IHB OpenIR  > 学位论文
我国滇池潜在产鱼腥藻毒素蓝藻的时空分布和产毒特性的研究
王素钦
Subtype博士
Thesis Advisor甘南琴
2018
Degree Grantor中国科学院水生生物研究所
Place of Conferral武汉
Abstract

湖泊水体富营养化引发的大面积蓝藻水华已成为世界范围内的重大环境问题,一些蓝藻水华产生的有害的次级代谢产物如蓝藻毒素,对淡水生态系统和人类健康造成了严重的威胁。鱼腥藻毒素(Anatoxins,ATXs)是一类主要的蓝藻神经毒素,主要由鱼腥藻、束丝藻、颤藻和拟柱胞藻等蓝藻产生。鱼腥藻毒素是神经细胞的后突触去极化剂,可以阻断神经元和肌肉细胞间信号的传递,导致动物呼吸麻痹而死亡。因水体受鱼腥藻毒素污染而引发的家畜和野生动物中毒死亡事件已有多例。在我国,束丝藻和鱼腥藻是仅次于微囊藻的常见蓝藻水华的种类,微囊藻和微囊藻毒素已经受到了广泛关注并得到了深入的研究,而关于产鱼腥藻毒素蓝藻如束丝藻和鱼腥藻的研究却较少。本研究在调查了分离自我国不同湖泊的束丝藻和鱼腥藻藻株的产鱼腥藻毒素能力的基础上,通过分子生物学方法追踪了我国滇池潜在产鱼腥藻毒素蓝藻的时空动态分布,研究了环境因子(CO2和光强)对两株丝状蓝藻产鱼腥藻毒素特性的影响。主要研究内容和结果总结如下:(1)建立了利用HPLC-PDA和UPLC-MS/MS检测鱼腥藻毒素的分析方法。对分离自我国不同淡水湖泊的91株束丝藻和鱼腥藻进行了产毒基因anaC的PCR检测,发现2株柔细束丝藻FACHB 1039和FACHB1040含有anaC基因。UPLC-MS/MS检测进一步发现Aphanizomenon gracile FACHB 1039可以产生约135 μg/g DW ATX和2.7 μg/g DW HATX,A. gracile FACHB 1040可以产生约1510 μg/g DW ATX。其中藻株A. gracile FACHB 1039分离自滇池。(2)在滇池开展了近两年的野外调查研究,建立了基于anaC和cpcBA-IGS基因qPCR定量滇池潜在产鱼腥藻毒素蓝藻、束丝藻和鱼腥藻类群的方法,追踪滇池产鱼腥藻毒素蓝藻、束丝藻和鱼腥藻的时空动态变化,结果表明滇池主要的潜在产鱼腥藻毒素蓝藻是束丝藻。滇池潜在产鱼腥藻毒素蓝藻与束丝藻的丰度变化具有同步性,在12月份开始出现,3月份维持着较高生物量,到4、5月份逐渐消失。鱼腥藻在3-4月份及7-9月份出现较高的生物量。滇池北部潜在产鱼腥藻毒素蓝藻丰度要高于中部和南部,但潜在产鱼腥藻毒素蓝藻丰度占有比例(2.13%)却低于中部(16.72%)和南部(19.17%)。(3)对不同CO2浓度条件下两株丝状蓝藻Cuspidothrix issatachenkoi RM-6和A. gracile FACHB 1039的生理及产鱼腥藻毒素特性进行了研究。结果表明,通0.2% CO2培养条件下两株产毒藻的生长速率要高于空气组,0.2% CO2组的光合作用效率(Fv/Fm)也要高于空气组。不同CO2浓度对两株藻毒素合成的影响具有藻株间差异,0.2% CO2能显著促进C. issatachenkoi RM-6合成鱼腥藻毒素(p < 0.05),毒素含量约是空气组的2.58倍。相应地高CO2条件下C. issatachenkoi RM-6 藻株的鱼腥藻毒素合成基因anaC的表达水平也发生了明显上调;而A. gracile FACHB 1039的毒素合成在不同CO2浓度培养条件下无显著差异(p > 0.05)。C. issatachenkoi RM-6在生长的对数期毒素合成水平最高,而A. gracile FACHB 1039在生长的对数期早期毒素合成水平最高;两株藻在培养期的早中期释放胞外毒素较多而非在后期,推测胞外毒素是细胞在生长过程中主动地释放而非在死亡裂解后被动释放。(4)对不同光照条件下两株丝状蓝藻C. issatachenkoi RM-6和A. gracile FACHB 1039的生理及产鱼腥藻毒素特性进行了研究。结果表明,高光强组两株产毒藻的生长速率要显著高于低光强组,高光强组光合作用效率(Fv/Fm)显著高于低光强组。藻株A. gracile FACHB 1039在低光条件下的毒素含量显著高于高光强(p < 0.05),而C. issatachenkoi RM-6在两种光强条件下毒素的含量无显著性差异(p > 0.05)。本论文建立了可靠的鱼腥藻毒素的分析方法,继而对我国常见水华蓝藻束丝藻和鱼腥藻的产毒能力进行了检测;本研究系统揭示了滇池潜在产鱼腥藻毒素蓝藻的种类及其时空动态分布;并初步探讨了环境因子(CO2和光强)对鱼腥藻毒素合成与释放规律的影响。上述研究为快速有效地分析鱼腥藻毒素提供了方法参考,丰富了对我国水华蓝藻的产毒特性的认识,并对蓝藻毒素污染问题的评估和防治,保障饮用水安全和人体健康具有重要的参考意义。

Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.ihb.ac.cn/handle/342005/39074
Collection学位论文
Recommended Citation
GB/T 7714
王素钦. 我国滇池潜在产鱼腥藻毒素蓝藻的时空分布和产毒特性的研究[D]. 武汉. 中国科学院水生生物研究所,2018.
Files in This Item:
File Name/Size DocType Version Access License
毕业论文-王素钦.pdf(5211KB)学位论文 限制开放CC BY-NC-SAApplication Full Text
Related Services
Recommend this item
Bookmark
Usage statistics
Export to Endnote
Google Scholar
Similar articles in Google Scholar
[王素钦]'s Articles
Baidu academic
Similar articles in Baidu academic
[王素钦]'s Articles
Bing Scholar
Similar articles in Bing Scholar
[王素钦]'s Articles
Terms of Use
No data!
Social Bookmark/Share
All comments (0)
No comment.
 

Items in the repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.