麻痹性贝毒毒素研究Ⅰ.塔玛亚历山大藻的麻痹性贝毒毒素对运动神经末梢和全细胞钠离子通道的抑制作用研究

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，目前己发现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、军事防化等方面都有应用潜力[其结构、类型和应用见本集刊王云峰等(2003)“麻痹性贝毒毒素的应用研究进展”一文]。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毒素进行了制备，并采用不同方法对制备的PSP毒素进行了研究。 PSP毒素能够选择性地可逆抑制可兴奋膜的电压依赖钠离子通道的开放，从而阻止神经冲动的发生和传导，使神经、肌肉丧失兴奋性(Frace et al.，1986；Penzotti et al.，1998)。本文利用神经束膜下记录和全细胞膜片钳技术，报道了从塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)中提取的PSP粗毒素对小鼠运动神经末梢膜电流和NG108-15细胞钠离子通道的作用研究结果，并与STX标准毒素的作用结果进行了比较。 NG108-15细胞是由小鼠神经母细胞瘤和大鼠胶质细胞瘤融合的杂交细胞，经分化剂分化后，显示诸+L1196如兴奋性、合成和释放乙酰胆碱、与培养肌细胞形成突触联系等多种神经细胞的基本特性(Hamprcht，1977)和Na+、K+、Ca2+等多种离子通道，已作为神经细胞模型被广泛应用于分析药物对离子通道作用的研究(Enomoto et al.，1992； Docherty et al.，1992；Shi et al.，1993；Hu et al.，1997a；Hu et al.，1997b)；发育出具有Na+内流支持的锋电位(Hamprecht,1977)，该电位是分析作用于膜钠离子通道药物的好材料。     

中国沿海亚历山大藻(Alexandrium)核糖体rDNA部分序列分析及该藻属分子系统进化研究

分析了几株自南海及东海分离的亚历山大藻的rDNA部分序列信息,其中包括核糖体大亚基(LSU)rDNA的5′端D1-D2区序列,以及5.8SrDNA和ITS区序列;同时也对实验室保种的部分来自其它国家和地区的亚历山大藻相关序列进行了测序和分析,并以此作为序列分析中的参考。采用ClustalX及MEGA2软件对所得到的序列信息进行了综合分析与对比。结果表明,分离自南海的塔玛亚历山大藻(Alexandriumtamarense)和分离自东海的链状亚历山大藻(A.catenella),即便是在ITS区和LSUrDNA等高变区,其序列信息也完全一致。与基因库中搜索到的其它亚历山大藻rDNA序列信息相比较,中国沿海的塔玛/链状亚历山大藻序列更接近于塔玛复合种的“亚洲温带”基因型。对于分离自南海的另外两株未定种的亚历山大藻,通过对比序列信息,发现它们与相关亚历山大藻(A.affine)非常接近。分离于我国台湾地区的微小亚历山大藻(A.minutum)在序列上与分离自新西兰的藻株相似,而与分离自欧洲的微小亚历山大藻藻株相差较大。中国沿海亚历山大藻rDNA序列信息的获得为针对有毒藻种设计特异性核酸探针,发展灵敏快速的生物检测技术奠定了基础。     

东海大规模赤潮危害影响的实验研究——对黑褐新糠虾和卤虫的毒性效应

The effects of Prorocentrum donghaiense,Karenia mikimotoi,Alexandrium catenella,the causative species of Harmful Algal Blooms in the East China Sea,on the survival and growth of Neomysis awatschensis and Artemia salina were investigated.And the toxicity of eleven strains of Alexandrium----A.lusitanicum(AL-1)、A.minutum(AM-1)、A.spp.(A-K)、A.tamarense(ATHK,ATCI02,ATCI03,AT5-1,AT5-3,AT-6)、A.affine(AS-1,AC-1) to the two above organisms were compared. The results showed that P.donghaiense and K.mikimotoi had no adverse effect on the survival and growth of N.awatschensis and A.salina at 96h.However,the survival rate of N.awatschensis and A.salina declined linearly with the increasing density of A.catenella,and the 96h LC₅₀ for N.awatschensis and A.salina was 4500 and 460 cells/mL,respectively, Five strains of Alexandrium----A.spp,A.lusitanicum (AL-1),A.tamarense(AT5-3,AT-6) and A.affine (AS-1)at the density of 4000cells/mL and 96h had no adverse impacts on N.awatschensis. But other six strains of Alexandrium a.Tamarense(AT5-1,ATHK,ATCI02,ATCI03),A.affine(AC-1) and A.minutum(AM-1)decreased the survival fate of N.awatschensis significantly. Two strains of Alexandrium----A.lusitanicum(AL-1) and A.tamarense(AT-6),at the density of 500cells/mL. had no adverse effects on A.salina in 96h;while the other Alexandrium strains all had adverse effeets on the survival of a.salina, A.salina could increase its length with the increasing density of P.donghaiense,K.mikimotoi and A.luxitanicum. The results indicate that P.donghaiense and K.mikimotoi have nio significant effect on the survival of crustaeean zoop lankton in a short period. But several Alexandrium specised/strains could influence the survival of crustacean zooplankton likely by non-PSP substances. A.salina is shown to be more sensitive than N.awatschensis as test organisms to harmful species.     

东海大规模赤潮危害影响的实验研究——对黑褐新糠虾和卤虫的毒性效应

近年来,东海长江口邻近海域连年爆发覆盖面积广、持续时间长的大规模东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)赤潮(最高密度达107 cells/mL)(Zhou,2001),在某些区域,链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)赤潮(最高密度达105cells/mL)也伴随发生(周名江等,2003)。2005年还发生了大面积的米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)赤潮(孙军等,2006)。作者针对赤潮危害的形成机制和进一步了解大规模赤潮的发生对整个海洋生态的影响展开了系列研究。黑褐新糠虾(Neomysis awatschensis)是广泛分布于我国沿海的一种小型甲壳生物,多生活于近岸水域,为广温…     

不同氮源对微小亚历山大藻生长和毒素产生的影响

通过尿素、氯化铵、酵母浸出粉和硝酸钠等氮源对微小亚历山大藻(Alexandrium minutum)生长及毒素产生的影响研究,分析了微小亚历山大藻对不同氮源利用状况的差异.结果表明,在氮饥饿条件下,加入硝酸钠和酵母浸出粉能显著促进微小亚历山大藻的生长;高浓度的氯化铵在加入后对微小亚历山大藻有一定的毒性效应,表现为生长停滞,但毒性效应在5 d后消失,并得到与添加硝酸钠及酵母浸出粉相似的增长速率0.21 d-1;添加尿素对微小亚历山大藻的生长没有显著促进作用.在四种氮源中,尿素对微小亚历山大藻毒素产生的刺激作用也最弱,在稳定期每个细胞藻细胞毒素含量维持在6.00~8.00 fmol;添加硝酸钠、氯化铵和酵母浸出粉的藻细胞在稳定期毒素含量分别达到11.85,12.86和14.64 fmol.硝酸钠和氯化铵刺激藻毒素产生的效果比酵母浸出粉更为直接.四种含氮营养盐对微小亚历山大藻毒素组成的影响都很小.     

日本虎斑猛水蚤在抑食金球藻中存活、发育和繁殖的实验研究

抑食金球藻(Aureococus anophagefferens)可以形成褐潮, 并对贝类、浮游动物等多种生物均能造成不利影响。为进一步探究抑食金球藻对浮游动物的影响, 本文以日本虎斑猛水蚤(Tigriopus japonicus)为实验生物, 研究抑食金球藻对日本虎斑猛水蚤摄食、存活、生长发育以及繁殖的影响。日本虎斑猛水蚤具有易于在实验室培养、生长周期短、雌雄异体等优点, 是海洋毒性污染物检测的模式生物。实验利用高效液相色谱分析方法, 在日本虎斑猛水蚤体内色素中检测到了抑食金球藻的特征色素19’-丁酰氧基岩藻黄素(But-fuco), 表明日本虎斑猛水蚤能够摄食抑食金球藻。当微藻生物量(相对碳含量)分别同为0.7 μg/mL和7.2 μg/mL时, 在抑食金球藻中无节幼体发育至桡足幼体及成体的存活率均高于以青岛大扁藻为饵料的对照组, 但无显著差异, 并且在前者中无节幼体的发育时间显著低于后者, 12 d内雌体的产卵次数与产卵量显著高于后者。结果表明, 日本虎斑猛水蚤在抑食金球藻中能进行正常的生命活动, 并且是首次报导的一种能够在抑食金球藻中正常摄食、生存、生长发育和繁殖的浮游动物。因此, 当褐潮发生时, 由于贝类幼体等生物会受到显著的不利影响, 日本虎斑猛水蚤等抗性较强的生物可能会成为优势种, 从而会影响浮游动物群落结构的组成, 进而可能会使整个海洋生态系统发生变化。本研究有助于全面了解褐潮对海洋生态系统的影响。     

有害赤潮与原生动物相互作用的研究进展

近年来有害赤潮在全世界频繁爆发,规模也呈逐渐增大的趋势,其对海洋生态系统结构和功能的影响,引起了广泛关注。原生动物是海洋生态系统中微食物环的重要组分,通过其摄食,可以将中型浮游动物难以摄食的有机颗粒、微型浮游植物和微微型浮游生物连接到高级消费者。由于形成有害赤潮的浮游植物大都是细胞较小的微型浮游植物,因此,有害赤潮和原生动物的关系密切。     

麻痹性贝毒PSP在紫贻贝体内的累积、转化与排出

于1998年9月在青岛鲁迅公园附近礁石区采集紫贻贝（Mytilus edulis)，采用实验室培养的方法，初步研究了塔玛亚历山大藻（Alexandrium tamarense,ATHK)产生的麻痹性贝毒（Paralytic Shellfish Poison,PSP)在其体内累积、转化与排出的规律。结果表明，在累积实验阶段，紫贻贝内脏的和肌肉中的PSP毒素含量均随实验时间的延长而逐渐增加，累积实验结束时，平均每只贝体内的PSP毒素含量为13.40nmol，毒性水平为12.24ugSTXEq/100g，紫贻贝内脏中的毒素含量远远高于肌肉，内脏中PSP毒素占贝体内PSP毒素总量的97.5%。在8天的排出实验阶段，贝体内的PSP毒素总量呈下降趋势，实验结束时，PSP毒素共排除了约50%，每天排除率约为9%。     

苏北浅滩养殖筏架附生绿藻入海过程在黄海绿潮形成中的作用

本研究采用现场定量观测为主的研究方法,在2017年5月期间对苏北浅滩竹根沙收紫菜养殖筏架作业过程进行跟踪调查;对养殖筏架绠绳附生绿藻自然脱落和收筏架作业过程人为刮落附生绿藻,以及收筏架作业前后入海的漂浮绿藻生物量进行定量观测。结果表明:筏架绳附生绿藻自然脱落率低,为3.58%±0.78%;收筏架作业过程中绠绳上刮落绿藻生物量为(12±3)kg湿重/根,由此估算2017年整个苏北浅滩刮落的生物量估算可达到万吨湿重;收筏架作业后海域漂浮绿藻生物量是作业前的7.6倍。研究结果进一步明确了收筏架作业过程中人为刮落绿藻是目前筏架附生绿藻最主要的入海方式。刮落绿藻是海水中漂浮绿藻的主要来源,其生物量对南黄海绿潮的规模大小有重要的影响。研究结果为绿潮防控措施的制定和实施提供科学依据。     

塔玛亚历山大藻和赤潮异弯藻对黑褐新糠虾和卤虫的急性毒性作用

以黑褐新糠虾和卤虫为实验材料,研究了两种典型有毒有害赤潮藻,塔玛亚历山大藻和赤潮异弯藻的毒性.结果表明塔玛亚历山大藻和赤潮异弯藻都能影响糠虾的存活,在9 h内塔玛亚历山大藻和赤湖异弯藻对糠虾的半致死浓度分别约为7000和450 000个/cm3;在24 h内塔玛亚历山大藻和赤潮异弯藻对卤虫存活没有显著影响,而赤潮异弯藻能对卤虫的活力产生强烈的抑制作用,0.1,1.5,5和24 h的半抑制浓度分别为15 000,7500,4500,3000个/cm3,但在赤潮异弯藻较低浓度为3000个/cm3时,经过48 h卤虫的运动能力能够恢复到正常水平.结果表明,这两种有害藻对同一种生物的毒性大小存在差异,而这两种甲壳类生物对同一种有害藻的反应也不相同.