利用real-time RT-PCR研究大型蚤对铜绿微囊藻毒素合成基因转录水平影响

近年来关于浮游动物与微囊藻相互作用的研究逐渐被关注.其中有的研究认为浮游动物能够诱导产毒细胞毒素含量的变化.微囊藻毒素是由微囊藻毒素合成基因编码翻译的,目前关于浮游动物对微囊藻毒素合成基因相对表达的影响并无报道,本文首次通过实时定量逆转录PCR方法研究铜绿微囊藻PCC7806产毒相关基因mcyB和mcyD在大型蚤胁迫下...     

实时荧光定量PCR方法检测南太湖入湖口产毒微囊藻

南太湖入湖口产毒微囊藻的丰度对于周边县市取水口的水质安全和太湖水质有着重要影响.以藻毒素合成酶基因mcyE/ndaF为靶基因,建立实时荧光定量PCR检测产毒微囊藻的方法,并对南太湖入湖口7个监测点水样中产毒微囊藻的丰度进行检测,结果表明:该实时荧光定量PCR方法的特异性强及准确性、重复性较好.建立铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的标准曲线方程为y=-3.454x+49.88,斜率为-3.454,R~2=0.991,扩增效率E为94.6%,定量检测区间为1.689×10~4~1.689×10~8拷贝数/μl.对南太湖入湖口7个监测点检测表明,夹浦和合溪2个监测点的产毒微囊藻数量最高,预测产毒微囊藻浓度分别为(1.99±0.35)×10~5和(1.47±0.23)×10~5cells/ml.7个监测点的产毒微囊藻的种类较为一致,均为铜绿微囊藻.该方法可以快速准确地检测水体中微囊藻毒素产毒藻种种类和数量,为蓝藻水华监测、预警提供技术依据.     

五株微囊藻毒素降解菌的分离与鉴定

有毒蓝藻产生的蓝藻毒素导致地表水的污染已是全球普遍的现象,最常见的毒素是能导致肝癌的肝毒素微囊藻毒素(MC),迄今为止尚无适用的MC驱除技术,微生物降解MC可能是一条有效的途径．本研究以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa PCC 7806)所产生的MC为底物,从多个形成微囊藻水华的水体中分离获得能显著降解MC的细菌18株,相对降解能力从18．4％到48．2％．对其中5株MC相对降解能力较强的菌,通过形态特征和生理生化特征分析,鉴定出5株菌分别为:不动细菌属(Acinetobacter)、肠杆菌属(Enterobacter)、微杆菌属(Microbacterium)、芽孢杆菌属(Bacillus)和弗拉特氏菌属(Frateuria),均不同于已报道的属种．     

微囊藻毒素粗提物对水环境中温和气单胞菌活的非可培养状态的影响

细菌VBNC状态(Viable but non-culturable state),又称"活的非可培养状态",是自然水体中广泛存在的细菌的一种特殊存活状态,复杂的环境因子变化是VBNC状态转换的可能原因.本研究利用接种温和气单胞菌的无菌湖水,研究铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)培养液和微囊藻毒素粗提液对水环境中温和气单胞菌VBNC状态转换的影响,结果发现,温和气单胞菌在无菌湖水中同时存在VBNC状态和可培养状态;产毒微囊藻培养液和微囊藻毒素粗提液均能促进温和气单胞菌中VBNC细菌与可培养细菌之间的状态转换,说明微囊藻毒素可能是水环境中影响细菌VBNC状态转换的重要环境因素,其进一步的分子机制研究正在进行中.     

太湖梅梁湾水华微囊藻基因型组成和产毒微囊藻丰度的变化

采用基于ITS序列的PCR-DGGE方法分析了太湖梅粱湾水华暴发过程中(6-11月)微囊藻的不同基因型组成的变化,同时利用针对微囊藻毒素合成酶基因mcyA和微囊藻特异性的16S rDNA部分核苷酸序列的引物,应用实时荧光定量PCR方法(qRT-PCR)分析水华样品中产毒微囊藻与总微囊藻的量.通过两者的比值反映产毒微囊藻丰度.结果表明,在发生水华的不同时期,微囊藻的基因型组成发生了变化,其中以8月末、9月和10月的基因型最多,基因型M5和M10存在于整个水华发展过程中.共检测到12种主要的基因型,每个基因型在水华的不同时期所占的比例互不相同.实时荧光定量PCR结果显示从6月到10月,产毒微囊藻的丰度呈增大的趋势,从0.750%增加到32.16%,而11月产毒微囊藻的丰度显著下降.     

微囊藻毒素生物学功能研究进展

我国淡水水体蓝藻水华的频繁发生已成为我国目前和今后长时期内面临的重大水环境问题.微囊藻(Microcystis)因其产生对人类健康具有危害的微囊藻毒素而尤其受到重视.研究者对构成蓝藻水华的主要种类、微囊藻毒素的毒性、毒理等方面的认识逐渐明晰,但对微囊藻毒素生物学功能的了解还相对较少.本文对微囊藻毒素的产生,尤其是近年来随着技术的发展在微囊藻毒素生物学功能方面的研究开展讨论:总结了微囊藻毒素可能作为化感物质、参与光合作用、在微囊藻的越冬或复苏中可能发挥的作用以及可能参与微囊藻群体形成及维持等4个方面的生物学功能;分析了微囊藻毒素作为信号分子的研究现状;探讨了全球气候变化及实验室模拟条件下微囊藻毒素产毒与无毒株的竞争,并对微囊藻毒素未来的研究热点及组学技术可能在其研究中的应用进行了展望.     

太湖梅梁湾藻蓝蛋白转录间隔区基因和伪空胞基因表达及其影响因子

以室内铜绿微囊藻7806(Microcystis aeruginosa 7806)为对照,运用反转录定量PCR技术研究太湖梅梁湾水体蓝藻藻蓝蛋白转录间隔区基因(PC-IGS)和伪空胞基因(gvp C)在2013年1月至2014年1月的相对表达量,并分析它们与环境因子的关系.结果表明,PC-IGS相对表达量在2013年1—5月逐渐上升,并在5月达到最大值;gvp C相对表达量从2013年1月开始持续上升并在3月达到最大值;gvp C的表达早于PC-IGS.相关分析表明,PC-IGS的相对表达量与硝态氮、溶解氧浓度均呈极显著正相关,与亚硝态氮、铵态氮以及正磷酸盐浓度均呈显著正相关,与p H值呈显著负相关,与温度、总氮和总磷浓度均无显著相关性;gvp C的相对表达量与硝态氮、铵态氮以及正磷酸盐浓度均呈极显著正相关,与总氮和亚硝态氮浓度呈显著正相关,与温度和p H值均呈显著负相关,与溶解氧和总磷浓度均无显著相关性.     

河蟹养殖池塘微囊藻水华毒性及其光合作用活性特征

苏州市吴中区一河蟹养殖池塘在2013年7月和8月发生了严重的微囊藻水华.采用单一和双重PCR扩增微囊藻毒素合成酶基因,用以检测微囊藻水华是否产毒,结果显示为阳性.同时,采用高效液相色谱测定微囊藻水华的毒性大小.结果表明:7月和8月微囊藻水华的胞内微囊藻毒素浓度分别为1.49和0.88μg/L,胞外微囊藻毒素的浓度分别为0.75和1.09μg/L.另外,采用浮游植物荧光仪Phyto-PAM测定河蟹养殖水体形成水华的微囊藻的光合作用活性.结果显示:7月和8月水华微囊藻的最大光量子产量Fv/Fm分别为0.48和0.44,实际光量子产量ΦPSII分别为0.38和0.32,表明形成水华的微囊藻有较高的生长潜力.非光化学荧光淬灭值NPQ分别为0.28和0.36.从快速光响应曲线RLC的特征参数来看,7月水华微囊藻的光合作用活性和光能利用效率高于8月.本研究结果表明,河蟹养殖池塘水体受到微囊藻水华和微囊藻毒素的污染,进而可能对河蟹食品安全构成潜在威胁.     

有毒铜绿微囊藻对鱼和溞的毒性

用有毒铜绿微囊藻细胞及其从毒细胞中提取的毒素喂养和腹腔注射鱼类,结果表明:(1)微囊藻毒素MCYST-LR对所有实验过的鱼有毒害作用(LD₅₀为110-500μg/kg).注射毒素24h后,鱼肝电镜超微结构观察均表现出肝损伤.(2)在受控条件下,当用有毒铜绿微囊藻作为食物喂养日鲢和罗非鱼时,鱼类能在以毒藻为唯一食物的环境中生活20d以上.白鲢和罗非鱼粪便的毒性比喂食藻类的毒性分别降低约2-4.5倍,其肝的超微结构现察仍有轻度损伤.(3)在培养液中加入15μg/mLMCYST-LR和用实验室纯培养的铜绿微囊藻作为食物培养枝角类时,均可使它们在48h死亡.以无毒微囊藻培养时则生长不良亦不怀卵,表明它不是枝角类合适的食物.     

后生浮游动物摄食对太湖夏季微囊藻水华形成的作用

为了了解后生浮游动物的摄食作用在太湖夏季微囊藻水华形成中的作用,2009年7月15日至8月14日取太湖梅梁湾湖水开展了后生浮游动物对微囊藻水华形成作用的野外模拟实验.实验期间,未过滤掉后生浮游动物的对照组出现了漂浮在水面、肉眼可见的微囊藻水华,而过滤掉后生浮游动物的实验组没有出现微囊藻水华.结果显示,对照组整个实验期间都有后生浮游动物存在,共发现了9种后生浮游动物;而实验组在实验第6 d发现有后生浮游动物出现,整个实验期间共发现了3种后生浮游动物.浮游动物生物多样性分析显示对照组显著高于实验组.实验后期(21～30 d),对照组微囊藻平均密度显著高于实验组.整个实验期间,惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)和水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)密度均显著高于实验组,且惠氏微囊藻密度占对照组微囊藻总密度的60.79%.研究结果表明,太湖夏季后生浮游动物摄食并不能控制太湖蓝藻水华,相反,后生浮游动物特别是大型浮游动物能促进蓝藻水华的形成.同时表明,后生浮游动物群落结构可能是影响微囊藻水华形成的重要因素.     

The Effect of Zooplankton on Microalgae Blooming and Water Eutrophication

Data of field experiments conducted in a eutrophic water body were used to assess the effect of zooplankton on microalgae blooming. The experiment was based on the use of mesocosms to isolate the components of zooplankton and ichthyofauna ecosystems. The population Daphnia longispina is shown to reduce the population of cyanobacteria Anabaenaflos-aquae by a factor of 350 as compared with the water body, thus allowing the phase of highly-transparent water to extend to the mid-summer. D. Longispina can reduce the population of Microcystis aeruginosa, which is associated with the second period of the transparent-water phase. The filtration activity of zooplankton is shown to be able to recover the quality of eutrophic water bodies.     

两种改性粘土去除群体状铜绿微囊藻的比较

实验采用壳聚糖和聚合氯化铝改性高岭土,进行以铜绿微囊藻为优势种的水华蓝藻去除的比较研究,研究采用动力学手段,通过去除效率的比较,得到线性方程:壳聚糖改性高岭土投加量(y)与藻细胞浓度OD68(x)和叶绿素a含量(x)之间的关系分别为:y=0.0349x-0.0019、y=0.0524x-0.009;聚合氯化铝改性高岭土投加量(y)与藻细胞浓度OD68(x)和叶绿素a含量(x)之间的关系分别为:y=0.0351x+0.0065、y=0.0676x-0.0059,壳聚糖改性粘土除藻的最适pH范围为5-8,聚合氯化铝改性粘土除藻的最适pH范围为5-9,pH范围相对较宽,电子传递速率分析表明壳聚糖改性粘土处理后1个月内藻趋于死亡,聚合氧化铝改性牯土处理过的藻,一周内藻开始黄化,衰老.     

太湖与广东汤溪水库微囊藻gyrB基因序列分析

测定了江苏太湖和广东汤溪水库7株铜绿微囊藻(M.aeruginosa)和1株水华微囊藻(M.flos-aquae)gyrB基因部分序列(974bp),发现40个变异位点,17个简约信息位点,平均(G+C)%为47.8%,序列间相似性≥97.10%.在NJ分子系统树上,不同种类的微囊藻混杂分布,表明基因型聚类与表型无直接关系;不同地理来源的铜绿微囊藻间遗传变异小,没有明显的地理聚群,反映出地理差异并不影响遗传上的相似性;支持暂将不同藻种归为铜绿微囊藻复合种的分类处理.gyrB基因对微囊藻遗传差异的解析效果优于16S rRNA,与16S-23S ITS和cpcBA-IGS等效果相当,表明gyrB基因可能成为研究微囊藻分类和遗传变异新的良好分子标记.     

湖泊底泥中微囊藻DNA的分子检测

通过改进裂解温度和延长裂解时间并增加苯酚/氯仿洗脱次数的DNA提取方法获得南京玄武湖底泥中的DNA,通过PCR法来扩增微囊藻的16SrRNA基因.结果表明在所有采样点中均得到微囊藻基因组DNA,并且纯度较高,OD260/OD280均高于1.54,最高值达到1.89.PCR的扩增结果显示所有样点的DNA都得到212 bp大小的微囊藻16SrRNA基因片断,表明这种方法可以有效的从底泥中提取微囊藻的DNA,从而为研究底泥微囊藻生理生态及其越冬、上浮、形成水华的机理提供更有利的方法.     

片状微囊藻(Microcystis panniformis)——中国微囊藻属的一个新记录种

目前全球范围内先后有50多种微囊藻被描述记载,国内最新研究报道有12种.根据采自太湖的野外藻类样品,确定了中国微囊藻属的一个新记录种——片状微囊藻(Microcystis panniformis),对其分类学的形态特征进行详细的描述,并对其和分类学上相近的属种Pannus以及微囊藻属的鱼害微囊藻(M.ichthyoblabe)、铜绿微囊藻(M.aeruginosa)和水华微囊藻(M.flos-aquae)等的区分进行讨论.     

太湖群体微囊藻对同形溞(Daphnia similis)生长和繁殖影响的模拟

富营养湖泊中蓝藻水华对枝角类种群和群落结构有显著的影响,但自然条件下群体微囊藻对大型枝角类溞属不同种类的影响仍存在争议.本研究通过两次为期各10 d的模拟实验,利用过滤后的太湖原水模拟群体微囊藻(20～100μm和100 ～200 μm)添加对大型枝角类同形溞(Daphnia similis)种群特征的影响,结果显示两次实验的同形溞均大量存活,不同浓度和颗粒大小的群体微囊藻对其生长和繁殖的影响不同,添加群体微囊藻的同形溞的生长和繁殖显著大于未添加微囊藻的.说明在自然条件下藻毒素对同形溞种群并没有明显的抑制作用,同形溞能够与微囊藻水华共存,其种群特征与微囊藻群体大小组成和生物量有关.