水华蓝藻毒素研究概述
蓝藻水华及其所产生藻类毒素的研究进展
28生物技术世界 BIOTECHWORLD蓝藻大约出现在距今33～35亿年前,目前人们所发现的蓝藻大概有2000种,在我国有记录的蓝藻约有900种,其遍布于世界各地[1]。
蓝藻是所有藻类生物中最简单、最原始的一类,蓝藻的细胞中央有核物质,虽然核物质内没有核膜和核仁,但其仍具有核的功能[2]。
其繁殖方式分为营养繁殖和产生内生孢子或外生孢子的无性生殖两种。
1 蓝藻水华的产生蓝藻水华的发生机理一直都是生态学领域所关注的热点问题。
经过多年来的不断探索,科学家们先后提出了几种可能性的理论或假说,从某些方面对蓝藻水华的产生进行了阐述。
(1)氮磷比假说Redfield 认为氮磷比为16时对藻类的生长是最适宜的[3],实验也证明了氮磷比为16时会出现束丝藻水华[4],其他学者所做的研究也从不同方面支持和补充这一说法,Smith [5]认为发生蓝藻水华时水蓝藻水华及其所产生藻类毒素的研究进展赵天琦 宋福强(黑龙江大学 黑龙江哈尔滨 150080)摘要:蓝藻水华已经成为人类所关注的重要环境问题之一。
在最近的几十年里,我国的湖泊生态系统受到损害,水体质量有所下降,我国的经济和发展受到一定的制约。
藻类毒素的产生是蓝藻水华带来的主要危害之一,有研究表明世界上25%～75%的蓝藻水华会产生藻毒素。
本文对蓝藻水华及其所产生的藻类毒素的种类、毒性作用等方面进行综合阐述,旨在为生态环境保护和人类健康提供理论依据。
关键词:蓝藻水华 藻毒素 毒性作用中图分类号:X52文献标识码:A 文章编号:1674-2060(2015)06-0028-02Advances in algae blooms and toxinsproduced by cyanobacteriaAbstract:China is one of the countries where cyanobacterial bloom happens most frequently and has the most extensive distribution. In recent decades,China’s economy and development has been restricted due to the damage of lake ecosystem, along with the harm to its function and declining water quality.The main harm that cyanobacterial bloom brings comes from algal toxins. Some research shows that algal toxins can be produced by 25%～75% of cyanobacterial bloom in the world. In this paper, the toxic effects of cyanobacteria toxins and other aspects of the comprehensive elaboration aims to provide a theoretical basis for environmental protection and human health.Key Words: cyanobacteria blooms; algal toxins;toxicity表1-1 常见的蓝藻毒素Table 1-1 Common cyanobacterial toxins蓝藻毒素 毒性靶器官 产毒蓝藻 环肽类微囊藻毒素（microcystin） 肝脏微囊藻（Microcystis） 鱼腥藻(Anabaena) 颤藻(Oscillatoria) 念球藻（Nostoc） 软管藻(Hapalosiphon) 项圈藻（Anabaenopsis） 节球藻毒素（nodularin） 肝脏 鱼腥藻(Anabaena) 颤藻(Oscillatoria)束丝藻（Aphanizomenon） 生物碱鱼腥藻毒素(anatoxin)神经突触鱼腥藻(Anabaena) 颤藻(Oscillatoria)束丝藻（Aphanizomenon） 污秽毒素(aplysiatoxin)皮肤 颤藻(Oscillatoria) 林氏藻（Lyngbya） 裂须藻（Schizothrix）筒胞藻毒素（cylindrospermopsin） 肝脏筒胞藻（Cylindrospermopsis Umezakia） 束丝藻（Aphanizomenon） 林氏藻毒素（lyngbyatoxin-a）皮肤，胃肠系统林氏藻（Lyngbya） 石房蛤毒素（saxitoxin） 神经轴突鱼腥藻(Anabaena) 林氏藻（Lyngbya）束丝藻（Aphanizomenon）筒胞藻（Cylindrospermopsis Umezakia）脂多糖类 能危害任何暴露的组织以上各种蓝藻都产生29BIOTECHWORLD 生物技术世界体中总氮磷比不超过29。
中国太湖蓝藻水华发生的生态学机制研究
中国太湖蓝藻水华发生的生态学机制研究
近年来中国太湖频繁出现蓝藻水华，给当地的生态环境和水资源带来了很大的
威胁。
为了探究这一问题，很多学者对太湖蓝藻水华发生的生态学机制进行了深入的研究。
首先，太湖水华形成的根本原因是水体富营养化，这一现象的产生是由于人类
活动和自然因素等多种因素综合作用的结果。
太湖周边的人口不断增多，随之而来的是大量的化学污染物、生活垃圾和废水排放。
这些垃圾和废水中包含了丰富的营养物质，如氮、磷等，这些养分在水中会转化为植物生长所需的有机物质，形成水体富营养化的现象。
其次，太湖水体富营养化的产生又加速了藻类生长的速度。
水华是以蓝藻为主的。
蓝藻是一种单细胞生物，其存在形式通常是细胞在水体中聚集，形成大量类似显微镜下观察到的绿色细胞。
太湖的富营养化使得水体中的营养物质含量非常高，对蓝藻的生长起到了极大的促进作用。
除此之外，太湖蓝藻水华的形成还与环境因素的影响有关。
在太湖生态系统中，夏季的气温和光照强度都非常高，这为蓝藻的生长创造了非常有利的环境条件。
此外，太湖的水体水动力学也非常重要，由于太湖的面积较大，因此水流运动较慢，这为蓝藻在水体中停留生长提供了足够的时间和空间。
总之，太湖蓝藻水华发生的生态学机制非常复杂，需要多个因素的综合作用才
能真正达到发生水华的程度。
因此，为了预防和治理水华问题，不仅需要从源头上控制污染物的排放，还需要综合考虑水文、生态、环境等因素，制定出一系列科学合理的管理办法，以达到最佳的治理效果。
蓝藻水华会产生毒素吗
蓝藻水华会产生毒素吗
目前蓝藻引起水华是最为普遍的现象，蓝藻水华已经成为了一种很有威胁的自然现象，而且蓝藻水华不同于别的藻类水华，危害性很大，那么蓝藻水华会产生毒素吗?
蓝藻水华会产生毒素。
蓝藻大量死亡时会产生蓝藻毒素、大量羟胺及硫化氢等有毒有害物质严重败坏养殖水体，直接危害养殖动物，间接通过食物链影响人类身心健康;另外死亡的蓝藻释放大量有机质，散发腥臭味，刺激了化能异养细菌的滋生，其中大部分化能异养细菌对水产养殖动物来说并不是有益菌，而是致病菌，从而进一步导致继发感染细菌性疾病的发生。
蓝藻发生原因
1、水温：蓝藻的生长速度随着水温的升高而加快。
在常温条件下，一些有益的单细胞藻类生长速度并不比蓝藻慢，只有当气温达到20℃所以受其它藻种的生长制约，蓝藻并不可能在常温条件下大规模暴发，只有进入高温季节，蓝藻的生长速度优势才会体现出来。
所以温度是蓝藻暴发的主要因素之一。
2、富营养化：进入养殖高峰期后，养殖水体中富营养化，养殖生物自身的排泄物对养殖水体也是一种污染。
在过去我们往往忽略了养殖生物的自身污染。
所以不经常换水的池塘中往往更容易暴发蓝藻。
如果蓝藻没有充分的营养也是很难生长的。
3、有机磷：有机磷并不是磷酸盐之类的，它广泛存在于各类化工污水中，另外在生活污水中也有有机磷，生活污水中有机磷主要存在于洗衣机中，有机磷是蓝藻生长的必须因素。
当前很多专家学者均认为治理蓝藻最直接最根本的办法就是除去有机磷。
蓝藻水华会产生毒素，上面对其蓝藻水华产生的毒素和引起的原因都有详细的讲解，要多关注，多了解海洋灾害小知识，对其水华现象的形成原因与治理措施等要多加了解。
蓝藻毒素
②生理性状的变化
小白鼠死亡后立即解剖取肝脏, 0.5 ml 组肝脏暗红、充血、肿大; 1.0 ml 组肝 脏褐红色、斑块状充血、肿大;2.0 ml 组肝脏深红褐色、部分出现棕褐色斑块、肿大; 2.8 ml 组肝脏可见明显且布满肝脏表面大小为0.2~ 0.3mm 的紫斑, 可清晰见到充血 的毛细血管, 肝脏明显肿大。肝脏经称重, 肝重为肝脏解剖取出时的湿重, 肝重率为 肝重与体重比值, 其变化见表2。
4
微囊藻毒素（MC)
在淡水环境的水华中发现的最常见的蓝藻毒素为微囊藻毒素（MC), 由7 个氨基酸组成,主要产自微囊藻、鱼腥藻、颤藻、念珠藻(Nostoc)、项圈藻 (Anabaenopsis)等浮游性蓝藻
6
MC对哺乳动物的毒性效应(肝毒性) • MC 的嗜肝性
MC有明显的嗜肝性。MC的嗜肝性可能与肝细胞上表达丰富的有机阴 离子转运多肽(OATP)有关。OATP 家族的OATP1B1 和OATP1B3 是特异性分 布于肝细胞基底外侧( 窦状) 质膜上的转运蛋白。两者转运的大部分物 质相同, 包括磺溴酚钠、胆汁酸、甲状腺激素等外源性物质。采用表达 OATP1B1 和OATP1B3 的Hela转染细胞检测MC-LR毒性,结果转染OATP1B1和 OATP1B3的Hela细胞比未转染的对照Hela细胞对MC 更加敏感, 这表明 OATP1 介导MC-LR 的转运在MC-LR 毒性的发挥中有重要作用。
饮用水藻毒素污染对中国南方原发性肝癌(HCC)发病率的影响
我国肝癌高发区主要分布在东南沿海地区, 原发性肝癌 (HCC)发病率与沟塘水的利用有密切关系, 通过对沟塘饮用 水中的蓝藻毒素的测定, 发现沟塘和河流饮用水中的MC 是 东南沿海地区肝癌高发的危险因素之一。
• 我国厦门市同安地区1987-1989 年肝癌标化死亡率为(40-45)/10 万人; 通过对63 份水样(1998 年8月)的分析, 藻毒素MC 的阳性检出率为 77.5%, 最高检出值696ng/L, 浅井水藻毒素中值121ng/L, 远高于国内其 它地区(表1); 肝癌高发村井水中的藻毒素含量明显高于肝癌低发村的井 水.
湖泊蓝藻水华生态灾害形成机理及防治的基础研究
第23卷 第11期2008年11月地球科学进展ADVANCES IN E ARTH SC I E NCEVol.23 No.11Nov.,2008文章编号:100128166(2008)1121115209湖泊蓝藻水华生态灾害形成机理及防治的基础研究3吴庆龙1,谢 平2,杨柳燕3,高 光1,刘正文1,潘 纲4,朱本占5(1.中国科学院南京地理与湖泊研究所,湖泊与环境国家重点实验室,江苏 南京 210008;2.中国科学院水生生物研究所,淡水生态与生物技术国家重点实验室,湖北 武汉 430072;3.南京大学,污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏 南京 210092;4.中国科学院生态环境研究中心,环境水质学国家重点实验室,北京 100085;5.中国科学院生态环境研究中心,环境化学与生态毒理学国家重点实验室,北京 100085)摘 要:湖泊具有供水、渔业、旅游、维持区域生态系统平衡等功能,是支撑我国经济和社会发展的重要资源之一。
但是近30年来,湖泊富营养化所导致的蓝藻水华频繁暴发,生态灾害事件频发,严重影响湖泊功能的发挥,制约区域经济可持续发展。
针对国家在保障区域水安全和生态安全、保护人民健康及建设和谐社会等方面的重大需求,国家重点基础研究发展计划项目“湖泊蓝藻水华生态灾害形成机理及防治的基础研究”于2008年7月正式立项。
项目拟解决的关键科学问题包括:①湖泊蓝藻水华主要衍生污染物的形成机理、迁移转化规律和毒理效应;②蓝藻水华导致湖泊生态系统结构变化和功能退化的机理;③蓝藻水华生态灾害评估及调控机理。
针对上述科学问题,项目以蓝藻水华污染物的产生、湖泊生态系统结构与功能的响应以及生态灾害的评估与调控为研究主线,重点开展以下几个方面的研究:①蓝藻水华衍生污染物的产生及其环境过程;②蓝藻水华衍生污染物的毒理效应与生态和健康风险;③蓝藻水华导致湖泊生态系统结构变化与功能退化的关键过程和机制;④蓝藻水华灾害治理和调控的的技术原理和途径。
蓝藻水华的防治及资源化研究
藻类主要特征
1、藻类是低等植物，分布广，绝大多数生活于水中 。 2、个体大小相差悬殊，小球藻3-4μm ，巨藻长60m 。 3、具叶绿素，能进行光合作用的自养型生物。 4、没有真正的根、茎、叶的分化，又称叶状体植物 。 5、繁殖器官简单，以单细胞的孢子或合子进行繁殖 ，无胚，又叫孢子植物。
蓝藻是什么? 蓝藻在地球上大约存在了35-33亿年，种类 繁多，螺旋藻，发菜等都属于蓝藻的一种。 其繁殖速度快。生命能力强，在富营养化的 水体中容易大量爆发。平时在养殖水面、湖 泊中，看到的漂在水面上一层绿油油植物， 那就是蓝藻，当蓝藻集群，并在水面形成一 层数十厘米厚的蓝绿色而有腥臭味的浮沫， 像一层粘糊糊的油漆时，叫做“水华”。
蓝藻的主要特征
1.细胞壁由纤维素和果胶质组成，细胞外有的具 胶被或胶鞘。 2.无色素体，色素均匀地散在细胞周围的原生质 内。色素成分主要为叶 绿素a、β胡萝卜素、藻 胆素。 藻胆素是蓝藻的特征色素，包括蓝藻藻 蓝素（c-phycocyanin, C34H47N4O8）、蓝藻藻红 素(c-phycoerythrin, C34H42N4O9) 和别藻蓝素 (Allophycocyanin)等。 3. 无细胞核，只具核质而无核仁和核膜。属原 核生物，称为蓝细菌。
蓝藻水华的防治及资源化研究
内容
1 2 3 4
藻类和蓝藻简介 蓝藻水华的危害与防治 蓝藻水华资源化
蓝藻水华资源化存在问题及对策
1Leabharlann 藻类和蓝藻简介一 藻类及其分类系统 藻类是一类形态多变的、近似植物的 生物； 藻类缺乏根、茎、叶等高等植物典型 的结构； 微型藻类被称作浮游植物； 蓝藻被认为是地球上最早出现的生命 形态。
蓝藻水华的形成原因
1 环境条件适宜 蓝藻水华多发生在夏季6-9月，有明显的季节性，受温 度、阳光、营养物质的影响；温度在20℃以上；水体PH值偏 高、光照度强且时间久的条件下，蓝藻形成气囊浮出水面并 且迅速繁殖，以至形成蓝藻水华的现象。 2 鱼种放养不合理 在施肥量较高且有大量生活水污水排入湖中。水中营 养盐类丰富，能促进蓝藻、铜绿微小鱼藻、螺旋藻等大量繁 殖。如果此时猎食这些藻类的花白鲢、罗非鱼数量没有或很 少。则大量浮草植物会在水中老化死亡腐烂。 3 施肥不均匀 一般是说前期施肥量过大，或后期施肥量少或不施肥 。导致大量浮草植物漂浮出水面而形成水华现象
蓝藻水华现象
蓝藻水华现象
蓝藻水华是由蓝藻短时间的爆发性增殖产生的一种现象。
在一些营养丰富的水体中，由于难以消化所以很多鱼类不吃。
有些蓝藻常于夏季大量繁殖，并在水面形成一层蓝绿色而有恶臭味的浮沫，称为“水华”。
水华的危害主要有：
（1）藻类爆发式的繁殖大量消耗水体中的溶解氧，造成水生群落中鱼、虾、贝类等其他物种死亡，物种趋向单一，水体功能发生退化，导致整个生态系统失衡。
（2）藻类大量生长使水体透明度下降，沉水植物大量死亡，并且藻类死亡后会散发有毒物质及腥臭味，不但影响水体景观还会影响周边的空气质量。
（3）形成水华的藻类可产生大量藻毒素造成水源污染，藻毒素主要包括肝毒素、神经毒素和内毒素，可通过消化道途径进入人体，引起腹泻、神经麻痹和肝损伤，严重者甚至死亡。
蓝藻水华危害防治措施论文
蓝藻水华危害防治措施论文摘要：蓝藻水华会造成鱼虾死亡，导致水体污染，水道堵塞，对人类的生产和生活造成严重的影响。
除此之外，蓝藻毒素也会严重地危害人类的健康。
我国众多湖泊水体蓝藻水华发生频率高，藻类生物量巨大，水华种类的产毒力强，因此，迫切需要具有长效、经济和安全的预防和控制蓝藻水华策略和技术措施。
本文简要地介绍了蓝藻水华的发生机理，并结合国内外爆发蓝藻水华事件及后果，分析水华爆发的三大危害，提出防治措施。
关键词：蓝藻水华；发生机理；危害水资源是人类赖以生存的物质基础。
但近年来，我国的江河、湖泊及近海海域的氮磷污染呈加重趋势，内陆主要湖泊的水体富营养化程度加深。
水体富营养化导致部分藻类以及其他水生生物异常大量繁殖，造成水体透明度下降，产生异味，水体功能遭到破坏。
2007年太湖、滇池以及巢湖蓝藻暴发进一步引起了人们对水体富营养化的关注。
因此，治理富营养化水体，防治水华，恢复水体的综合功能，已成为当前水环境与水资源保护研究的中心问题之一。
一蓝藻与蓝藻水华蓝藻是藻类生物，又称蓝细菌或蓝绿藻，大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣，因此又叫牯藻，一般呈蓝绿色，是地球上最早出现的光合自养生物。
已知蓝藻约2000种，中国已有记录的约900种，分布十分广泛，遍及世界各地，但大多数(约75％)生活在淡水中，少数分布在海水中。
在环境条件适宜时，某些蓝藻能快速生长，当达到一定生物量时，这些蓝藻在水体表层大量聚集。
形成肉眼可见的藻类聚集体，即蓝藻水华。
二水华的发生机理水华又称“水花”或“藻花”，是当水体处于富营养状态时，只要具备适当的温度、光照、风浪悬浮等有利于藻类滋生的气象、水文等自然地理条件，就能促使淡水水体中某些蓝藻类过度生长繁殖或聚集并达到一定浓度，引起水体颜色变化，并在水面上形成或薄或厚的绿色或者其他颜色的藻类的漂浮物的现象。
蓝藻水华爆发需有以下条件：水体处在重度富营养化状态。
富营养化是指水体中的主要营养物氮、磷含量增加导致浮游生物过量繁殖的现象。
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收稿日期:2003-12-01 基金项目:国家重点基础研究发展规划资助课题(2002C B412306)水华蓝藻毒素研究概述胡宗达,周元清 (云南大学生态地植物研究所,云南昆明650091)摘 要:随着科技进步,发现的有毒种类越来越多,毒素分子结构的研究也越来越清楚。
在大量文献的基础上,综合介绍水华微囊藻毒素、水华束丝藻毒素和水华鱼腥藻毒素对动物的毒害、毒素结构、检测方法和去除方法,并讨论存在的问题。
关键词:水华蓝藻;藻毒素;检测方法中图分类号:X173 文献标识码:A 文章编号:1006-947X (2004)03-0008-04 蓝藻(Cyanophyta )是生物界中一类古老且十分特殊的生物类群,分布广泛,适应力强,在腐烂物质、水体表面或底层皆有分布。
其重要繁殖场所之一是淡水,尤其是富营养化淡水湖泊。
淡水湖泊中常见蓝藻主要有微囊藻(Microcystis )、鱼腥藻(Anabaena )、颤藻(Oscillatoria )、聚球藻(Syne 2chococcus )、层理鞭线藻(Mastig oclaminosus )等。
目前已知产生毒素的淡水蓝藻约12属26种[4],其中易形成水华的常见种有铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa )、水华鱼腥藻(Anadaena flos -aquae )和水华束丝藻(Aphanizomenon flos -aquae )。
这3种蓝藻可分为有毒品系和无毒品系。
滇池是蓝藻水华污染相当严重的淡水湖泊之一,认识了解蓝藻毒素及其检测和去除方法,具有重要的现实意义。
本文综合介绍水华微囊藻毒素、水华束丝藻毒素和水华鱼腥藻毒素对动物的毒害、毒素结构、检测方法和去除方法,并讨论存在的问题。
1 水华蓝藻毒素1878年Francis 首次发现某些淡水“水华”蓝藻引起动物中毒死亡的现象。
Schwimmer 、Schwim 2mer 及G orham 等分别综述报道了北美洲湖泊、水库和池塘中的水华蓝藻导致动物中毒的事例[19]。
在欧、亚、非、南美洲等气候相似地区也有类似中毒死亡现象发生。
111 微囊藻毒素(MCY STs )微囊藻毒素主要是在Microcystis 、Anabaena 、Oscillatoria 、N ostoc 等属中的种类产生[26]。
属于一种肝毒素或一种细胞内毒素。
完整细胞没有毒性,在衰老、死亡或破裂后毒素才释放出来,表现毒性。
11111 微囊藻毒素淡水藻类中,毒性最强、污染最广、最严重的是蓝藻门。
目前已肯定的有毒藻类有铜锈微囊藻、水华鱼腥藻、水华束丝藻、阿氏颤藻、泡沫节球藻及念珠藻等。
这些藻类不只产生一种毒素,如环境发生变化,一种藻类可产生几种毒素。
蓝藻门中几个属产生的次生代谢产物可分为两类。
一类是肝毒素,主要包括七肽微囊藻毒素、五肽节球藻毒素和m otpurin 等,以微囊藻毒素为代表;另一类是神经毒素,主要是钠通道阻断蛤蚌毒素及类似物[24]、后突触神经类毒素和高类毒素、有机磷胆碱酯酶抑制毒素等[25],以鱼腥藻毒素为代表。
11112 微囊藻毒素对生物的影响MCY STs 主要以肝脏为靶器官。
动物经灌喂或腹腔注射后,破坏细胞内的蛋白磷酸化平衡,改变多种酶活性,引起肝脏病变,造成一系列生理紊乱。
中毒症状主要表现为虚弱、呼吸沉重、皮肤变白、呕吐、腹泻、毛立和嗜睡等。
如猴子的中毒症状为昏迷、肌肉痉挛、呼吸急促、腹泻等,在数小时或几天内死亡[11]。
赵雄飞(1994)用九山湖和金针湖采集的铜绿微囊藻,经BG 11培养基培养,抽取和分离毒素,对小白鼠腹腔注射。
小白鼠出现呼吸沉重、步履蹒跚、昏睡、最后死亡并出现眼珠发白,肝脏淤血呈深紫红色等症状。
证实九山湖铜绿微囊藻产生的毒—8—云南环境科学 2004,23(3):8-11 C N53-1093/X ISS N1006-947X素对小白鼠有毒性作用,与PCC7820中毒素一样,为肝毒素,而注射金针湖微囊藻的则对小白鼠无害,说明在铜绿微囊藻不同品系中含有毒和无毒品系,原因可有是遗传因素和生理生态因素或二者兼有的缘故[22]。
程凯等(2000)在武汉市解放公园的池塘采样,用腹腔注射法对小白鼠进行试验,再次验证铜绿微囊藻能产生微囊藻毒素,并得出其毒性的大小和水华发生时序有正相关关系。
说明毒素的产生具有阶段性变化。
产生这一现象可能是因为他们之间有某种内在联系[2]。
微囊藻水华具有季节性,毒性变化也常出现季节性差异[3]。
在夏秋季,微囊藻水华大量形成,死亡后将其毒素释放到水体中,引起野生动物和家畜间歇性或重复性的中毒死亡。
人饮用有一定含量的微囊藻毒素淡水时,可引起肝损伤、急性胃肠炎、腹泻及肝癌等症状[23],如1996年在巴西发生的微囊藻毒素血透析导致死亡的著名事件[21]。
家畜及野生动物食用微囊藻后出现腹泻、乏力、厌食、嗜睡、甚至死亡等现象。
微囊藻毒素对鱼类的肝、肾也有毒害作用[16],还对Hela细胞和Verox细胞的生长有抑制和毒性作用[15]。
这些事实说明微囊藻毒素对生物生息繁衍会造成极大威胁。
11113 微囊藻毒素的结构微囊藻是世界淡水湖泊中最常见的水华蓝藻,在我国很多淡水湖泊(如武汉东湖、江苏太湖、安徽巢湖、云南滇池、大理洱海等)中都有蓝藻水华爆发现象。
Louw认为,微囊藻毒素是一种具有强烈慢性肝脏中毒特征的生物碱。
Hughes等(1958)发现并分离得到铜绿微囊藻NRC-1有毒品系。
Bishop等(1959)对铜绿微囊藻NRC-1品系的毒性作全面研究,发现这种微囊藻毒素是由7种氨基酸组成的小分子环状多肽[19],为单环结构:D-丙氨酸-L -X-赤-β-甲基-D-异天冬氨酸-L-Y-Adda -D-异谷氨酸-Mdha。
其中Mdha是一种特殊氨基酸;Adda为3-氨基-9-甲氧基-2,6,8-三甲基-10-苯-4,6-二烯酸;X和Y为两种可变L氨基酸(图1-2)[13,17]。
目前已鉴定约有65个微囊藻毒素变式[11,21],其中多数毒性较高,如MCY ST-LR、MCY ST-RR和MCY ST-Y R等。
11114 微囊藻毒素产生与环境、遗传因子的关系(1)微囊藻毒素产生与环境密切相关。
Utkilen和Bickel的研究证明,环境对微囊藻毒素产生的影响,光最为重,其次,温度也起着重要作用(图3)[3]。
此外对滇池水华铜锈微囊藻和绿色微囊藻研究中发现在低光条件下毒素产量较高,且光强对毒素的影响与温度有关[14],低温条件(8～20℃)微囊藻毒性强,但这并不是微囊藻适宜生长的温度,高光照射下,温度对其毒素几乎无影响。
此外,不同种类营养盐的作用也不一样。
如P、Fe、Zn影响非常明显,在BG11培养基中降低铁和锌的浓度,产量显著提高,而Al、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni和Sn等对其毒素产量无明显影响[18]。
图1 微囊藻毒素的分子结构图2 微囊藻毒素通式图3 不同季节微囊藻水华毒性变化(2)生物遗传主要受DNA控制。
Otsuka等研究了有毒和无毒微囊藻间的关系; Ding研究了上海淀山湖水华爆发时蓝绿藻提取物的遗传毒性[11];Meiβner于1996年发现微囊藻有毒和—9—水华蓝藻毒素研究概述 胡宗达无毒株多肽合成酶基因的同源DAN 序列。
这些研究表明其毒素的产生受遗传因子影响。
Dittman 和Nishizawa 的研究也证明这一点[7]。
112 水华束丝藻毒素(Aphanizomenon flos -aquae toxins )水华束丝藻产生毒素使牛中毒死亡现象早在20世纪初就有报道,但只针对现象而言,无实质性研究进展。
到20世纪60年代初,才真正对水华束丝藻毒素进行研究和探讨。
1978年,Shimizu 研究证明是一种贝毒物(四氢嘌呤生物碱),毒性极强,如注射小鼠,不超几分种小鼠就会发生中毒反应,毒性均大于微囊藻毒素和鱼腥藻毒素[19]。
金传荫等(9981)用Carmichael 先生1980年在美国New Ham pshire 的Durham 附近的小池塘中采集的水华束丝藻NH -5株,进行BG 11培养基培养,提取毒素,采用AOAC 小鼠生物检测法对纯种昆明小鼠(18-22g ,雄性)腹腔注射小鼠出现腹式呼吸,后抽搐并不自主地跳动,最后死亡。
通过研究,证实水华束丝藻NH -5株能产生麻痹性的贝毒素[5]。
水华束丝藻毒素是一种作用于细胞膜水平上的肌肉神经抑制剂,作用机理被认为是通过阻止钠离子流的作用势能,最后抑制神经传导,这些作用机理与石房哈毒素作用机理一致。
113 水华鱼腥藻毒素(Anabaena flos -aquae toxins )水华鱼腥藻毒素是一种细胞外毒素,溶于水,对光、热和碱表现不稳定性,而它的盐酸化合物则是稳定的。
每当温暖季节来临,许多富营养化淡水湖泊常出现有毒水华鱼腥藻爆发现象。
动物饮用此类水后,中毒死亡时有报道。
Ols on ,Firkins 和R ose 对其研究最早。
G orham 等人在1964年首次报道了在加拿大Saskachwean 和Burton 湖泊中形成的无毒水华里分离出有毒品系(NRC -44-1)。
这些毒素能够使小鼠出现麻痹、颤抖、轻度抽搐、最后死亡。
后来Devlin ,Biggs ,Dryden ,Carmichael 等已对水华鱼腥藻毒素的化学结构和毒性进行过研究[19]。
乔明彦等(1994)报道牛饮用达赉湖有毒鱼腥藻水华出现中毒死亡的现象。
后来在此湖采样,研究得知主要是微囊藻和鱼腥藻,并用新鲜鱼腥藻(2914mg/ml )灌喂体重为34kg 的健康羊,发现呼吸困难、腹部肌肉抽动、摇头、流涎等症状,进行切片诊断得知是“中毒性闹病”,而且有轻度肝损伤。
这个试验再一次证实了水华鱼腥藻毒素的毒性[12]。
图4 水华鱼腥藻毒素和水华束丝藻毒素的化学结构2 水华蓝藻毒素的检测方法及去除方法211 目前藻毒素的检测方法主要有生物测试法、化学分析法、免疫检测法、生物化学分析法及酶学方法等[1,11]①生物测试法:采用对小鼠进行灌喂或腹腔注射来鉴定藻毒素的毒性,能较为粗略地判断提取物是否有毒性。
具有操作简便,结果直观、快速等优点,但无法准确定量分析。
②化学分析法:包括高效液相色谱法(HP LC )、HP LC -UV 、HP LC -MS 、PC L 、CE -MS 、毛细管电泳(CE )、薄层色谱法(T LC )及气相色谱法(G C )等,对藻毒素可进行精确的定性、定量检测。
③生物化学分析法:主要包括酶联分析法(E LIS A )、蛋白磷酸酶抑制分析法(PPI A )、免疫检测法、比色法蛋白磷酸酶抑制分析等,此类方法工作原理简单易行、分析速度快、灵敏度较高,但不能对毒素起到良好的鉴别作用。
上述方法方兴未艾,有利有弊,具体实践中要灵活应用,取长补短。