微囊藻毒素-LR和铜绿微囊藻裂解液对营养生长期水稻生理生化效应

选用微囊藻毒素-LR(MC-LR)纯品和铜绿微囊藻裂解液分别对水稻进行21d暴露处理,考察不同浓度(0.1,1.0和10.0μg/L)MC-LR纯品和不同浓度(0.002,0.02和0.2倍)裂解液对水稻株高、鲜重、根长、淀粉酶、碱性磷酸酶(AKP)、还原性谷光甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)的影响.研究结果表明,MC-LR纯品能抑制水稻株高、根长及叶片中淀粉酶活性,且在较低浓度下水稻根长即出现显著响应.高浓度裂解液在水稻的生长发育方面更多地表现为对植株的刺激和促进作用,仅对水稻根长抑制显著.在生理生化方面,MC-LR纯品对叶片碱性磷酸酶活性无影响,但对GSH具有诱导作用,而裂解液对GSH、MDA和AKP都表现出显著抑制.该研究表明,MC-LR纯品和铜绿微囊藻裂解液对水稻的毒性效应存在差异,铜绿微囊藻裂解液中存在的其他毒素组分可能对水稻毒性效应影响较大.     

老化聚苯乙烯纳米塑料对铜绿微囊藻的影响

为探究新生和老化聚苯乙烯纳米塑料（PSNPs）对铜绿微囊藻生长和产毒特性的影响,本研究通过紫外老化制备了50nm的老化PSNPs,开展了不同浓度（0.1,1,10mg/L）新生和老化PSNPs对铜绿微囊藻的长期（37dd）暴露试验.结果表明,紫外老化处理使PSNPs表面出现裂纹,平均粒径变小,羰基指数由0.023上升至1.055.两种PSNPs均会在铜绿微囊藻细胞表面聚集,其中老化PSNPs暴露造成的细胞形态损伤更严重,并对铜绿微囊藻造成剂量正相关的生长和光合抑制,氧化损伤,促进了微囊藻毒素（MC-LR）的合成和释放.在相等暴露剂量下,老化PSNPs对铜绿微囊藻上述生理过程的调控作用更强.其中,10mg/L新生和老化PSNPs暴露下,最终藻密度比对照组分别降低了26.65%和45.07%,丙二醛（MDA）含量的最大值是对照组的1.74和1.93倍,最终胞外MC-LR含量是对照组的1.26和1.44倍.老化PSNPs对胞外MC-LR相对更强的促进作用,是由其诱导的MC-LR合成增加和细胞膜破损所共同导致的.     

无机氮和有机氮对铜绿微囊藻生长和产毒影响的比较

以氯化铵和丙氨酸作为氮源,通过测定铜绿微囊藻细胞生物量、胞内藻毒素含量、基质利用率等变化情况探究并比较两种含氮化合物对铜绿微囊藻生长和产毒的影响.结果表明铵氮低浓度(10 mg·L-1)促进铜绿微囊藻生长,而高浓度(20 mg·L-1)具有抑制作用;不同浓度的丙氨酸对铜绿微囊藻的生长均具有促进作用,最适生长浓度为20 mg·L-1.铵态氮对藻毒素产生的促进作用不明显,丙氨酸则较大的促进了微囊藻产毒,是同时期对照组的6倍.     

芦苇化感物质EMA对铜绿微囊藻生理特性的影响

研究了芦苇产生的化感物质2-甲基乙酰乙酸乙酯(EMA)对铜绿微囊藻呼吸作用、光合作用和抗氧化酶体系的影响.结果表明,在实验条件下,EMA能提高铜绿微囊藻的呼吸速率,使培养瓶中的CO₂浓度升高;降低铜绿微囊藻的光合作用速率,促进了铜绿微囊藻叶绿素a的降解,使其含量降低;较低浓度的EMA提高了铜绿微囊藻的过氧化物酶、超氧化物歧化酶和脱氢酶的活性,而更高浓度的EMA则显著降低了这些酶活性(α=0.05).高浓度EMA抑制铜绿微囊藻的抗氧化酶体系并促进藻类叶绿素的降解可能是其抑藻机理之一.     

活性炭纤维固定化菌对微囊藻毒素MC-LR的去除研究

研究了藻蓝蛋白提取过程中微囊藻毒素MC-LR的释放分布规律,并用活性炭纤维对一株微囊藻毒素降解菌株进行了固定化,考察了不同活性炭纤维预处理方法、活性炭纤维用量、pH值、温度以及MC-LR浓度对固定化藻毒素降解菌去除MC-LR的影响.结果表明,藻蓝蛋白提取过程中MC-LR主要分布在超滤滤液中,占MC-LR总含量的81.2%.固定化藻毒素降解菌去除 MC-LR的效率明显高于非固定化藻毒素降解菌. 藻毒素降解菌用(1+9)盐酸预处理后的活性炭纤维固定化,其去除效果最佳.MC-LR去除的最适条件为:活性炭纤维用量为10g/L,温度为35℃, pH值为8.0.固定化藻毒素降解菌对pH值,温度具有一定的耐受性,能够在pH5~pH9、10℃~35℃范围内有效地去除MC-LR.     

活性炭纤维固定化菌对微囊藻毒素MC-LR的去除研究

研究了藻蓝蛋白提取过程中微囊藻毒素MC-LR的释放分布规律,并用活性炭纤维对一株微囊藻毒素降解菌株进行了固定化,考察了不同活性炭纤维预处理方法、活性炭纤维用量、pH值、温度以及MC-LR浓度对固定化藻毒素降解菌去除MC-LR的影响.结果表明,藻蓝蛋白提取过程中MC-LR主要分布在超滤滤液中,占MC-LR总含量的81.2%.固定化藻毒素降解菌去除MC-LR的效率明显高于非固定化藻毒素降解菌.藻毒素降解菌用(1+9)盐酸预处理后的活性炭纤维固定化,其去除效果最佳.MC-LR去除的最适条件为:活性炭纤维用量为10g/L,温度为35℃,pH值为8.0.固定化藻毒素降解菌对pH值,温度具有一定的耐受性,能够在pH5~pH9、10℃~35℃范围内有效地去除MC-LR.     

微囊藻毒素分离及鉴定

微囊藻毒素是一类由蓝藻产生的具有肝毒性的生物毒素。微囊藻毒素标准品是开展为微囊藻毒素相关研究的必需的实验材料,文章以滇池天然水华蓝藻为原料,建立了以5%乙酸和75%的甲醇溶液提取,通过优化提取、分离和制备条件,制备了一定量的微囊藻毒素高纯度样品,经HPLC鉴定分析,纯度可达90%以上。文章在相同的质谱条件下分别对MC-LR和[Dha7]MC-LR等毒素进行了质谱检测,一级质谱结果表明,MC-LR和[Dha7]MC-LR的一价电离离子峰分别为995和981,MC-RR的二价电离离子峰为520,并分析它们的二级质谱裂解特征,确定三种毒素化学结构MC-RR为环(Ala-Arg-MeAsp-Arg-Adda-Glu-Mdha)、MC-LR为环(Ala-Leu-MeAsp-Arg-Adda-Glu-Mdha)、[Dha7]MC-LR为环(Ala-Leu-MeAsp-Arg-Adda-Glu-Dha)。改良后的检测方法同样应用于检测受微囊藻毒素污染的武汉东湖水样。     

Pseudomonas putida细胞对微囊藻毒素-LR的胁迫响应

将1.0g/L的微囊藻毒素-LR(MC-LR)降解菌恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)置于含不同浓度MC-LR的体系中,研究了体系中菌体细胞完整性和生物量的变化,考察了MC-LR对细胞的氧化胁迫以及抗氧化酶的响应.结果表明,MC-LR能够增大P. putida细胞质膜通透性,造成膜损伤,导致胞内物质外流,使细胞完整性遭到破坏;同时,MC-LR能够引起P. putida细胞的氧化胁迫,随着毒素暴露时间的延长,活性氧自由基(ROS)和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量显著升高,具有明显的剂量效应.超氧化物歧化酶(SOD)活性在MC-LR的诱导下有一个先升后降的过程,表现为对低浓度污染物的主动响应,而高浓度(2.5 mg/L)MC-LR作用5d后,ROS积累到相当高水平,对细胞代谢功能造成破坏,使SOD活性下降,并加速细胞的死亡,P. putida生物量与对照相比,下降了将近50%.     

硝酸镧对铜绿微囊藻生长特性的影响

在实验室内利用BG₁₁培养液培养,研究了不同硝酸镧[La(NO₃)₃]浓度下铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)FACHB526的生长特性,并在实验后期测定了藻细胞中的藻毒素含量.以藻细胞数和叶绿素a含量所表示的最大比生长率和最大现存量为指标,在一定浓度范围内,La(NO₃)₃可明显刺激铜绿微囊藻FACHB526的生长.但当培养液中La(NO₃)₃浓度很高时(125000g/L),却对铜绿微囊藻FACHB526的生长表现出明显的抑制作用.稀土盐类La(NO₃)₃对藻生长的低浓度刺激和高浓度抑制效应对全面了解水华爆发机制有一定的意义.从FACHB526藻中可分离检测出4种藻毒素变型MC-LR,MC-RR,MC-LW,MC-LF.     

恩诺沙星和硫氰酸红霉素对铜绿微囊藻的毒性研究

研究了恩诺沙星、硫氰酸红霉素暴露对铜绿微囊藻生长和生理的影响.结果显示恩诺沙星、硫氰酸红霉素对铜绿微囊藻的生长有抑制作用,且96h-EC50分别为84.6,48.2mg/L;对铜绿微囊藻的叶绿素荧光和光合色素含量的影响一致,表现为浓度-效应关系;对可溶性蛋白含量的影响表现为低促高抑的现象;丙二醛含量随着抗生素浓度的增加显著增加.可见,恩诺沙星和硫氰酸红霉素能够阻碍铜绿微囊藻的光合作用,抑制可溶性蛋白的合成,从而影响铜绿微囊藻的正常生长.     

乳酸对铜绿微囊藻的抑藻效应及机理

以铜绿微囊藻为实验对象,研究了乳酸对铜绿微囊藻的抑藻效果及可能的抑藻机理.结果表明乳酸对铜绿微囊藻的生长有很强的抑制作用,72h,除最低浓度实验组对铜绿微囊藻的抑制率为60%外,其余浓度实验组的抑制率均达到了80%以上;在乳酸胁迫下,藻液中核酸和蛋白质含量增加,电导率上升,细胞中丙二醛(MDA)和氧自由基(O₂^·)含量增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性下降;透射电镜图片显示,细胞的超微结构发生了明显改变.推测乳酸可能的抑藻机理是改变了藻细胞膜的通透性及其细胞结构,降低了其抗氧化能力,最终使得藻细胞裂解死亡.     

淀山湖水质富营养化和微囊藻毒素污染水平

研究淀山湖不同季节水体中总磷(TP)、总氮(TN)、pH、水温、透明度(SD)、叶绿素a(Chl-a)含量和优势藻种等富营养化相关指标;在培养条件下,研究不同温度、光照、氮磷浓度对铜绿微囊藻的生长及微囊藻毒素LR(MC-LR)产生的影响;研究藻细胞密度和微囊藻毒素LR浓度的相关关系.结果表明:淀山湖水质已呈富营养化状态,春末和夏季水质和水文条件适合藻类生长.湖水TN和TP年平均值分别达1.93mg/L和0.18mg/L,TN和TP的年超标率达93.5%和92.2%.TP的高峰期比施肥的高峰期延迟出现约一个月,说明沿湖农业对富营养化指标的影响较大.淀山湖常年生长的藻类分别是蓝绿藻、硅藻、隐藻和裸藻等,夏季水华中可见污染指示藻如微囊藻、鱼腥藻和针杆藻等产毒藻.培养条件下,铜绿微囊藻在25℃和3000lx时生长最快,但产毒量却分别在20℃和5000lx时达到最大值;合适其生长和产毒的氮、磷浓度分别为650μmol/L和6.5μmol/L.现场和实验室条件下,均发现磷为藻类生长的限制因子,微囊藻毒素-LR浓度与藻细胞密度或铜绿微囊藻细胞密度之间存在正相关关系,提示可以用藻细胞密度来估算水中毒素的浓度.     

水网藻对铜绿微囊藻的化感作用及对氮磷去除能力研究

通过测定藻液D680和叶绿素a浓度,研究了水网藻种植水对铜绿微囊藻生长的影响,探讨了在分离培养和共生培养2种条件下水网藻对铜绿微囊藻的抑制作用,并考察了水网藻对氮磷的去除能力.结果表明,水网藻对铜绿微囊藻有较强的抑制作用,在水网藻种植水作用8 d后,铜绿微囊藻死亡率达92%;不同浓度的水网藻对铜绿微囊藻的抑制作用不同,...     

纳塑料与草甘膦对铜绿微囊藻的复合毒性机制

文章以铜绿微囊藻为研究对象,探究草甘膦(Glyphosate)和氨基修饰的纳塑料(Nano-PS-NH2)联合暴露对铜绿微囊藻急性(48 h)毒性影响.分别探究了单一与复合污染物对铜绿微囊藻的毒性效应.结果表明,污染物单独暴露或者联合暴露下,铜绿微囊藻叶绿素a的含量均显著下降,细胞膜通透性、超氧化物歧化酶含量和藻毒素(...     

稻草秸秆发酵液对铜绿微囊藻生化参数影响

针对铜绿微囊藻在稻草秸秆（水稻分蘖枝）发酵液胁迫下的酶学特征及抗氧化能力、藻毒素和多糖含量等生化指标进行了检测分析，旨在为利用稻草秸秆抑藻提供进一步理论依据.结果表明：铜绿微囊藻在水稻分蘖枝发酵液胁迫下，其表征藻细胞代谢水平的酯酶活性显著降低，实验第5d，最高浓度组（0.65%V/V）99.9%的藻细胞内酯酶活性均被抑制，超氧化物歧化酶（SOD）与谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活力分别下降至同期对照组的11.03%和8.47%；丙二醛（MDA）含量则与发酵液浓度以及作用时间呈显著正相关，pearson分析表明，所有浓度组和作用时间内r值均大于0.9，而P值均小于0.01，表明水稻分蘖枝发酵液可显著降低藻细胞的抗氧化水平；但高浓度水稻分蘖枝发酵液没有引起微囊藻毒素（MCs）升高，甚至显著降低MCs和多糖的含量，与对照组相比，P<0.01.因此，水稻分蘖枝发酵液可通过影响铜绿微囊藻的代谢过程，降低藻细胞抗氧化以及抵御对环境胁迫的能力，从而达到有效抑藻的目的.     

温度光照对铜绿微囊藻生长及藻毒素释放的影响

实验利用纯的铜绿微囊藻在不同条件下培养,通过计数藻细胞来反映其生长曲线,测定水中总氮总磷含量变化趋势,用高效液相色谱法测定其中藻毒素MC-LR的产量,从而表明不同的环境条件对铜绿微囊藻生长及藻毒素释放的影响。结果表明:在设定光照条件一定时,最利于藻类生长的温度条件为25℃;而最佳藻毒素释放条件为28℃。而当温度条件一定时,光照条件为6000lx时最利于藻类的生长,3000lx的光照条件最适合铜绿微囊藻的藻毒素释放。     

红球菌对铜绿微囊藻的裂解动力学

对P15菌株对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的裂解动力学进行了研究.结果表明,铜绿微囊藻叶绿素含量为0～900μg/L时,P15菌株对铜绿微囊藻的裂解遵循一级反应动力学;初始菌浓度对裂解速率有显著的影响,初始菌浓度高,裂解速度快,在菌株浓度为4.8×105、4.8×106、2.4×107个/mL的条件下,P15菌的裂解速率常数分别为0.0765、0.1010和0.2392d-1.     

土壤添加不同粘土矿物对微囊藻毒素在生菜中生物富集的影响

土壤-作物系统中微囊藻毒素的生物富集会对人类健康造成潜在威胁.本研究通过生菜（Lactuca sativa L.var.ramosa Hort.）种植实验比较了土壤添加不同比例的3种粘土矿物（凹凸棒石、蒙脱石和沸石）对微囊藻毒素-LR（microcystin-LR,MC-LR）生物富集的影响,分析含10 μg·L^-1 MC-LR溶液灌溉土壤50 d后,不同处理的MC-LR在生菜中累积量及土壤中的有效态含量和总含量.结果表明,3种粘土矿物能够不同程度有效减少MC-LR在生菜根系和叶片中的富集.5%的凹凸棒石和蒙脱石处理的生菜叶片中MC-LR含量分别较空白处理降低53.0%和52.3%,使得摄入量降低到WHO组织要求的日允许摄入限量范围.添加粘土矿物显著降低了土壤中MC-LR有效态含量.相关分析发现,生菜根系和叶片中MC-LR的含量与土壤MC-LR有效态含量均呈显著正相关.实验结果为蓝藻污染地区削减微囊藻毒素的作物富集提供了科学依据.     

氯对粉末活性炭吸附微囊藻毒素能力的影响

采用瓶点法,考察了预氯化工艺对粉末活性炭（PAC）吸附黄浦江原水中2种微囊藻毒素（MC-RR、MC-LR）效果的影响.结果表明,粉末活性炭与氯同时投加可以大大提高微囊藻毒素的去除率（20％以上）,原因可能是粉末活性炭表面的官能团与HClO作用催化了微囊藻毒素的去除;而粉末活性炭和氯在不同投加点投加时,则没有这种强化作用,相反氯会不同程度地降低粉末活性炭的吸附效果（降低5％～10％）;氯对微囊藻毒素的强化去除作用随着PAC投加量的增大而逐渐弱化;粉末活性炭单独使用时,投加量为10　mg/L、接触时间为6 h,MC-RR和MC-LR的去除率分别在55％和45％左右.     

基于Monte Carlo模拟法对水源水体中微囊藻毒素的健康风险评估

调查水源水体中微囊藻毒素MCs(MC-RR、MC-LR和MC-YR)的污染情况,结合调查情况应用蒙特卡洛法(Monte Carlo)模拟量化人群通过饮水途径摄入微囊藻毒素的风险.在珠江西航道沿线设置5个采样点,在2016年1~6月期间共采集90份水样,根据国标(GB/T 20466-2006)推荐的HPLC方法检测水体中的微囊藻毒素,运用专业风险评估软件@Risk7.0,构建非参数概率评估模型,对通过饮水途径摄入微囊藻毒素(暴露)风险进行概率评估.对随机采集90份水源水体中微囊藻毒素MCs质量浓度检测值进行分布拟合,并运用Chi-Squared、Anderson-Darling、Kolmogorov-Smirnov这3种统计方法进行拟合度检验,根据3种评估拟合结果,确定最佳拟合分布模型.结果表明,在检测的90个水样品中,MC-RR的检出率最高,达到51.11%,质量浓度范围为0.001 7~0.386 3μg·L~(-1);其次为MC-LR和MC-YR,检出率分别是47.78%和21.11%,质量浓度范围分别是0.028 5~0.279 6μg·L~(-1)和0.003 0~0.136 2μg·L~(-1),水源水体中3种微囊藻毒素以MC-RR为主,最大检出质量浓度为0.386 3μg·L~(-1),MC-YR的含量最低.采用软件@Risk7.0分布拟合结果显示,MC-LR质量浓度最适的拟合分布为Ext Value Min模型(0.113 91,0.098 462),MC-RR质量浓度最适的拟合分布为Logistic(0.058 064,0.053 044).健康风险评估表明,MC-LR对人体健康危害的风险高于MC-RR的风险,儿童比成人更易于受到MCs污染的威胁.MC-LR对儿童健康危害的致癌年风险数值大于美国环保署(USEPA)推荐的最大可接受风险水平1×10-4;MC-LR对成人的致癌暴露年风险数值大于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险水平5×10-5,表明水源水体中的MCs对人体健康存在潜在的危害,有必要加强饮用水源水体的保护与监控,为有效控制水源地水质污染和更好地保障人民健康奠定基础.