13C示踪技术在利玛原甲藻中腹泻性贝毒合成研究的应用

选取具有显著产毒差异的利玛原甲藻(Prorocentrum lima) SHG株与2XS株为研究对象,以2-¹³C-甘氨酸为示踪原料结合高分辨质谱方法,为腹泻性贝类毒素及其酯化态毒素合成与代谢途径的研究提供新方法和思路。结果表明,两株藻共发现16种腹泻性贝毒及其酯化态毒素成分。对照培养条件下SHG株(大田软海绵酸毒素含量为7.88 pg/cell,鳍藻毒素1含量为4.35 pg/cell)的产毒能力高于2XS株(大田软海绵酸毒素5.70pg/cell),而甘氨酸作为氮源培养条件可显著提高两株藻的产毒总量(P<0.05)。¹³C-甘氨酸标记组与甘氨酸培养组单细胞产毒量无显著变化(P>0.05)。腹泻性贝毒被标记后其同位素异构体丰度发生变化,其中酯化态受¹³C标记的影响程度更高,二级质谱图清晰表示出其碎片离子及脱水峰的标记情况。该方法直观阐明了甘氨酸可作为P. lima标记原料的产毒供体,并使用稳定同位素标记方法首次实现了酯化态的同步标记,有助于腹泻性贝毒生成机制的进一步研究。     

温度、盐度和光照对一株有毒利玛原甲藻生长的影响研究

针对一株利玛原甲藻(Prorocentrum lima Dodge),应用小鼠生物测试法和高效液相色谱-质谱联用分析方法对其毒性和毒素成分进行了初步分析,并通过多因子实验,研究了温度、盐度和光照强度等环境因子对利玛原甲藻生长的影响.分析结果显示,这株利玛原甲藻能够产生大田软海绵酸(Okadaic acid,OA)和鳍藻毒素1(Dinophysistoxin 1,DTX1)等腹泻性贝-毒-(Diarrhetic Shellfish Poison,DSP).多因素方差分析结果表明,在实验条件范围内(温度为18、21和24℃;盐度为28、32和36;光照强度为2500、5 000和7 500 lx),利玛原甲藻的生长受盐度影响显著(P＜0.05),而温度和光照强度对利玛原甲藻的生长没有显著影响.温度和光照强度及温度和盐度之间的交互作用对利玛原甲藻的比增长率也有显著影响(P＜0.05).根据实验结果,这株利玛原甲藻生长的最适条件为:温度18℃,盐度28,光照强度7 500 lx.     

我国近海有毒藻和藻毒素问题的研究现状与展望

海洋中的一部分微藻能够产生藻毒素,导致鱼、贝类等养殖动物染毒或死亡,甚至危及人类健康和海洋生态安全。近20年来,随着对有害藻华(Harmful algal bloom, HAB)问题关注程度的不断提高和研究手段的快速发展,对我国近海有毒藻和藻毒素的认识也在不断深入。本文针对常见的几类藻毒素,从贝类中藻毒素污染状况、毒素来源、有毒藻藻华状况等角度,对我国当前相关研究工作进展进行了综述。大量研究表明,麻痹性贝毒毒素(paralytic shellfish toxins, PSTs)和腹泻性贝毒毒素(diarrhetic shellfish toxins, DSTs)在我国近海最为常见,其中,麻痹性贝毒主要由有毒亚历山大藻(Alexandrium spp.)产生,产毒藻种常见于南海海湾、福建沿海、长江口邻近海域、海州湾、北黄海和秦皇岛近海等,中毒事件也时有发生。常见的大田软海绵酸、扇贝毒素等腹泻性贝毒毒素多由鳍藻(Dinophysis spp.)产生,我国近海贝类沾染藻毒素的现象也非常常见。近年来,随着高效液相色谱和质谱技术的发展,在我国近海发现了越来越多的有毒藻和藻毒素。在对文献进行综合分析的基础上,简单探讨了有毒藻与藻毒素对海产品食品安全的影响及风险,以及未来研究发展方向。     

有毒藻产毒过程中海洋细菌的作用

海洋微藻藻际中 (Ｐｈｙｃｏｓｐｈｅｒｅ)聚集着大量的细菌。由于藻菌间的相互作用及选择 ,可形成具有独特结构与功能的藻际细菌群落［１］。可见 ,海洋微藻与细菌间所具有的密切关系 ,使得海洋细菌在有害藻赤潮生消及有毒藻产毒过程中发挥着重要的作用。有关工作既是赤潮科学研究中的热点 ,也是目前藻菌关系研究中的重点。１海洋细菌的自主产毒研究据Ｇａｌｌａｃｈｅｒ，Ｓ．等１９９６年报道 ,最初认为赤潮藻毒素只能由微藻细胞本身产生。但是随着工作的深入 ,发现了一些特殊现象 ,如在麻痹性贝毒的研究过程中 ,人们发现了产毒和不产毒…     

海洋细菌对赤潮藻生长及其产毒量的影响

采用麻痹性贝类毒素小白鼠生物测定法 ,研究了在可控生态条件下两株海洋细菌S1 0 、P42 对塔玛亚历山大藻生长及其产毒量的影响。结果表明 ,菌株S1 0 在较高浓度下对藻细胞的生长有明显的抑制作用 ,在较低浓度下抑藻生长作用较弱 ,不同浓度的菌株S1 0 均能有效地抑制藻细胞内麻痹性贝类毒素的产生 ,且在较低浓度下效果较好 ;菌株P42 对该藻的作用恰好与S1 0 相反 ,在较低浓度下明显抑制藻细胞的生长 ,不同浓度的菌株P42 也能有效地抑藻产毒 ,且在较高浓度下作用较明显。实验用的藻株毒力约为 ( 0 .95— 1 2 .1 4)× 1 0 - 6MU/cell,属于低毒藻株 ,该藻株在培养第 1 4天达到毒性最高峰 ,峰值为 1 2 .1 4× 1 0 - 6MU/cell,之后逐渐下降。讨论了海洋细菌在赤潮生物防治中的应用前景     

海洋中麻痹性贝类毒素的合成转化及其影响因素研究进展

麻痹性贝类毒素(paralytic shellfish toxins,PSTs)是由某些甲藻产生的一种高毒性神经毒素,在海洋环境中分布广、危害大,可对水产养殖和人类健康造成重大危害;PSTs毒素的毒性大小随种类和结构的不同有较大差异。迄今,国内外学者针对PSTs的来源分布、迁移转化、生物合成及其影响因素等开展了大量的调查研究,但目前对于藻细胞产毒的生物合成途径、遗传学特征及其环境调控机理等研究仍处于起步阶段。PSTs的生物合成过程不仅与藻细胞自身生长阶段有关,还会受到光照、温度、营养盐等多种环境因素的影响,环境条件的改变会引起藻细胞毒素组成和含量发生不同程度的变化。近年来,研究人员应用基因组学和蛋白质组学技术,发现了产生PSTs的典型甲藻——亚历山大藻(Alexandrium)细胞内与PSTs毒素生物合成相关的某些基因或蛋白质,对我们更清晰地了解亚历山大藻产生PSTs毒素的机制具有重要意义。本文综合以往的研究报道,对亚历山大藻中PSTs的生物合成与转化及其主要影响因素进行了总结,以期为产毒有害藻华的防治提供科学依据。     

环境因子对塔玛亚历山大藻生长的综合影响

利用多因子实验设计,研究了主要环境因子温度、盐度和光照强度对麻痹性贝毒产毒藻——塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)生长的影响.经三维ANOVA统计分析(Tukey test)结果表明,在实验条件范围内(温度12,19,25,32℃;盐度10,18,25,30,35和光照强度0.02×1016,0.08×1016,0.3×1016,1.6×1016s-1/cm2),温度、光照强度和盐度对藻生长率有显著的影响(P<0.001).光照强度和温度、盐度和温度、光照强度和盐度以及这3个因子之间存在显著的相互作用(P<0.001),在本实验中该藻生长的最适条件是19℃,1.6×1016s-1/cm2,盐度30.根据塔玛亚历山大藻的生长特性,我们探讨了这些环境因子在塔玛亚历山大藻赤潮形成机制中的作用.     

雪卡毒素产毒藻(岗比亚藻)研究进展

雪卡毒素是一类富集于海洋珊瑚礁鱼体内的聚醚类化合物,由底栖小型甲藻岗比亚藻产生,经海洋食物链传递代谢为雪卡毒素并使鱼类染毒。雪卡毒素毒性强,是已知的危害性较严重的海洋生物毒素之一。然而,长期以来该毒素产毒藻(岗比亚藻)在分类学领域存在诸多争议。本文由此对国际上现有研究结果进行系统整理与归纳,内容包括岗比亚藻的分类与分布、生理生态学、毒理学,并提出研究展望。本文重点阐述了岗比亚藻的地理区域扩张事实、与大型附着基质藻的关系、环境因子对其生长和产毒的影响、种内和种间的产毒特征差异等。在此基础上,结合我国在该领域的研究现状,提出建议和展望。     

CO2加富对塔玛亚历山大藻叶绿素荧光参数及产毒的影响

由大气中CO_2浓度升高引起的海洋酸化,是全球性的重大环境问题之一。本研究采用实验生态学的方法,以塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)为研究对象,分析其在CO_2加富条件下叶绿素荧光动力学参数及产毒特征的变化。调制叶绿素荧光结果显示,CO_2加富对塔玛亚历山大藻的PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、最大相对电子传递效率(r ETRmax)有显著影响(P0.05),且随着培养时间的增长Fv/Fm、r ETRmax均降低,对半饱和光强(Ik)、快速光曲线初始斜率(α)却无显著影响(P0.05)。结果说明CO_2加富能促进塔玛亚历山大藻的PSⅡ最大光化学量子产量,提高其最大光能转换效率和相对最大电子传递效率。高效液相色谱法分析结果显示,该株塔玛亚历山大藻主要产漆沟藻毒素1(GTX1)、漆沟藻毒素4(GTX4)、N-磺酰氨甲酰基毒素(C1)及N-磺酰氨甲酰基毒素(C2)四种PSTs毒素,CO_2加富不改变主要麻痹性贝毒(PSTs)的种类组成,但能显著提高氨基甲酸酯类毒素(GTX1、GTX4)产量(P0.05),而降低N-磺酰氨甲酰基类毒素(C1、C2)产量(P0.05),说明加富能使塔玛亚历山大藻所产毒素发生转化,进而影响藻细胞的整体毒性。     

栉孔扇贝体内麻痹性贝毒的累积与排出过程研究

通过室内摄食实验,研究了栉孔扇贝(Chlamys farreri)对麻痹性贝毒(PSP)产毒藻的敏感性及其累积和排出毒素的特征.有毒微小亚历山大藻(Alexandrium minutum)在短时间内可对栉孔扇贝的摄食有一定的抑制作用,且投喂毒藻的浓度越大,对摄食作用的抑制越明显.栉孔扇贝对PSP贝毒的累积能力很强,实验中,48 h后内脏累积毒素就高达5000μg STXeq100g-1,但其毒素排出速率较慢,在24d解毒阶段后内脏中的毒素还没有下降至国际贝毒食用安全标准水平的80μg STXeq 100g-1.各毒素组成比在整个累积与排除过程中有较大变化,GTX1,GTX4在累积阶段比例下降,同时GTX2,GTX3比例上升;内脏中GTX2:GTX3的比值逐渐增加.毒藻中PSP贝毒毒素组成和贝体中PSP贝毒毒素组成之间的主要差别是GTX4含量的减少和GTX1含量的升高;而扇贝粪便中的毒素组成却与对数生长期的毒藻极为接近.     

麻痹性贝毒在毛蚶体内的转化过程研究

麻痹性贝毒能够在贝类体内累积,威胁海产品消费者健康。在以往调查中,多次在毛蚶(Scapharca subcrenata)体内发现高含量的麻痹性贝毒,但对于毛蚶体内麻痹性贝毒的转化过程及其食品安全风险还缺乏认识。通过室内模拟实验,选择太平洋亚历山大藻(Alexandrium pacificum)和链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)作为产毒藻种,研究了两种有毒藻种所产麻痹性贝毒在毛蚶体内的转化过程。结果表明,毛蚶体内主要出现了三种麻痹性贝毒转化过程,一是R1位羟基的还原反应,二是N-磺酰氨甲酰基类毒素R4位磺酸基团的水解反应,三是含羟基苯甲酸(hydroxybenzoate)基团的链状裸甲藻毒素在R4位的水解反应。毛蚶体内麻痹性贝毒的生物转化过程复杂,对毛蚶毒性的影响具有一定的不确定性,未来仍需要进一步深化毛蚶体内毒素累积、代谢、转化过程的研究,同时加强对毛蚶体内毒素含量的全面监测,防范毛蚶可能导致的麻痹性贝毒中毒风险。     

An inventory of factors that affect polysaccharide production by Phaeocystis globosa

Phaeocystis material contains polysaccharides that are built from at least eight different monosaccharides. Differences have been reported between the carbohydrate composition of different Phaeocystis species, and also between samples taken from Phaeocystis globosa blooms in different areas. In order to elucidate factors that could play a role in determining variation in carbohydrate composition and production, a number of Phaeocystis globosa strains were studied under laboratory conditions. Although there was a clear distinction of a northern and a southern cluster in the Phaeocystis globosa strains based on RAPD analysis, the differences in the composition of the mucopolysaccharides were relatively small. The contribution of glucose, however, ranged from 7–85% of total sugars. A strain that was cultured in seawaters of diverse origin produced polysaccharides of a different composition, suggesting the effect of environmental factors. The presence of bacteria affected neither the amount, nor the composition of the carbohydrates that were produced by Phaeocystis globosa. Glucose is part of both the intracellular polysaccharide pool and of the mucopolysaccharides in the colony matrix. Using specific digestion of the intracellular chrysolaminaran by laminarinase, the distribution of polysaccharides over different pools could be assessed. During growth of an axenic, mucus-producing strain, the portion of glucose present as chrysolaminaran appeared to increase. The polyglucose that was not digested by laminarinase remains unidentified. This study shows that environmental factors rather than strain differences determine differences in the sugar composition of Phaeocystis globosa, especially with respect to the glucose content of the material. A difference in the contribution of glucose could be correlated to the portion of cells in the culture that are not in the colonies. Our study emphasises that for studying polysaccharide dynamics in Phaeocystis globosa it is important to be able to discriminate between the different polysaccharide pools. Preliminary results of an enzymatic approach were promising     

热带典型珊瑚岛礁海洋牧场花刺参底播增殖容量及其生态效应预测

为改善热带珊瑚岛礁型海洋牧场的珊瑚礁生境,实现生物资源的养护和渔业资源的产出功能,在对海参等高值经济种开展底播增殖前,科学评估其生态容量是防止引发海洋牧场生态风险的重要保证。运用生态系统模型法评估了三亚蜈支洲岛热带珊瑚岛礁海洋牧场花刺参(Stichopus monotuberculatus)的底播增殖容量。根据2020~2021年蜈支洲岛海洋牧场近岛区渔业资源调查与环境因子数据,运用Ecopath with Ecosim 6.6软件构建了该海域的生态系统营养通道模型。研究表明:生态系统各功能组营养级范围介于1~3.52,系统的食物网结构以牧食食物链为主,总能流中有43%的能量来源于碎屑功能组,其在系统总能流中有重要地位。系统的总平均能量传递效率为9.353%,略低于林德曼能量传递效率(10%)。总初级生产量/总呼吸量为3.726,总初级生产量/总生物量为28.834,系统连接指数为0.256,杂食性指数为0.120,系统Finn''s循环指数和平均路径长度分别为2.485%和2.379,表明近岛区生态系统食物网结构较为简单,且系统稳定性和成熟度偏低,易受外界干扰。根据模型评估的花刺参增殖生态容量为110.21 t/km²,是现存量的206 倍,有较大增殖空间,并且达到生态容量后碎屑组的能量再循环利用效率将显著增加,营养级结构能得到进一步优化,系统稳定性及成熟度将有所提高。基于研究结果,可适当采捕与花刺参生态位相近的生物,同时增殖放流其他处于不同营养层次的经济种,从而减少种间竞争,有效利用系统冗余能量,进而扩大花刺参的生态容量,实现海洋牧场的健康可持续发展。     

高氮磷比与酸化共同作用对微小亚历山大藻生长和产毒的影响

通过实验室构建不同氮磷比条件下的酸化海水环境,培养麻痹性贝毒(paralytic shellfish toxin,PST)产毒藻微小亚历山大藻(Alexandrium minutum),采用藻细胞计数法、分光光度法、高效液相色谱-质谱法等分析方法,探讨了不同氮磷比条件下的酸化海水对微小亚历山大藻的生长、氮磷营养盐吸收、产毒等参数的影响。结果表明,在一定程度上,酸化环境对A.minutum的生长、PST的胞内累积和胞外释放有促进作用,且胞外培养液中PST含量增加的程度更高;同时,酸化海水促进胞内毒性较低的N-H类膝沟藻毒素(GTX2和GTX3)被氧化成毒性较高的N-OH类膝沟藻毒素(GTX1和GTX4),导致A.minutum的细胞毒性和培养液毒性增加。而海水中氮磷比的进一步升高,在一定程度上促进了微小亚历山大藻细胞毒素含量和毒性的增加,但并未促进其生长,且降低了藻细胞内的磷储量。     

不同环境因子权重对东海鲐鱼栖息地模型的影响研究

鲐鱼（Scomber japonicus）是栖息在西太平洋沿岸的中上层鱼类,了解其栖息地分布及其与海洋环境因子的关系有助于合理开发和管理该资源。本文根据2003-2011年7-9月中国东海鲐鱼的生产数据,采用正态分布函数分别构建海表面温度（sea surface temperature,SST）、海表温梯度（gradient of sea surface temperature,GSST）和海表面高度（sea surface height,SSH）与作业次数的适应性指数（suitability index,SI）,基于不同权重的算术平均法（arithmetic weighted model,AWM）分别建立栖息地指数（habitat suitability index,HSI）模型,并用2012年7-9月生产数据进行验证。结果显示,7、8、9月各月最佳HSI模型的SST、STG和SSH的权重分别为0.5、0.25、0.25,0.8、0.1、0.1和0、1.0、0,利用2012年7-9月生产数据与环境数据对各月份最佳权重HSI模型进行验证,在HSI>0.6的海域,7、8、9月各月作业次数比重和产量比重分别为85.87%和92.55%,76.74%和86.69%,51.83%和56.11%。研究表明,不同月份的环境因子对鲐鱼渔场分布的影响程度不同,本研究为更好地预测鲐鱼栖息地奠定了基础。     

Accumulation of diarrhetic shellfish poisoning toxins in the oyster Crassostrea gigas and the mussel Choromytilus meridionalis in the southern Benguela ecosystem

Diarrhetic shellfish poisoning (DSP) poses a significant threat to the safe consumption of shellfish in the southern Benguela ecosystem. The accumulation of DSP toxins was investigated in two cultivated bivalve species, the Pacific oyster Crassostrea gigas and the mussel Choromytilus meridio-nalis, suspended from a mooring located off Lambert's Bay on the west coast of South Africa. The dinoflagellate Dinophysis acuminata, a known source of polyether toxins associated with DSP, was common through most of the study period. The toxin composition of the dinoflagellate was dominated by okadaic acid (OA) (91%), with lesser quantities of the dinophysistoxin DTX-1 (6.5%) and pecteno-toxin PTX-2 (2.4%), and traces of PTX-2sa and PTX-11. The mean cell toxin quota of D. acuminata was 7.8 pg OA cell^–1. The toxin profile in shellfish was characterised by a notably higher relative content of DTX-1. The study showed the average concentration of DSP toxins in the mussels to exceed that in the oysters by approximately 20-fold. The results indicate a need to establish species-specific sampling frequencies in shellfish safety monitoring programmes.     

基于RNA-seq数据分析长牡蛎(Crassostrea gigas)天然免疫的可变剪接事件

大部分无脊椎动物缺乏基于经典抗体和记忆细胞的适应性免疫, 因而天然免疫在无脊椎动物免疫防御中发挥不可或缺的作用。可变剪接正是产生天然免疫多样性和特异性的重要途径。牡蛎(Crassostrea)是全球范围内的大宗养殖贝类和我国产量最高的海水养殖贝类, 理解其天然免疫系统的多样性和特异性对牡蛎病害防治和养殖业健康可持续发展至关重要。通过对不同病原诱导以及诱导后不同时间的转录组进行生物信息分析, 系统地研究了长牡蛎天然免疫应激反应的可变剪接事件。发现在弧菌诱导下可变剪接事件的总数显著增加, 表明弧菌的感染会诱导长牡蛎可变剪接事件的产生。对病原诱导后可变剪接体的组成类型及表达量显著变化的基因的功能富集分析, 表明免疫系统相关功能被显著富集, 病原感染不同阶段以及不同病原感染后可变剪接体的组成类型和表达量均不一致, 表明长牡蛎免疫系统可通过可变剪接产生免疫响应的特异性和多样性。研究结果为长牡蛎等无脊椎动物天然免疫多样性和特异性提供了典型实例, 也为长牡蛎病害防御提供了理论支撑。     

渤海湾南部滩涂贝类群落结构特征及其环境因子相关性研究

本研究以渤海湾南部(滨州)滩涂为研究区域,设置6个断面共36个采样站位,覆盖潮间带(高潮带-中潮带-低潮带)和潮下带,研究该区域贝类资源群落结构特征及其环境因子相关性。结果表明:整个调查区域常见贝类总共有30种。潮间带共有23种常见贝类,优势种为光滑篮蛤(Potamocorbula laevis Hinds 1843)、四角蛤蜊(Mactra quadrangularis Reeve 1854)、短文蛤(Meretrix petechialis Lamarck 1799);潮下带共有26种常见贝类,优势种为中国蛤蜊(Mactra chinensisi Philippi 1846)、等边浅蛤(Gomphina aequilatera Sowerby 1825)、朝鲜笋螺(Terebra koreana Yoo 1976)、红带织纹螺(Nassarius succinctus A.Adams 1852)、纵肋织纹螺(Nassarius variciferus A.Adams 1851);潮间带贝类多样性指数(H'')和均匀度指数(J'')显著高于潮下带,而丰富度指数(D)则相反;潮间带贝类生物量(710.16 g/m²)和栖息密度(4 523个/m²)远高于潮下带(17.10 g/m²,35个/m²)。群落结构多元统计分析将贝类按照站位划分为5个组群,包括东侧潮下带、西侧潮下带、西侧潮间带、东侧潮间带以及D4站位。冗余分析(RDA)结果表明,对潮间带贝类影响较大的环境因子主要为沉积物的粒径以及砂、粉砂含量,而对潮下带贝类影响较大的主要为浮游植物密度、沉积物的粒径以及砂、粉砂和黏土含量。渤海湾南部(滨州)滩涂贝类资源较为丰富,但应从不同滩涂区域生态特性的角度出发,加强贝类的保护和资源修复,本研究可为该区域贝类的资源养护和可持续利用提供数据基础。