鰭藻生長(zhǎng)和產(chǎn)毒的環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)調(diào)控及株系差異研究.pdf

1、腹瀉性貝類毒素（diarrhetic shellfish poisoning，DSP）是由某些甲藻產(chǎn)生，經(jīng)貝類攝食聚集于體內(nèi)后，通過食物鏈傳遞到高等生物而造成危害的毒素。DSP毒素包含okadaic acid(OA)、dinophysistoxins(DTXs)及其衍生物，以及pectenotoxins(PTXs)。鰭藻（Dinophysis spp.）是腹瀉性貝類毒素的產(chǎn)毒藻之一，是世界廣布種，幾乎遍布整個(gè)沿海國(guó)家，包括英國(guó)、克羅地亞

2、、挪威、智利、巴西、羅馬尼亞、瑞典，加拿大、美國(guó)、中國(guó)、日本以及大西洋等熱帶、亞熱帶海域。雖然鰭藻在世界分布廣泛，但是北美洲關(guān)于DSP毒素中毒事件的報(bào)道卻非常少，特別是發(fā)生在美國(guó)東海岸的DSP有害藻華事件與歐洲、南美洲以及亞洲海域的DSP事件形成鮮明對(duì)比，因此，了解影響鰭藻中DSP毒素積累的因素是什么?與鰭藻本身的產(chǎn)毒能力是否有關(guān)?不同海域，同種鰭藻的產(chǎn)毒能力是否相同?如果鰭藻具有的不同的產(chǎn)毒能力，是否與當(dāng)?shù)睾Ｓ虻纳L(zhǎng)環(huán)境有關(guān)，是否與營(yíng)

3、養(yǎng)物質(zhì)的來源有關(guān)，是否是各種因素共同作用的結(jié)果?為解決這些問題，本論文在成功建立鰭藻培養(yǎng)體系的基礎(chǔ)上，對(duì)影響鰭藻生長(zhǎng)和產(chǎn)毒的環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)和基因調(diào)控等方面因素進(jìn)行研究。
　　 首先，本研究成功建立了來自美洲不同海域的鰭藻培養(yǎng)體系，并對(duì)其形態(tài)分類學(xué)、分子分類學(xué)和毒理特征差異進(jìn)行分析，結(jié)果表明，來自北美洲東海岸Woods Hole， Martha's Vineyard和Bay of Fundy的三株鰭藻DAEP01、DAMV01和DAB

4、OF01在形態(tài)、分子以及毒理特征上相似，被鑒定為漸尖鰭藻Dinophysisacuminata，而另外兩株來自北美洲南部墨西哥海域和南美洲智利海域的藻株DAPA01和DARE01與其它三株形態(tài)、分子以及毒理特征鑒定上有明顯差異，因此將這兩株鰭藻歸屬為漸尖鰭藻復(fù)合種Dinophysis acuminata complex。
　　 其次，本文對(duì)不同海域鰭藻生長(zhǎng)的株系、環(huán)境和食物影響因素進(jìn)行研究，結(jié)果表明，在相同的生長(zhǎng)和培養(yǎng)條件下，被

5、鑒定為漸尖鰭藻D. acuminata的兩株北美洲東海岸鰭藻，DAEP01和DAMV01有相似的生長(zhǎng)率和最大生物量，而另外一株被鑒定為漸尖鰭藻復(fù)合種D. acuminata complex，來自北美洲南部墨西哥海域的藻株DAPA01生長(zhǎng)率和最大生物量比上述兩株鰭藻明顯偏低。對(duì)影響鰭藻生長(zhǎng)的環(huán)境因素研究表明，溫度越高(4～10℃)，鰭藻生長(zhǎng)率越高。但是在相對(duì)較高的兩個(gè)溫度下(6和10℃)，鰭藻的生長(zhǎng)率無(wú)明顯差異，這種變化很可能是由于高溫下

6、(10℃)，食物紅色中縊蟲的質(zhì)量和數(shù)量明顯下降導(dǎo)致。此外，光照對(duì)鰭藻生長(zhǎng)有明顯的影響，在黑暗條件下，鰭藻不能生長(zhǎng)，但光照范圍為65～300μmolphotonsm-2s-1時(shí)，鰭藻生長(zhǎng)沒有顯著變化，表明影響鰭藻生長(zhǎng)的光照限在0～65μmol photonsm-2s-1之間。環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)元素含量(N:P比例范圍為7～81)以及食物質(zhì)量（食物體內(nèi)氮磷含量不同）對(duì)北美洲漸尖鰭藻DAMV01的生長(zhǎng)也沒有顯著影響。綜合上述結(jié)論，漸尖鰭藻是光合混養(yǎng)生

7、物，其生長(zhǎng)同時(shí)需要光照和食物兩個(gè)生長(zhǎng)因素，但是食物質(zhì)量（非食物數(shù)量）對(duì)鰭藻的生長(zhǎng)和生物量沒有影響，此外，漸尖鰭藻也不能吸收溶解態(tài)氮和磷等營(yíng)養(yǎng)元素。
　　 再次，本論文采用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(LC/MS-MS)的方法對(duì)鰭藻的腹瀉性貝類毒素產(chǎn)生量進(jìn)行了檢測(cè)，首先對(duì)北美洲漸尖鰭藻DAEP01的產(chǎn)毒能力進(jìn)行了肯定，確定其產(chǎn)毒成分包括OA，DTX1，PTX2，和okadaic acid diol ester(OA-D8)。隨后，本論文

8、對(duì)鰭藻產(chǎn)毒的生長(zhǎng)周期、環(huán)境和株系差異進(jìn)行研究，結(jié)果表明，在整個(gè)北美洲漸尖鰭藻DAEP01生長(zhǎng)過程中，OA，DTX1，OA-D8和PTX2毒素都可以在藻細(xì)胞中檢測(cè)出來，且生長(zhǎng)周期對(duì)鰭藻產(chǎn)毒有較大的影響。所有毒素含量在細(xì)胞生長(zhǎng)的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期較低，在平臺(tái)生長(zhǎng)中期明顯升高，而OA-D8和DTX1在平臺(tái)生長(zhǎng)末期濃度變化趨勢(shì)不明顯，OA和PTX2濃度則出現(xiàn)顯著降低。盡管DSP的最高毒素含量出現(xiàn)在細(xì)胞的平臺(tái)生長(zhǎng)中期，但最高毒素產(chǎn)生率卻發(fā)生在細(xì)胞的對(duì)數(shù)生

9、長(zhǎng)期，這與對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期較低且恒定的細(xì)胞毒素含量形成對(duì)比，表明此時(shí)細(xì)胞生長(zhǎng)與產(chǎn)毒相平衡，細(xì)胞的生長(zhǎng)率與產(chǎn)毒率呈1:1的正相關(guān)關(guān)系。而到了平臺(tái)期，由于藻細(xì)胞停止分裂，導(dǎo)致DSP毒素在細(xì)胞內(nèi)的積累，而濃度達(dá)到最高。光照對(duì)該株鰭藻的產(chǎn)毒影響明顯，在黑暗條件下，該株鰭藻的產(chǎn)毒量最低，但在光照強(qiáng)度為65～300μmol photonsm-2s-1時(shí)，光照對(duì)其產(chǎn)毒影響不明顯。溫度（4～6℃）對(duì)其產(chǎn)毒量和產(chǎn)毒率也沒有明顯影響。
　　 生長(zhǎng)周期對(duì)北

10、美洲漸尖鰭藻DAMV01的產(chǎn)毒影響與DAEP01相類似，在整個(gè)鰭藻DAMV01的生長(zhǎng)過程中，OA，DTX1和PTX2都被定量檢測(cè)出來，且所有毒素在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期較低，但在平臺(tái)生長(zhǎng)期積累較高。除細(xì)胞毒素含量被檢測(cè)外，溶解態(tài)毒素也在鰭藻DAMV01中得到確認(rèn)，且在平臺(tái)生長(zhǎng)末期，溶解態(tài)毒素含量最高?？偠舅睾浚?xì)胞內(nèi)+細(xì)胞外）在平臺(tái)生長(zhǎng)期有持續(xù)增加的趨勢(shì)。高濃度的游離毒素對(duì)于魚卵和攝食活動(dòng)將產(chǎn)生影響。
　　 此外，本論文還對(duì)來自不同海域的

11、鰭藻產(chǎn)毒組分進(jìn)行分析，在培養(yǎng)條件完全一致的情況下，北美洲三株漸尖鰭藻DAEP01，DAMV01和DABOF01的產(chǎn)毒特征基本相似，主要包括OA、DTX1和PTX2，而漸尖鰭藻復(fù)合種，采自墨西哥灣的藻株DAPA01僅產(chǎn)生OA毒素，采自智利的藻株DARE01僅產(chǎn)生PTX2。定量分析結(jié)果表明，三株產(chǎn)毒組分相同的漸尖鰭藻DAEP01、DAMV01和DAPA01具有相似的產(chǎn)生OA族毒素(OA+DTXs)的能力，其總OA族毒素（OA+DTX1，細(xì)胞

12、內(nèi)+細(xì)胞外）含量相似，但漸尖鰭藻復(fù)合種DAPA01細(xì)胞內(nèi)OA毒素含量最高，其次為DAEP01，而DAMV01產(chǎn)OA毒素能力最弱；PTX2在DAEP01和DAMV01中的含量無(wú)顯著差異。這些數(shù)據(jù)表明，雖然三株鰭藻產(chǎn)生DSP毒素含量類似，但是來自Gulf of Mexico的漸尖鰭藻復(fù)合種DAPA01具有明顯較高的OA含量，而OA毒素是所有DSP毒素組分中毒力最強(qiáng)的毒素，因此該海域的鰭藻在貝類體內(nèi)的累積以及對(duì)人身健康的風(fēng)險(xiǎn)要明顯高于DAEP