米氏凯伦藻(福建株)毒性效应与毒理机制的研究
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已有研究表明,PBDEs可以诱导动物体活性氧的产生,因而可以将抗氧化酶作为PBDEs的生物标记物()研究发现,多数海洋发光菌中有SOD酶()污染物进入生物体后,可能导致生物体产生一系列生理生化特征变化,因此,测定生物体生理生化指标及酶活性变化有助于揭示毒性作用机制。
对于混合物暴露时,氧化应激机制与单一污染物暴露是否相似?联合毒性效应变化与氧化应激机制有何内在关系?是这一部分要关注的主要内容。
本研究拟采用扫描电子显微镜(SEM)观察混合暴露后生物体细胞性状的变化;采用Bradford 法考察生物体蛋白含量变化情况;用分光光度法测定斜生栅藻暴露于混合物后叶绿素a 含量变化情况。
超氧化物歧化酶(SOD)的活性采用氮蓝四唑(NBT)光化还原法测定;脂质过氧化产物丙二醛(MDA)的含量用TBA 比色法测定[7,14,26]。
为了分析联合毒性机制,我们在测定筛选出的6 组加和、协同、拮抗混合物的剂量——效应曲线的同时,设置与剂量——效应曲线浓度系列一致、染毒时间相同的一系列混合体系样品,测定它们的叶绿素a 含量、SOD 活性、MDA 含量变化情况,绘制出剂量——效应——叶绿素a 含量、剂量——效应——SOD 活性、剂量——效应——MDA 含量三维关系图,考察混合体系联合毒性效应变化与生理生化指标变化之间的关系,并与单一化合物的相应结果进行比对,结1、粗酶液的提取()方法1():参照孙利芹等[19]的方法,量取待测藻液50 mL,4 000 r /min 下离心15 min,收集藻细胞沉淀物,加入适量0.05 mol /L 磷酸缓冲液,置于冰水浴中超声波破碎藻细胞,超声功率为150 W,超声时间20 min,镜检无完整细胞后,4 ℃下离心15 min,取上清液用于酶活性分析。
方法2:取0.2g(可视情况调整)样品(新鲜叶片或根系)洗净后置于预冷的研钵中,加入2ml 50mmol/L预冷的磷酸缓冲液(pH7.8)在冰浴上研磨成匀浆,转入离心管中在4℃、12000g下离心20min,上清液即为酶液。
米氏凯伦藻细胞表面膜蛋白质组及其对温度变化的响应研究王坤;王沛;张浩;张树峰;王大志【摘要】米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)近年在我国福建、浙江和广东沿海经常形成赤潮,其赤潮不仅影响到海洋生态系统的稳定,也严重威胁到水产养殖以及人类生命健康安全.本论文以米氏凯伦藻为研究对象,建立了米氏凯伦藻细胞表面膜蛋白质荧光标记技术和细胞膜蛋白质提取方法,运用荧光差异凝胶电泳技术(2-D DIGE)对膜蛋白质进行了分析,并研究了米氏凯伦藻的膜蛋白质组及其对环境温度变动的响应.实验共鉴定到44个细胞表面膜蛋白,其中有效注释27个,主要为转运蛋白、HSP70蛋白家族和捕光蛋白等.米氏凯伦藻在20℃条件下的细胞生长和光合作用要明显好于16℃和12℃,但16℃和12℃条件下的差别不大,表明低温限制了米氏凯伦藻的生长.当米氏凯伦藻从12℃快速转移至16℃和20℃时,藻细胞密度和光合作用效率短时间迅速降低,但细胞很快即适应温度变化.细胞膜上的转运蛋白和光合作用蛋白在其适应温度变化中起着重要作用.【期刊名称】《海洋与湖沼》【年(卷),期】2019(050)003【总页数】12页(P652-663)【关键词】米氏凯伦藻;温度;膜蛋白质;蛋白质组;差异荧光凝胶电泳技术【作者】王坤;王沛;张浩;张树峰;王大志【作者单位】厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室厦门361102;厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室厦门361102;厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室厦门361102;厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室厦门361102;厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室厦门361102;中国科学院海洋生态与环境科学重点实验室青岛266071【正文语种】中文【中图分类】Q946;Q948.885.3;X55米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi Hansen)是一种单细胞浮游植物,属于裸甲藻目,可以产生鱼毒素和溶血性毒素,近年来常在我国近岸尤其是浙江、福建和广东沿海形成藻华,给渔业养殖造成了巨大的损失。
适合海洋微藻活体染色的方法评价王帅;张波;赵昔龙;程明娇;曹为;徐希媛;郑立【摘要】To evaluate a rapid and simple technique for determining viability of 11 strains of marine mi-croalgae (10~50 μm)in the ballast water,three staining dyes (Neutral Red (NR),Fluorescein Diacetate (FDA)and 5-Chloromethylfluorescein Diacetate (CMFDA))were applied to the living cells and heat killed cells of microalgae.The result showed that NR was the best dye for determning the living cells of all ma-rine microalgae species tested in the study.The optimum staining concentration was 1/10000,and the staining time was 30 min.CMFDA,FDA and CMFDA+FDA were also available with short staining time, obvions staining effect,but limited application in this study,only suitble for cells of P latymonas helgo-landica var.tsingtaoensis ,Dunaliella salina ,Prorocentrum donghaiense ,Karenia mikimotoi ,Proro-centrum minimum ,Alexandrium catenella ,Alexandrium tamarense ,and Prorocentrum lima .The opti-mum staining concentration was FDA (5 μmol/L)+ CMFDA (2.5 μmol/L),and the stai ning time was 10 min.Based on the results,NR staining method is more suitable for detecting the microalgae cell viability in ballast water.%为了评估一种快速简单用以确定海洋微藻细胞活性的技术,针对船舶压载水中常见的3个门类中11种10~50μm 单细胞微藻用中性红(NR)、5-氯甲基荧光素二乙酸酯(CMFDA)、荧光素二乙酸酯(FDA)三种染料进行染色,通过光镜和荧光显微镜对染色结果进行测定.结果表明,NR(中性红)是检测本实验中全部海洋微藻藻株细胞活性的最佳染料,染色最佳浓度为1/10000,染色时间为30 min;5-氯甲基荧光素二乙酸酯(CMFDA)、荧光素二乙酸酯(FDA)和双荧光染色对海洋微藻藻株活细胞着色时间短,染色效果明显,但其应用具有局限性,适用于检测本实验中甲藻门(塔玛亚历山大藻、链状亚历山大藻、微小原甲藻、利玛原甲藻、东海原甲藻、米氏凯伦藻)和绿藻门(青岛大扁藻和杜氏盐藻)的活性,染色最佳浓度为5μmol/L FDA+2.5μmol/L CMFDA,染色时间为10 min,但不适用于检测硅藻门的细胞活性.因此,中性红更适合检测船舶压载水中微藻活细胞,根据光镜下微藻细胞着色情况而判断细胞活性.【期刊名称】《海洋科学进展》【年(卷),期】2018(036)002【总页数】10页(P321-330)【关键词】海洋微藻;活体着色;中性红;5-氯甲基荧光素二乙酸酯;荧光素二乙酸酯;船舶压载水【作者】王帅;张波;赵昔龙;程明娇;曹为;徐希媛;郑立【作者单位】海洋活性物质与现代分析技术国家海洋局重点实验室,山东青岛266061;国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛 266061;河北海事局,河北秦皇岛066006;海洋活性物质与现代分析技术国家海洋局重点实验室,山东青岛 266061;国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛 266061;中国海洋大学海洋生命学院,山东青岛 266003;海洋活性物质与现代分析技术国家海洋局重点实验室,山东青岛266061;国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛 266061;海洋活性物质与现代分析技术国家海洋局重点实验室,山东青岛 266061;国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛 266061;海洋活性物质与现代分析技术国家海洋局重点实验室,山东青岛266061;国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛 266061;青岛海洋科学与技术国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室,山东青岛 266071【正文语种】中文【中图分类】Q949.2船舶压载水是造成外来海洋生物物种传播的最主要途径[1-2],每年约有100亿t的压载水随着船舶在全球转移[3]。
珠江口海域3种重要有害藻类的溶血毒性研究丁西飞;王彦霏;章群;徐宁【摘要】从珠江口海域分离、鉴定出3种重要有害藻类小普林藻JX12(Prymnesiumparvum)、剧毒卡尔藻JX24(Karlodiniumvene-ficum)、红色赤潮藻JX14(Akashiwo sanguinea),在实验室条件下研究了不同反应温度和pH值对小普林藻溶血活性的影响,在此基础上对海洋微藻溶血活性的测定方法进行了优化,并进一步分析比较了不同藻株以及不同生长时期溶血毒性的变化特征.研究结果显示,在实验温度范围内(4~50°C),小普林藻的溶血活性随温度的升高而增大,37℃为其最佳反应温度,pH 8和50 min为其最佳反应条件.不同生长时期的小普林藻溶血毒性具有显著差异,对数期溶血活性(5.67×10-7 HU·cell-1)显著高于稳定期(2.32×10-7 HU·cell-1)和衰亡期(3.40×10-7 HU·cell-1).分离自珠江口海域的3种微藻均检测出溶血毒性,单个细胞溶血活性由强到弱分别为红色赤潮藻(976.20×10-7 HU·cell-1)、小普林藻(5.67×10-7 HU·cell-1)、剧毒卡尔藻(2.58×10-7 HU·cell-1).值得注意的是,红色赤潮藻中国株JX14的单位细胞溶血活性显著高于美国株AS2,是后者的2倍以上.本研究首次确认珠江口海域红色赤潮藻、小普林藻和剧毒卡尔藻均具有较强的溶血毒性,这些有害藻类一旦形成赤潮可能对河口生态系统安全以及水产养殖业造成严重危害.%Three important harmful algal bloom causative species, Prymnesium parvum ( strain number: JX12 ), Karlodiniumveneficum(strain number:JX24), and Akashiwosanguinea(strain number:JX14) were isolated and i-dentified from Pearl River Estuary. The effect of different temperature and pH value on the hemolytic activity of P. parvum were investigated under laboratory conditions. On the basis, the determination method of hemolytic activity of marine microalgae wasoptimized. Furthermore, the change character of hemolytic activity of different microalgal strains and different growth periods were compared. The results showed that hemolytic activity of P. parvum in-creased along with the rise of temperature between the experimental temperature range (4-50 ℃), and the optimal measuring conditions were 37 ℃ of reaction temperature, pH 8, and 50 min of reaction time. There are significant differences in the hemolytic activity of P. parvum in different growth phases. Hemolytic activity of P.parvum in the exponentia l phase (5.67×10-7 HU·cell-1) was significantly higher than that of the stationary (2.32×10-7 HU·cell-1) and decline phases (3.40×10-7 HU·cell-1). Potent hemolytic activity was also observed from other two harmful al-gae isolated from Pearl River Estuary, K.veneficum and A.sanguinea. More specifically, the hemolytic activity of A.sanguinea(976.20×10-7 HU·cell-1) was much higher than those of P.parvum (5.67×10-7 HU·cell-1) and K. veneficum (2.58 × 10-7 HU·cell-1 ). It is noteworthy that the hemolytic activity of Chinese strain of A. sanguinea JX14 was significantly higher than that of the American strain AS2, which was more than twice as high. Our re-sults confirmed as the first time that the three important harmful species P.parvum,K.veneficum and A.sanguinea exhibited the strong hemolytic activity and, when these algae form blooms, it may cause serious damage to estuar-ine ecosystems and aquaculture via producing hemolytic toxins.【期刊名称】《生态毒理学报》【年(卷),期】2018(013)002【总页数】11页(P66-76)【关键词】小普林藻;剧毒卡尔藻;红色赤潮藻;溶血毒素;有害藻华【作者】丁西飞;王彦霏;章群;徐宁【作者单位】暨南大学生态学系,广州510632;暨南大学生态学系,广州510632;暨南大学生态学系,广州510632;暨南大学生态学系,广州510632【正文语种】中文【中图分类】X171.5近年来,有害藻华(harmful algal bloom,HAB)肆虐于世界各地沿岸海域,其中有毒藻华的发生频率明显增加,分布范围不断扩大,不仅严重破坏海洋生态平衡、造成渔业经济损失,甚至危害人类健康[1]。
米氏凯伦藻(福建株)毒性效应与毒理机制的研究近几十年来,米氏凯伦藻藻华在我国近岸海域频频暴发,致使海水养殖生物,如鱼类与贝类大规模死亡,导致重大经济损失。
其
中,2012年福建省米氏凯伦藻藻华暴发,导致大量养殖贝类死亡,经济损失达20.11亿元,引起广泛关注。
本实验室前期已经研究了该藻对受灾生物皱纹盘鲍的影响。
但该藻藻华对海洋中其它生物的危害效应与原因目前并不清楚。
本文选取了2012年福建省藻华区分离的一株米氏凯伦藻,在实验室条件下探究了该藻对几种典型海洋生物的危害效应与毒理机制,以求探讨福建省米氏凯伦藻藻华对海洋生态的影响与其原因。
本文首先探究了米氏凯伦藻对几种典型海洋生物,包括褶皱臂尾轮虫、卤虫和黑褐新糠虾幼虾,黄东海浮游动物关键种中华哲水蚤,养殖生物南美白对虾幼虾和大菱鲆幼鱼的急性毒性。
结果显示,该藻在藻华密度下(3×10<sup>4</sup> cells/m L)对所有实验生物的存活率都有着极显著的影响,实验进行96 h后,各实验生物死亡率分别为100、23、20、97、33、53%,其中轮虫对该藻最为敏感,在藻密度约30 cells/mL时24 h存活率为57%。
米氏凯伦藻在溶解氧较高的情况下仍能导致实验生物死亡,而且非曝气条件能加剧该藻对大菱鲆的毒性效应。
这说明米氏凯伦藻对海洋中不同营养级生物的存活都有着不利影响,而且这种影响来源于藻本身的毒性;在水体缺氧的条件下,米氏凯伦藻藻华可能会对生物产生更强烈的影响,从而破坏海洋生态环境,并严重威胁邻近海域的海水养殖业。
本文进一步探究了米氏凯伦藻对褶皱臂尾轮虫行为、结构和酶活性的影响。
显微观
察发现,受到该藻影响,轮虫立即出现了剧烈的回避反应,游泳能力逐
渐减弱,并产生粘液,最终纤毛停止摆动,失去活性。
结合扫描电镜的
观察结果显示,在米氏凯伦藻影响下,轮虫身体结构短时间内出现明
显的变化,个体逐渐失水皱缩,纤毛明显脱落,轮盘出现囊泡与溃烂的
情况。
这表明米氏凯伦藻能够显著影响轮虫的行为,并在短时间内破
坏其身体结构。
米氏凯伦藻在低密度下(30、30、300、1000 cells/m L)就能够分别显著抑制轮虫酯酶(Esterase)、乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase)、总ATP酶活性与
Na<sup>+</sup>-K<sup>+</sup>-ATP酶的活性。
这说明米氏凯伦藻
低密度下就能够显著影响轮虫体内多种酶的活性,从而可能对其体内
渗透调节、能量代谢与物质转运等过程产生不利影响。
为探究米氏凯伦藻的毒理机制,本文首先分析了米氏凯伦藻毒性的来源,探究了该
藻不同组分对六种实验生物的毒性,同时利用隔离、冻干、重悬等手
段进一步探究其对褶皱臂尾轮虫的毒性特性。
结果显示,只有细胞重
悬液对所有实验生物的存活有着显著影响,去藻过滤液与细胞破碎液
对实验生物的存活都没有显著影响。
利用3μm滤膜将藻细胞与轮虫
隔离或是将藻细胞冻干后,该藻对轮虫存活并无显著影响。
这表明米
氏凯伦藻的毒性来自于存活的藻细胞,并与接触相关,其毒性物质可
能附着在藻细胞膜上。
离心重悬后米氏凯伦藻对轮虫毒性明显减弱,
但会随时间逐渐恢复,这表明米氏凯伦藻毒性可能与藻细胞活性有关。
本文还验证了活性氧在米氏凯伦藻毒理机制中的作用,结果显示,米
氏凯伦藻中超氧阴离子(·O<sub>2</sub><sup>-</sup>)与过氧化
氢(H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>)的含量分别为0.014±0.004 OD/(10<sup>4</sup>cells)与3.00±0.00 nmol/(10<sup>4</sup> cells),但利用活性氧酶类将活性氧去除后,该藻对轮虫的毒性并没有显著变化。
而且能显著影响轮虫存活的过氧化氢浓度是米氏凯伦藻含量的几十倍;受该藻影响的轮虫也没有表现出受到明显的氧化压力的情况。
这说明活性氧并不是米氏凯伦藻导致轮虫死亡的主要原因。
本文同时探究了米氏凯伦藻脂溶性毒素对生物的影响效应,结果显示,该藻氯仿甲醇提取物在藻华浓度下对六种实验生物的存活都没有显
著影响,这说明米氏凯伦藻脂溶性毒素可能并不能够直接对生物产生影响。
不同介质与手段提取的物质对轮虫的毒性有着明显的差异,其中低温氮吹法(0℃)提取物的毒性明显高于悬蒸法提取物(30-60℃),这表明米氏凯伦藻毒性物质可能不耐高温,在提取过程中有所损耗。
以上实验结果表明,米氏凯伦藻能够显著抑制不同营养级生物,包括
浮游生物与养殖生物的存活,这说明福建省米氏凯伦藻藻华能够对海洋生态系统产生不利影响,威胁当地海水养殖业的发展。
这种影响来源与藻本身的毒性,并与存活的完整藻细胞相关。
米氏凯伦藻还能够显著影响褶皱臂尾轮虫的行为与身体结构,并抑制轮虫体内多种酶的活性。
米氏凯伦藻对轮虫的毒性与接触相关。
藻细胞产生的活性氧与脂溶性毒素可能并不是米氏凯伦藻导致生物死亡的主要原因。