了93.60%。     

白鲢罗非鱼对微囊藻毒素急性、亚急性毒性响应

为了探究不同控藻鱼类对产毒微囊藻的适应机制,为生物操纵的鱼种选择提供依据,研究了白鲢和罗非鱼对微囊藻毒素（MC）的生物富集、降解,及两种鱼对毒素的抗性、解毒机制的差异性.结果发现：在喂食微囊藻实验中,白鲢、罗非鱼对MC日摄入量达到10mg/kg,2种鱼均对MC有较强抗性.微囊藻经鱼摄入后,MC总含量在白鲢、罗非鱼粪便中分别下降到71.5%、6.0%,罗非鱼对MC降解能力远高于白鲢.白鲢和罗非鱼的肝系数分别从（1.19±0.21）%、（2.24±0.19）%下降到（0.79±0.06）%、（1.72±0.07）%,均表现出显著差异性下降（P<0.05）.微囊藻毒素在白鲢、罗非鱼肌肉中积累量分别为（1.57±0.31）μg/kg、（10.81±6.52）μg/kg （鲜重）、肝脏中积累量分别为（4.28±1.64）mg/kg、（2.48±0.15）mg/kg （鲜重）.MC在白鲢、罗非鱼肌肉、肝脏中的积累量均存在显著差异性（P<0.05）.罗非鱼肌肉中毒素含量是白鲢的6.9倍.在微囊藻毒素LR （MC-LR）对白鲢和罗非鱼的急性毒性效应实验中,MC-LR对白鲢、罗非鱼的LD₅₀为270和790μg/kg,罗非鱼对毒素有更强耐受性.喂食毒藻和i.p.注射MC均导致白鲢和罗非鱼肝细胞内脂滴大量出现.2种鱼在MC-LR注射后,谷胱甘肽（GSH）含量均表现出6h内明显下降.6h后两种鱼GSH含量均逐步回升,二者差异显著（p<0.05）.实验结果表明,罗非鱼对MC降解能力远高于白鲢.白鲢主要摄食群体微囊藻的群体胶鞘和附着细菌,胞内微囊藻毒素释放量小,白鲢这种摄食机制导致它能以产毒微囊藻为食而受到较轻危害.罗非鱼体内消化酶对微囊藻和MC具较强的消化降解能力;GSH含量及相关酶活性水平高,对体内毒素清除效率高.从食用安全性角度出发,与罗非鱼相比,白鲢是更适合用于控制蓝藻水华的鱼种,可广泛应用于蓝藻水华控制中.     

一株降解微囊藻毒素的缺陷短波单胞菌的分离鉴定及降解特性研究

从太湖水华腐烂蓝藻中筛选出一株能够降解MC-LR的细菌,将其编号为Q3.经形态、生理生化及16S rRNA基因序列分析鉴定为缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta).研究发现,在实验条件下该菌能以MC-LR为唯一碳源和氮源生长;7 d内可将初始浓度为0.96 mg·L-1的MC-LR降解为0.37 mg·L-1,降解效率达到61.5%.同时,本研究首次发现缺陷短波单胞菌能够降解藻毒素,并且在此菌种中扩增出了降解过程的关键基因mlr A,推测该菌可能与已报道的Sphingomonas sp.ACM-3962等菌具有相同的降解机制.     

铜胁迫对铜绿微囊藻生长及产毒素的影响

以硝酸盐和磷酸氢盐为主要氮源和磷源,通过测定一定初始氮、磷条件下不同Cu~(2+)浓度培养液中藻密度及藻毒素浓度来研究微量元素Cu对铜绿微囊藻生长的影响.结果表明:当Cu~(2+)浓度为1和10μg·L~(-1)时,藻细胞的生长情况最好,藻密度取得所有浓度梯度中最大值;当Cu~(2+)浓度为1μg·L~(-1)时,藻细胞产毒素总量最大;Cu~(2+)严重缺乏(0.01μg·L~(-1))和过量(100μg·L~(-1))时,藻毒素的合成均受到严重抑制.Cu~(2+)浓度变化影响铜绿微囊藻对硝氮的利用效率,当Cu~(2+)浓度为0.01、0.1及100μg·L~(-1)时,氮元素的利用效率都相对较低.细胞比增长率与单细胞产毒量之间的相关性分析及线性拟合结果表明,单细胞产毒素量与细胞比增长率之间存在很好的线性关系:在Cu~(2+)浓度处于0.01~10μg·L~(-1)范围内,二者表现为正相关;Cu过量时(100μg·L~(-1)),表现为负相关,依据此结果可通过比增长率来预测单细胞的产毒素水平.     

氮磷限制对铜绿微囊藻生长和产毒的影响

采用分批培养的方式研究了铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)在氮、磷单因子营养限制条件下的生长和产毒情况.结果表明,氮限制对铜绿微囊藻的生长和产毒都有明显的抑制作用,而磷限制对其生长和产毒没有明显的抑制作用.在氮限制条件下,铜绿微囊藻的生物量仅为控制组的30%～50%,产毒量也仅为控制组的10%～60%;并且氮限制会促进细胞分裂,缩短细胞的生长周期.这可能是因为氮是铜绿微囊藻生长和产毒所必需的元素,直接控制着铜绿微囊藻的生长和产毒;所以若培养基中的氮浓度比较低,会直接导致微囊藻的生物量较少和产毒量比较低.磷限制甚至磷被耗尽时对铜绿微囊藻的生长和产毒都影响不大,这可能与铜绿微囊藻体内储存的含磷颗粒物有关.实验结果表明,在本实验条件下,水体中氮限制对铜绿微囊藻的生长和产毒影响较大.     

圆盘式固相萃取HPLC法测定饮用水中微囊藻毒素LR和RR

采用固相微萃取与高效液相色谱联用技术（SPE／HPLC）测定饮用水的微囊藻毒索,并对SPE的萃取条件和HPLC的色谱条件进行了优化,对SPE的多项参数,诸如萃取率、检出限及测定限以及准确度和精密度均作了测试。通过实际水样进行了分析,该方法测定MC—LR（LR型微囊藻毒索）的线性范围为0．5～50ug／L,相关系数为0．9992;测定MC—RR（RR微囊藻毒索）的线性范围为0．5—50ug/L,相关系数为0．9989。SPE法之优于LLE法主要在于分析过程快速,有机溶剂使用量大大减少,方法更适合于大量水样中有机污染物的现场取样处理。     

南京玄武湖微囊藻水华种类组成的研究

2005-08～2006-10采集蓝藻水华样品, 通过形态学特征和ITS序列分子标记的方法对南京玄武湖水华的优势种类进行了鉴定. 结果表明,玄武湖水华主要由微囊藻构成, 通过形态特征鉴定主要种类为铜绿微囊藻(M. aeruginosa)、M. novacekii 和惠氏微囊藻(M. wesenbergii). 3种藻的生物量在水华中的相对比例分别为30%～45%、35%～40%和10%～15%. 采用分子标记的方法对２种优势种类进行了分子鉴定. PCR扩增ITS序列并进行测序, 通过基因序列比对和基于ITS序列的系统发生树分析, 进一步确定了优势种类为M. aeruginosa和M. novacekii; 通过检测产毒基因mcyB来确认2株优势微囊藻的产毒特性, PCR扩增结果均出现了大约为780 bp的特异性片段, 表明这2种藻均为产毒种. 对水华提取物的高效液相色谱(HPLC)测定表明, 玄武湖水华中微囊藻毒素的种类主要是MC-LR和MC-RR.     

鱼肉结合态MCLR的亚慢性毒性研究

为了揭示含有微囊藻毒素水产品的食用安全性,以雄性BALB/C小鼠为模式生物,通过为期13周的灌胃染毒实验,研究了鱼肉结合态MCLR对小鼠的亚慢性毒性作用,并与水溶态MCLR的毒性进行了对比.结果表明,68.75 μg/kg (以单位体重计)剂量水溶态MCLR可引起小鼠肝脏显著系数增加（P＜0.05）,ALT、AST活性增强（P＜0.01）,引起肝细胞出现有空泡状病变;而肾脏酶学指标BUN、Cr及肾脏组织病理学观察均未发现明显异常;与之相比,同剂量鱼肉结合态MCLR对小鼠各项指标的影响并不明显,仅在实验第1周出现小鼠肝脏肿大（P＜0.05）、ALT活性增强(P＜0.01).由此推断,鱼肉结合态MCLR的毒性低于水溶态MCLR.     

Analysis of the cyanotoxins anatoxin-a and microcystins in Lesser Flamingo feathers†

Feathers from carcasses of the Lesser Flamingo (Phoeniconaias minor), which had died after ingesting cyanobacterial toxins (cyanotoxins) contained between 0.02 and 30.0?µg microcystin-LR equivalents per gram of feather according to HPLC and ELISA analysis of feather extracts. Anatoxin-a was detected less frequently in the Lesser Flamingo feathers, up to 0.8?µg anatoxin-a per gram of feather being recorded. When feathers from different body regions were analysed and compared for microcystins and anatoxin-a, wing feathers were found to contain the highest concentrations of these cyanotoxins, the order of concentration and frequency of analytical detection being wing?>?breast?>?head. Consistent with the presence of the microcystins and anatoxin-a in gut contents and the livers of the dead birds and negligible in vitro adsorption to feathers, the cyanotoxins associated with the feathers of the dead wild flamingos are inferred to be primarily of dietary origin.     

Comparison of four methods for the extraction of lipopolysaccharide from cyanobacteria

Four procedures were compared for the extraction of lipopolysaccharide (LPS) from 10 laboratory strains of cyanobacteria. LPS yields as a percentage of cyanobacterial dry weight ranged from 0.03 to 6.13. The heterotrophic bacterial LPS marker 2-keto-3-deoxyoctonoic (KDO) acid was not detectable in any of the cyanobacterial LPS preparations. All methods yielded LPS that contained biologically- and toxicologically-significant quantities of the cyanotoxin microcystin, when applied to some, but not all, microcystin-producing cyanobacterial strains. Of the four methods used, a procedure including Proteinase K, plus RNase and DNase, performed best overall on the basis of minimum time required, higher percentage yields of LPS, and minimal co-extraction of microcystin.