低剂量微囊藻毒素亚急性肝毒性及其机理

为了研究低剂量微囊藻毒素 (MC)的亚急性肝毒性及其作用机理 ,将SD大鼠随机分为 4组 ,每组雌雄各 1 0只 ,分别经腹腔注射MC 0 ,4,8,1 2 μg·(kg·d) - 1,3 5天后观察各组大鼠血清酶学和肝脏病理学变化 .用原位末端标记法 (TUNEL)观察肝细胞凋亡 ,并用ABC免疫组化技术检测肝脏增殖细胞核抗原 (PCNA) .结果表明染毒组大鼠血清γ 谷氨酰转移酶 (GGT)活力和全血谷胱甘肽 (GSH)浓度下降 ,血清乳酸脱氢酶 (LDH)和谷草转氨酶(AST)升高 ,谷丙转氨酶 (ALT)未见显著变化 .染毒组大鼠肝脏出现特征性的形态学变化 ,并有活跃的肝细胞凋亡和增生并存的现象 .说明微囊藻毒素引起的氧化损伤和肝细胞凋亡可能是其致肝脏毒性的原因     

富营养化湖泊中微囊藻毒素及其控制去除技术

微囊藻水华是湖泊水体中产生最频繁、危害最严重的一类。微囊藻毒素作为富营养化水体中最常见的藻类毒素,获得了国内外的广泛关注与研究报道。我国淡水水体受微囊藻毒素污染的程度已经相当严重,尤其是饮用水水源的污染,对人们的健康构成了极大的危害。因此当前急需确认藻类毒素对我国水环境影响的程度,研究蓝藻水华产毒的生态条件及控制去除途径,探索毒素对人体健康的影响和防治对策,目前关于微囊藻毒素的健康效应的研究多是从饮用水角度出发,今后的研究可收集详细的数据以建立危险性评估模型,并评价各种降低微囊藻毒素危险性措施的效果。文章就微囊藻毒素的产生、性质与结构、对环境与人类健康的危害、以及微囊藻毒素在水处理过程中的控制方法等方面的研究进展进行了综述,并提出了研究展望。     

藻毒素复合污染对鱼体的免疫毒性研究

针对水体富营养化问题,通过单一暴露和联合暴露方式研究两种MCs四种暴露剂量（0．1,1,10,100μg／L）下对鱼体的免疫毒效应。结果发现,不同剂量MCLR和MCRR单一暴露都能使鲫鱼淋巴细胞发生死亡,呈现明显的剂量效应和时间效应关系。且MCLR对鱼体的毒性相对McRR要更显著;MCLR和McRR复合暴露对鱼体淋巴细胞的毒性效应表现为协同作用,且随着毒素浓度的增加,其毒性效应差异显著性也随之升高,故而鱼体的免疫系统造成重大的影响,因此应当加强控制藻毒素在水体中的复合污染。     

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.     

两类藻毒素聚酮合成酶遗传相似性及其二级结构预测分析

研究微囊藻毒素聚酮合成酶、节球藻毒素聚酮合成酶之间的遗传关联性,并对其二级结构进行预测分析.应用聚合酶链反应得到2株蓝绿藻的毒素聚酮合成酶(PKS)基因,并进行基因序列分析.从GenBank中提取产微囊藻毒素、产节球藻毒素藻株的相应基因序列,利用DNAStar和phylip软件分析目的基因一致性及2类藻毒素PKS的进化情况.采用Garnier-Robson法、Karplus-Schulz法预测项圈藻株202A1/35、节球藻株NSOR10PKS蛋白片段的二级结构,Kyte-doolittle法分析蛋白的亲水性,Emini法预测蛋白质的表面可能性.结果表明,2类藻毒素PKS目的基因的相似性非常高;项圈藻属、念珠藻属的微囊藻毒素PKS与节球藻毒素PKS的进化关系较近;2种藻毒素PKS分析片段二级结构具有较大的相似性,其亲水性与表面可能性区域等特征也极为相似.     

巢湖和太湖微囊藻毒素差异性研究

采用固相萃取高效液相色谱法检测巢湖和太湖水体中5种微囊藻毒素(MCs)——MC-RR、MC-YR、MC-LR、MC-LA、MC-LY的含量。结果表明,巢湖水体中的MCs以MC-RR、MC-LA、MC-LY为主,太湖水体主要以MC-RR、MC-LR、MC-LA为主,其中太湖MC-LR的最高质量浓度为2.558μg/L,超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中对集中式生活饮用水地表水源地的限定值(1μg/L)。分析巢湖和太湖水体中MCs与水质指标之间的相关性,发现同种MCs与两湖环境因子的相关性存在明显差异。逐步回归拟合结果表明,氨氮和DO分别能与巢湖MC-LR、MC-LY进行拟合;Chl-a、TOC能与太湖MC-LR回归拟合,TOC能与太湖MC-YR进行拟合。由于多数MCs不能通过水质指标的拟合结果来预测,因此在未来研究中需结合环境因子和MCs的遗传机制来共同分析MCs在水中的分布规律。     

不同填料载体生物膜对微囊藻毒素的去除效果

利用自行设计的生物膜培养装置,通过对4种不同填料载体进行连续曝气循环培养生物膜,对湖水中的溶解态微囊藻毒素(MCs)的去除作用进行了研究。结果表明,填料载体上生物膜从形成到稳定大约需要3周;生物膜形成后对MCs的去除效率由高到低的顺序是:颗粒活性炭柱>多密孔球型滤料柱>塑料悬浮填料柱>陶瓷滤球柱。在实验水质条件下,当水力停留时间(HRT)=5 h,进水MCs浓度为21.5～47.25μg/L时,颗粒活性炭、多密孔球型滤料柱对MCs的去除率最高可达100%,塑料悬浮填料柱对MC-LR和MC-RR的去除率分别为70%和88%。当HRT=2.5 h时,塑料悬浮填料柱对MC-RR的去除率为MC-LR的2倍。生物膜对MCs的降解效果随温度(5～20℃)和溶解氧的升高而增加。塑料悬浮填料作为合适的生物膜挂膜填料载体对水源水的生物预处理具有良好的应用前景。     

Identification of microcystins from three collection strains of Microcystis aeruginosa

Microcystins (MCs) are toxic cyclic heptapeptides produced by various cyanobacteria genera, especially Microcystis. We identified 10 out of 12 MCs produced by three Microcystis aeruginosa strains from cyanobacteria collections, UTEX 2666, UTEX 2670 and UAM 1303, by using two analytical methods: Matrix-assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF/MS) and HPLC Photodiode Array Detector coupled to a hybrid Quadrupole Time of Flight Mass Spectrometry (HPLC-PDA-QTOF/MS). MALDI-TOF/MS failed to detect non-polar MCs, such as MC-LY and MC-LW. HPLC-QTOF/MS permitted the accurate identification of most MCs present in methanolic extracts. Besides, three new MCs, namely: [D-Glu(OCH₃)⁶, D-Asp³] MC-LAba, MC-YL and MC-YM were detected by HPLC-QTOF/MS.     

Factors Influencing Prymnesium parvum Population Dynamics During Bloom Initiation: Results from In-lake Mesocosm Experiments1

Roelke, Daniel L., Leslie Schwierzke, Bryan W. Brooks, James P. Grover, Reagan M. Errera, Theodore W. Valenti, Jr., and James L. Pinckney, 2010. Factors Influencing Prymnesium parvum Population Dynamics During Bloom Initiation: Results from In-Lake Mesocosm Experiments. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 46(1):76-91. DOI: 10.1111/j.1752-1688.2009.00392.x Abstract: The alga Prymnesium parvum forms large fish-killing blooms in many Texas lakes. In some of these lakes, however, P. parvum occurs but does not develop blooms. In this study, we investigated factors that may influence bloom initiation by conducting a series of in-lake experiments involving mixing of waters from Lake Whitney, which has a history of P. parvum blooms, with waters from Lake Waco where no blooms have occurred. In all experiments, the addition of Lake Waco waters resulted in a poorer performance of P. parvum. Various experimental treatments and field data show that differences in grazing, pathogens, nutrients, and salts between the two lakes were not likely factors that contributed to this observation. Industrial and agricultural contaminants, allelochemicals and algicidal chemicals were not measured as a part of this research. However, anthropogenic contaminants other than nutrients were not observed at levels exceeding water quality standards in Lake Waco in recent years. On the other hand, nuisance cyanobacteria are common in Lake Waco, where Microcystis sp. and Anabaena sp. were abundant during the initiation of our experiments, both taxa are known to produce chemicals with allelopathic properties. In addition, the emergent field of algal-heterotrophic bacteria interactions suggests that chemicals produced by heterotrophic bacteria should not be overlooked. Further research focusing on the chemical interactions between cyanobacteria and P. parvum, as well as the potential role of algicidal bacteria, in the initiation of P. parvum blooms is necessary, as it may be important to the management of these blooms.     

微囊藻毒素-LR对鸡肝脏的氧化损伤影响

蓝藻虽然能产生有毒的生物毒素,但是也含有较高的蛋白质。为探索蓝藻饲料化利用的可能性,本文通过腹腔注射的方式研究了微囊藻毒素-LR(MC-LR)对崇仁麻鸡的半数致死剂量(LD_(50))及其对肝脏的氧化损伤。实验设计了4个剂量组(对照组、5、10和20μg·kg~(-1)MC-LR),并在1、3、12、24和48 h检测了谷胱甘肽(GSH)含量以及谷胱甘肽S-转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性变化。结果表明,MC-LR对崇仁麻鸡的LD_(50)值为34.67μg·kg~(-1)体重(bw),95%的置信限为33.51～35.83μg·kg~(-1)bw。在MC-LR的作用下,鸡肝出现了氧化应激现象。3个染毒组鸡肝中GSH含量呈现先下降而后上升恢复至正常水平的趋势,GST酶活力表现为先上升而后下降至正常值的趋势,这说明GSH和GST共同参与了鸡肝中MC-LR的解毒;鸡肝中GPX酶活性在前3小时先保持不变(除了1 h的高剂量组),随即显著上升,这说明GPX和GSH共同参与了鸡肝中过量活性氧自由基(ROS)的清除,GPX可以作为监测MC-LR引起鸡毒性作用的生物标志物。CAT酶活力表现为先显著下降(P<0.05)而后快速上升至正常值的趋势,SOD酶在整个实验期间几乎保持稳定,这可能与SOD酶活性较高所致。