麻痹性贝毒毒素的应用研究进展

由于有害赤潮的发生日趋频繁 ,对养殖业、自然生态系统和人类健康的危害越来越大 ,造成的经济损失也逐渐增加 ,因而有害赤潮问题成为人们关注的焦点。藻毒素是有害赤潮致害的重要因子之一 ,而麻痹性贝毒 (ParalyticShellfishPoisoning ,PSP)毒素又是藻毒素中分布最广、危害最大的一类毒素。随着科学家们对PSP毒素的来源 (Steidinger,1 993 )、结构和作用方式 (Penzottietal.,1 998)的深入研究 ,PSP毒素在赤潮研究、分子生物学和神经生物学基础研究、医药、军事防化等的应用也逐渐受到重视。本文作者针对这些问题进行了综合评述 ,以期…     

麻痹性贝毒毒素研究Ⅱ.麻痹性贝毒毒素纯化产品的高效液相色谱和质谱分析

麻痹性贝毒(Paralytic Shellfish Poisoning， PSP)毒素由石房蛤毒素(saxitoxin， STX)及其衍生物组成，目前已发现20余种，在赤潮研究、分子生物学和神经生物学基础研究、医药、军事防化等方面均有应用潜力。由于PSP毒素的稀有来源和国际社会对STX交易的禁止，限制了国内PSP毒素应用及研究的全面深入展开，因此本文作者对PSP毒素进行了自行制备，并采用不同方法对制得的PSP毒素进行了分析研究。 目前已建立了多种PSP毒素的生物和化学分析方法。小鼠法作为PSP毒素监测和定量的标准方法已有60余年的历史(Sommer et al.，1937；McFarren et al.1958；Helich，1990)，它对海产品毒性的测定是很有效的方法，但难以揭示毒素的化学本质。其他生物分析方法如免疫分析等尽管灵敏度比小鼠法有所提高，但同样都面临难以揭示毒素的化学本质的难题。因此，对PSP毒素的分析还需借助仪器分析进行确证。尽管现在已针对PSP毒素建立了薄层色谱、毛细管电泳、高效液相色谱等多种化学分析方法，但真正得到广泛应用的只有高效液相色谱(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)方法。对于这类PSP毒素的分离是基于离子对反相色谱原理，采用磷酸四丁基铵、己基磺酸盐、庚基磺酸盐、辛基磺酸盐等做离子对，在C-8或C-18反相色谱柱上进行分离。检测手段是基于PSP毒素在碱性条件下氧化——酸化后可以生成荧光衍生物这一原理(Bates et al.，1975)，将PSP毒素衍生生成荧光物质，用荧光检测器进行检测。 Oshima(1989)用三个等梯度洗脱法分别成功地分离分析了PSP毒素中的N-磺酰氨甲酰基类毒素(C1-C4)，膝沟藻毒素(GTX1-6)和石房蛤类毒素(STX，dcSTX和 neoSTX)，全部分析采用C-8反相柱。由于这种方法几乎可以分析已知的绝大多数PSP毒素，因而被广泛接受。     

不同类型含磷营养物质对微小亚历山大藻(Alexandrium minutum)生长和毒素产生的影响

采用显微镜细胞计数和麻痹性贝毒的高效液相色谱分析方法,通过对比磷酸二氢钾、磷酸甘油和三磷酸腺苷（ATP）等含磷营养物质对微小亚历山大藻生长和毒素产生的影响,研究了微小亚历山大藻对不同类型含磷营养物质的利用情况.结果表明,在磷限制条件下,加入磷酸二氢钾、磷酸甘油和ATP均能促进微小亚历山大藻的生长,所获得的最大藻细胞密度分别为22700、28400和27800藻细胞/ml,对数期生长速率分别为0.12/d、0.14/d和0.15/d,溶解态有机磷对藻生长的促进作用稍好于溶解态无机磷.三种含磷营养物质对毒素产生的效应没有明显差别,稳定期藻细胞毒素含量分别为22.87、23.98和21.80fmol/cell.磷限制对毒素组成的影响很大,磷限制条件下膝沟藻毒素GTX1/4的含量占绝对优势,GTX2/3含量很少.在添加含磷营养物质后,GTX1/4所占比例降低,GTX2/3比例增加,说明磷限制显著改变了微小亚历山大藻的毒素组成.对藻体碱性磷酸酶活性分析的结果显示,磷限制组具有最高的碱性磷酸酶活性,添加有机磷化合物实验组的碱性磷酸酶活性显著高于添加无机磷化合物的实验组.研究结果表明,微小亚历山大藻可以利用实验中采用的无机磷化合物和有机磷化合物,但其利用溶解态有机磷化合物的机制尚不清楚,可能是通过诱导合成碱性磷酸酶来水解培养基中的溶解态含磷有机物,从而释放无机磷酸盐用于藻细胞的生长.     

海藻液体肥肥效的研究

采用由碱解法和酶解法制得的海藻液体肥 ,在蔬菜作物上进行浸种和叶面喷施试验 ,结果表明 :海藻液体肥能显著提高种子的发芽率 ,促进作物的生长发育 ,提高作物产量。用海藻液体肥浸种 ,可使种子的发芽率提高 1 0 %左右 ,将其用于叶面喷施 ,则可使作物增产 1 0 %～2 0 %。     

Molecular phylogenetic analysis of dinoflagellate Scrippsiella trochoidea isolated from the East Asian waters

Previous studies found intraspecific diversity in Scrippsiella trochoidea A. R. Loeblich III, a widely distributed calcareous cyst-producing dinoflagellate. In this study, three strains (ST-1, ST-D6 and ST-K) of S. trochoidea isolated from the East Asian waters were studied, together with other geographical strains, to resolve their phylogenetic relationships. For the three East Asian isolates, two highly diverse regions of nuclear-encoded ribosomal DNA (rDNA), the 5.8S rDNA and its flanking internal transcribed spacers 1 and 2, and the 5′ portion of the large-subunit rDNA (encompassing the “D1“ and “D2” domains) were sequenced. Homologous sequences from other geographical isolates were selected from the GenBank database and the phylogenetic relationships were inferred from the molecular data of these strains. Strains of S. trochoidea were found to cluster into three major clades (STR1, STR2 and STR3), as reported in previous studies. Two of the three strains ST-1 and ST-K, were grouped in clade STR2, the other strain, ST-D6, belonged to clade STR3. The intraspecific diversity of S. trochoidea in East Asian waters makes it necessary to carry out phylogenetic investigations in combination with data of biogeography, population dynamics, and life cycle on the ecophysiology of a region.     

大埋深高地应力关山隧道围岩变形破坏分析

甘肃省关山隧道是一条受高地应力影响的大埋深硬脆性闪长岩铁路隧道,位于青藏高原东北缘,构造活跃,运动速率较大,且方向变化显著的六盘山挤压隆升构造区。在隧道开挖过程中围岩变形破坏现象明显,围岩等级低于前期岩体质量分级,表现出强烈的岩体质量劣化和各向异性。针对该问题,除了采用矿物成分和微结构分析寻找原因,还通过现场结构面统计分析对围岩质量劣化和各向异性进行描述,同时运用自行研发的钻孔电视进一步分析开挖前后一定时间间隔内围岩的渐进式变形和破坏。钻孔电视试验结果表明,尽管闪长岩作为一种硬脆性岩体,单轴抗压强度（UCS）高于现场地应力值,但其变形和破坏却普遍发生,开挖过程中新生裂隙迅速发育,原先在高地应力下闭合的裂隙也会重新张开和发展,围岩劣化,稳定性降低。为了进一步分析围岩的变形破坏过程,设计了变压力大小和方向的单轴抗压试验,试验中闪长岩的单轴压力值低于单轴抗压强度,试验结果与钻孔电视试验观测结果吻合,证明了在开挖引起的地应力剧烈变化条件下硬脆性闪长岩结构劣化,存在变形破坏的可能性。在大埋深高地应力条件下,除了岩体的各向异性,地应力的变化也是硬脆性围岩稳定性的重要考量因素。     

塔玛亚历山大藻对海产双壳类生命活动的影响

通过一种重要有毒赤潮藻——产麻痹性贝毒毒素PSP的塔玛亚历山大藻对几种海产双壳类主要发育阶段:受精卵、D形幼虫、眼点幼虫、稚贝、仔贝和成贝生命活动的影响研究,发现该藻对双壳类孵化率、存活率、运动能力、滤食率和生长都有影响,毒性效应与藻密度有明显的相关关系.该藻对受精卵的抑制作用在100个/cm3的密度下最显著,36h后孵化率仅为对照组的30%.进一步的逐项毒性筛选实验表明此毒性来源于藻液、藻细胞和细胞碎片,而与去藻过滤液、藻细胞内容物、标准毒素STX无关,由此可以证实塔玛亚历山大藻确能产生一类非PSP毒素,并与细胞表面的未知毒素相关.     

赤潮异弯藻毒性及毒性来源的初步研究

以一种标准实验生物卤虫ArtemiasalinaLeach为实验材料 ,初步研究了一种鱼毒性赤潮藻———赤潮异弯藻Heterosigmaakashiwo的毒性及其来源。结果表明 ,赤潮异弯藻能强烈抑制卤虫的运动能力 ,0 .1、1 .5、6和 2 4h时 ,赤潮异弯藻对卤虫运动的半影响浓度分别为 1 .5× 1 0 4 、7.5× 1 0 3、4.5× 1 0 3、3× 1 0 3cells/ml,但在较低浓度 3× 1 0 3cells/ml的赤潮异弯藻中 ,经过48h,卤虫的运动能力能够恢复到正常水平。通过对该藻各组分 :藻液 (algalculture)、藻细胞悬浮液 (re suspendedcells)、去藻过滤液 (cell freemedium)、藻细胞内容物 (cellcontents)和藻细胞碎片 (cellfragments)的毒性比较 ,发现藻液、藻细胞悬浮液和藻细胞碎片对卤虫的活力有显著抑制作用 ,而去藻过滤液及藻细胞内容物无影响 ,结合致毒途径藻细胞结构 ,可以推断毒性物质来源于藻细胞表面。经苯酚硫酸法和紫外可见光范围的吸收扫描 ,结合该藻藻的细胞结构报道结果 ,分离到的毒性组分推断为多糖类物质 ,本实验结果将有助于了解赤潮异弯藻对海洋生物危害的毒性作用机制     

一种非对称台风Bogus方法的数值模拟应用

前人研究中BDA方法采用的轴对称Bogus台风不能反映个别台风具体特征,也弃掉了背景场的合理成分,有必要改用更精细的非对称台风Bogus模型对BDA方案做出改进。因此,提出一种充分融合分析场信息和实际观测信息并考虑副高影响的非对称台风Bogus方法,针对0613、0704台风个例,通过4DVAR技术,利用MM5模式及其伴随模式对此Bogus资料进行BDA同化试验和模拟预报,数值结果表明:BDA方法同化非对称台风Bogus模型,其路径预报效果优于同化轴对称台风模型,同化两种Bogus资料都使台风强度模拟效果得到极大改善,但改善程度相当,故台风的非对称结构及副高等外围环境场及背景场弱台风中合理信息对台风的准确模拟起到关键作用,同时,Bogus资料同化方法用于远洋上的台风时,需注意台风模型与副高的配置关系。     

2005年春初浙江近海的低温特征及其对大规模东海原甲藻赤潮发生的影响

在长江口附近和浙江近海海域,近些年来每年春季几乎都发生大规模的东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)赤潮,时间通常是在4月底或5月初,但2005年却一直到5月底才发生。本文根据近几年在浙江近海进行的多个春季航次的调查资料和有关站位的气象资料,分析了该海区2005年春初的温度特征及其对大规模东海原甲藻赤潮发生的影响,阐明了2005年春季大规模东海原甲藻赤潮迟发的主要物理环境原因。结果表明,2005年3月浙江近海水温比多年同期平均值偏低,且这种情况在近岸区更为明显;与2004年同期相比,2005年春初(4月初)浙江近海水温偏低,2005年和2004年的这种水温差异在近岸和中上层的低盐水里最为明显,而在远岸和下层的高盐水水温差异则相对要小;近岸低盐水最低温度2005年比2004年低约2.6℃;2005年1—3月浙江近海特殊的气象条件(10 a中最低的气温和强劲的偏北大风)和2004/2005年冬季较弱的台湾暖流是形成4月初浙江近海低温特征的主要原因;2004年冬季和2005年春初浙江近水温偏低很可能是2005年春季东海大规模原甲藻赤潮迟发的主要原因。