赤潮毒素研究进展

近年来,赤潮是全球最严重的海洋生态灾害之一,在我国也尤为突出.本文就赤潮毒素麻痹性贝毒、腹泻性贝毒、记忆缺失性贝毒、神经性贝毒,以及两加鱼毒的分布特征、产毒藻类、化学组分与结构、毒素转化、致毒机理、食用标准、检测方法等国内外研究进展,进行系统的论述,为我国的赤潮监测和灾害防治提供参考.     

我国近海有毒微藻及其毒素的分布危害和风险评估

近年我国海域有害赤潮频发,赤潮优势种的变化显著,最近7a记录了51种引发赤潮的优势赤潮生物,其中由有毒微藻引发的赤潮增加。有毒微藻在我国海域广泛分布,至少3个株产麻痹性贝毒的亚历山大藻,5种能产生腹泻性贝毒软海绵酸毒素和鳍藻毒素、以及扇贝毒素的鳍藻在我国沿海都有分布;产生虾夷扇贝毒素的三种甲藻在北黄海常年存在。我国多种贝类中已发现麻痹性贝毒、软海绵酸毒素和鳍藻毒素、扇贝毒素、虾夷扇贝毒素和环亚胺毒素等多种微藻毒素。本文较系统的归纳综述了我国有害赤潮、优势种的变化趋势和分布特点,产生的藻毒素结构;我国双壳贝类等海洋生物中存在的微藻毒素的种类结构;首次利用风险商值法研究评估了我国贝类的健康风险。结果表明,只有春季来自福建的2个样品具有食用风险;但大连海区的贝类样品、评估值全都接近安全限值,可能表明具有某种区域性风险;在春末夏初,大窑湾的贻贝风险最大,其次是扇贝,牡蛎的风险最小;不同的贝器官,富集藻毒素的能力差别大,消化腺中的藻毒素含量远高于其它器官,不同的食用方式可能会导致不同的中毒风险。总体上,我国沿海常见种双壳贝类的麻痹性贝毒和虾夷扇贝毒素食用风险低。     

广西近岸海域麻痹性贝类毒素分析

通过对近年来广西近岸海域贝类样品的麻痹性贝毒素小白鼠生物法和高效液相色谱法检测结果的分析,表明广西近岸海域多处地区和多种生物含有麻痹性贝毒素;4～5月及7～11月为两个毒性值的年高峰期;GTX4、GTX5和GTX3毒素成分的检出率较高等。     

海南省近岸海域麻痹性贝毒素分析

通过对近年来海南省近岸海域贝类样品的麻痹性贝毒素小白鼠生物法和高效液相色谱法检测结果的分析,表明海南省近岸海域多处地区和多种贝类含有麻痹性贝毒素;海口海域的麻痹性贝毒素含量值相对较高;各主要成分在壳内全部软组织中的检出率高于在消化腺中的检出率;未检出STX成分;GTX4、GTX2、GTX5和GTX3等是主要成分。     

基于产毒基因sxtA的qPCR方法在长江口邻近海域有毒藻类检测中的应用初探

麻痹性贝毒(paralytic shellfish toxins)包括石房蛤毒素(saxitoxin)及其同系物,是一类具有神经毒性的生物毒素,主要由甲藻和蓝藻产生。近年来,在蓝藻和甲藻中相继发现了一些与石房蛤毒素合成密切相关的基因,并建立了基于特定产毒基因的有毒藻类检测方法。长江口邻近海域是我国近海有害藻华的高发区,本研究尝试应用基于麻痹性贝毒产毒基因sxtA的qPCR检测方法,与有毒塔玛亚历山大藻复合种(I型和IV型)的qPCR检测方法和麻痹性贝毒的高效液相色谱方法相结合,对2013年春季长江口邻近海域两条断面上有毒藻和藻毒素的分布及变动情况进行了分析。结果表明,基于sxtA的qPCR检测结果与IV型塔玛亚历山大藻复合种的数量存在较好的相关性(r2=0.52,P0.05),说明IV型塔玛亚历山大藻复合种是采样期间长江口邻近海域麻痹性贝毒的主要来源;而样品中藻毒素含量与两种qPCR方法得到的有毒藻数量之间并没有明显相关性。可见,基于产毒基因的检测方法在长江口邻近海域有毒藻类检测中具有一定优势,但不足以准确反映该海域藻毒素的水平。     

长江口赤潮多发区潜在有毒藻类和赤潮毒素的初步调查

通过长江口赤潮多发区2003年-2005年的有毒藻类和贝类原产地赤潮毒素的监测,初步结果表明该海域存在多种潜在有毒藻类,主要包括产麻痹性贝毒(PSP)的链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)、塔玛亚历山大藻(A．tamarens),产腹泻性贝毒(DSP)的渐尖鳍藻(Dinophysis acuminata,)、具尾鳍藻(D．caudata)、倒卵形鳍藻(D．fortii);产记忆缺失性贝毒(ASP)的尖刺拟菱形藻(Pseudo-Nitzschia pungens)、多列拟菱形藻(P．multiseries)、柔弱拟菱形藻(P.delicatissima )和多纹拟菱形藻(P．multistriata);产神经性贝毒(NSP)的短凯伦藻(Karenia brevis),其他有毒有害藻类包括红色裸甲藻(Gymnodinium sanguineum)、Heterocapsa circularisquama、米氏凯伦藻(K．mikimotoi)、Chatenela marina,Heterisigma akashiwo等其他有毒藻类。有毒藻类种类5、6月份较多,产腹泻性贝毒(DSP)和产记忆缺失性贝毒(ASP)的潜在有毒藻类常年均在该海域出现,这些有毒有害藻类多数密度并不高,Heterocapsa cirularisquama曾在2003年和2005年两次形成赤潮,并导致部分养殖贻贝死亡,米氏凯伦藻于2005年5-6月在长江口海域形成大规模赤潮,并导致养殖鱼类死亡。与有毒藻类监测同步开展了赤潮毒素检测,长江口贝类赤潮毒素检出时段主要集中在5-8月份,麻痹性贝毒和腹泻性贝毒的检出率分别为5％和15％左右,敏感种类为养殖的紫贻贝。     

麻痹性贝毒的表面等离子体共振快速检测方法研究

采用表面等离子体共振(SPR)技术研究了赤潮毒素麻痹性贝毒(PSP)的快速检测方法,分别采取固定化PSP抗体分子和PSP分子的方法,进行直接和间接检测溶液中PSP的含量,检测下限分别为70.2μg.L-1(~235 nmol.L-1)和0.5μg.L-1(~1.67 nmol.L-1),相对标准偏差(RSD)为4.2%~7.7%,回收率为101%~105%。检测方法的选择性好,样品、标准物和抗体的用量少,检测成本低,单个样品的测试时间不到10 min,能够满足赤潮毒素的快速检测需求。     

紫贻贝体内麻痹性贝毒在自然条件下的排出

2009年4月中旬在大连大窑湾海域采集了750只含麻痹性贝毒的紫贻贝吊养于大连棋盘磨附近海域,使其体内麻痹性贝毒在天然海域内自净。研究结果表明:试验所用紫贻贝软体部中麻痹性贝毒以N-磺酰氨甲酰基类毒素C1/C2和膝沟藻类毒素GTX2/3为主,其中后者占总毒素的65.08%,且降解速度较快;消化腺中毒素成分复杂,毒素含量高,是紫贻贝体内麻痹性贝毒的主要富集器官,在排出过程中毒素含量变化复杂;紫贻贝闭壳肌中毒素成分以新石房蛤毒素neo-STX为主,占总毒素含量的96.59%,其在试验过程中并没有明显降低趋势,反而波动上升,实验结束时其含量增加了34.75μgSTXeq/100 g;在性腺、鳃、外套膜中没有检测到任何形式的麻痹性贝毒成分。     

赤潮甲藻毒素麻痹性贝毒的生物合成研究进展

简要介绍了赤潮甲藻毒素麻痹性贝毒的生物合成过程及毒素结构的化学转换和生物转换方面的研究进展。包括利用放射性标记物质喂养产毒甲藻Gonyaulax tamarensis的研究实验,提出了该甲藻是通过一个乙酸单元或者它的衍生物与精氨酸或其等价物在α碳上的胺基的克莱森聚合(CLAISEN),随后失去羰基碳,并在相邻的羰基碳上形成咪唑环而合成麻痹性贝毒的理论过程。还介绍了N-磺酰基耦联的麻痹性毒素被弱酸和生物系统中的N-磺酰酶水解时结构转换方面的研究进展。也介绍了我国的研究进展和该领域今后的研究方向。     

海洋藻类毒素的生态毒理学研究

从生态毒理学角度介绍了麻痹性贝毒(PSP)、腹泻性贝毒(NSP)、神经性贝毒(NSP)、记忆缺失性贝毒(ASP)和西加鱼毒素等几种主要海洋藻类毒素的一些研究进展,包括毒素对人类及海洋生物的毒性、毒素在食物链中的积累和转移、毒素的致毒途径、海洋生物对毒素的回避和选择性取食等。这些毒素可通过食物链在贝类或其他海洋动物体内积累并浓缩放大,从而危及人类健康,有的毒素还能直接对海洋生物产生毒害作用,破坏海洋生态环境。文中同时也介绍了该领域研究工作在我国开展情况及今后的研究方向。     

河北省近岸海域赤潮灾害特征分析

对河北省近岸海域1989~2014年间发生的赤潮灾害进行综合分析,结果表明:全省赤潮灾害发生的频次及累计面积呈现上升趋势;每年的5~10月是赤潮灾害的发生期,其中5~6月是赤潮频发期;秦皇岛市、黄骅市附近海域是河北省赤潮灾害的多发海域,也是深受赤潮灾害危害较为严重的海域;甲藻门引发赤潮灾害的比例较大,尤其夜光藻引发的赤潮灾害的次数最多;有毒赤潮生物种较多,达12种;新的赤潮生物种抑食金球藻引发的赤潮灾害扩散快,影响面积大,持续时间长。建议采取有效措施,严格控制陆源污染物超标排放;加强海水养殖业的科学管理,控制养殖废水的排放;加大对抑食金球藻引发赤潮的机理、快速检测与识别方法的研究,减少或避免赤潮灾害的发生。     

大型海藻栽培及其在近海环境的生态作用

作为重要自然资源的大型海藻可食用、作为饲料、工业原料和有机肥料,是具有较高价值的商品。因此,世界上许多国家都在大力发展大型海藻栽培业。当前,近海水域营养超负荷是世界上普遍存在的环境问题。一些栽培的大型海藻,生产力很高,在生长过程中可大量吸收N、P营养物质,是海洋环境中重要的生物过滤器。此外,大型海藻在碳循环研究、赤潮控制和维持健康的复合养殖系统方面也有很重要的作用,是非常重要的生态环境材料。为保障近海水安全和生态系统健康,大规模栽培大型海藻是重要的生态对策。     

藻毒素生物降解技术的研究进展

藻毒素是湖泊水华现象滋生的有害有毒污染物,它严重恶化了饮用水水源地的水质。有效控制水华爆发及去除藻毒素是环境科学领域的一个难题。近些年来,利用生物降解技术去除藻毒素已经取得了显著的效果。笔者对国内外利用生物降解技术去除微囊藻毒素的最新研究进展进行了综述,并提出了控制藻毒素的新途径。     

防晒剂的海洋环境行为与生物毒性

防晒剂广泛添加于防晒霜中,通过人类的水中娱乐活动和污水处理厂排水等途径进入海洋环境,成为一种新型海洋污染物.由于防晒剂具有用途广泛、持续排放、难降解等特点,其对环境与生态的潜在风险已成为国内外环境领域的研究热点.本文分析了防晒剂在海洋中的迁移、转化和挥发等环境行为,总结了常见无机防晒剂(nTiO_2和nZnO)以及有机防晒剂(二苯甲酮类、樟脑衍生物类和肉桂酸类)对海洋生物(藻类、贝类、鱼类、珊瑚、海胆等)的毒性效应,包括生长抑制、繁殖抑制、致死和致畸等,并从氧化损伤、神经毒性及内分泌干扰角度分析其内在的毒性作用机制,最后展望了本领域的研究前景与未来的研究方向,为有关防晒剂的科学研究与污染管控提供参考.     

新型黏土改性剂-烷基多糖苷季铵盐

研究了碳链长度不同的2种烷基多糖苷季铵盐在高岭土和膨润土上的吸附行为.结果表明,在膨润土上的吸附量大于在高岭土上,且均符合Langmuir吸附等温线.8碳链的烷基多糖苷季铵盐在2种黏土上的吸附量都明显小于12碳链的.2种不同碳链的烷基多糖苷季铵盐对东海原甲藻(Prorocentrumdonghaiense)、强壮前沟藻(Amphidiniumcarterae)、锥状斯氏藻(Scrippsiellatrochoidea)的24h灭杀情况表明,12碳链的烷基多糖苷季铵盐在用量为1.5mg/L时,对3种赤潮藻的灭杀率达到90%,而8碳链的达到同样灭杀率需要2.4mg/L.碳链长的烷基多糖苷季铵盐对赤潮藻的灭杀率也高,改性黏土对赤潮藻的絮凝沉降作用很好的符合双曲线动力学模型.生态毒性实验发现,12碳链的烷基多糖苷季铵盐对黑褐新糠虾(Neomysisawatschensis)的48h半致死浓度为17.5mg/L,在改性黏土去除赤潮藻的过程中没有对养殖生物造成明显的毒性作用.     

大连湾海域赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)赤潮及其生态特征

1985~1987年夏季,大连湾发现国内首次记录赤潮种——赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)赤潮。本文记述了该种赤潮时的适宜生态特征,并指出大连湾海域富营养化及有机污染程度。为控制沿岸排污和深入研究该种赤潮机制提出依据。      

改性粘土去除赤潮生物及其对养殖生物的影响

研究了阳离子表面活性剂(HDTMA)对东海原甲藻的去除效果及其对日本对虾幼体的急性毒性作用,并利用该表面活性剂对天然粘土进行了有机改性.实验发现,HDTMA对东海原甲藻有较强的灭杀效果,添加粘土能显著降低HDTMA对对虾幼体的毒性效应.室内模拟实验表明,有机改性土用量为0.03g/L时对东海原甲藻的去除率为100%;对赤潮异弯藻有效抑制时的有机改性土用量为0.09g/L.同时结果显示,在有效去除东海原甲藻和赤潮异弯藻的剂量下,有机改性土对水体中的对虾幼体的存活没有明显影响,存活率为100%.在室内实验的基础上,于2003年4～5月在我国东海海域赤潮多发区进行了船基围隔试验,比较了各种粘土的除藻效果.初步结果表明,与未经处理的原土相比较,无机改性土复合体系和有机改性土都能有效地去除东海原甲藻赤潮.     

微囊藻毒素微生物降解途径与分子机制研究进展

随着大量含氮和磷的废水流入湖泊和江河,导致淡水蓝藻水华污染现象日趋严重.蓝藻水华污染的最主要危害是产生和释放以微囊藻毒素(microcystins,MCs)为主的多种藻毒素.由于MCs对动植物具有很强的毒性,且其在水体中很难被传统的处理方法有效去除,因此如何有效控制蓝藻水华污染和去除MCs是摆在中外环境科学领域的一个难题.针对MCs的结构与毒性、降解菌株、酶催化降解、降解基因和生物降解途径与分子机制的研究进展进行了综述,并对今后微生物降解MCs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MCs污染和饮用水安全问题提供参考.     

近海赤潮发生与环境条件之间的关系

根据近20a来的有关资料，综述了近海赤潮发生与气象，水文，化学及生物等环境条件之间的关系。结果表明，赤潮发生与气象，水文，化学及生物条件之间的关系非常密切，但目前这些关系的研究多数只停留在定性分析上，而定量和半定量的研究则很少，有关环境条件对赤潮发生机理的影响尚不清楚，有待进一步深入研究。     

应用MODIS进行赤潮影响因子分析的研究与探讨

遥感技术已经成为赤潮监测的重要手段之一,目前,国内外已有多项应用遥感技术对赤潮成功监测的实例。然而,关于对赤湖的成因进行分析和研究的报道,在国内外学术文献中仍十分稀少。本文总结了赤潮监测的常见方法及引起赤潮发生的可能因素,对MODIS应用于赤潮探测技术的优势进行了分析,并在此基础上提出一种基于MODIS数据的综合海水水色、叶绿素a浓度、海水表面温度、悬浮泥沙含量多种因素的赤潮影响因子分析方法。对赤潮成因的分析将有利于实现赤潮的预测,从而尽可能减少赤潮暴发所造成的损失。