鰭藻生長和產毒的環(huán)境、營養(yǎng)調控及株系差異研究.pdf

1、腹瀉性貝類毒素（diarrhetic shellfish poisoning，DSP）是由某些甲藻產生，經(jīng)貝類攝食聚集于體內后，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毒藻之一，是世界廣布種，幾乎遍布整個沿海國家，包括英國、克羅地亞

2、、挪威、智利、巴西、羅馬尼亞、瑞典，加拿大、美國、中國、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，但是北美洲關于DSP毒素中毒事件的報道卻非常少，特別是發(fā)生在美國東海岸的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?與鰭藻本身的產毒能力是否有關?不同海域，同種鰭藻的產毒能力是否相同?如果鰭藻具有的不同的產毒能力，是否與當?shù)睾Ｓ虻纳L環(huán)境有關，是否與營

3、養(yǎng)物質的來源有關，是否是各種因素共同作用的結果?為解決這些問題，本論文在成功建立鰭藻培養(yǎng)體系的基礎上，對影響鰭藻生長和產毒的環(huán)境、營養(yǎng)和基因調控等方面因素進行研究。
　　 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，并對其形態(tài)分類學、分子分類學和毒理特征差異進行分析，結果表明，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合種Dinophysis acuminata complex。
　　 其次，本文對不同海域鰭藻生長的株系、環(huán)境和食物影響因素進行研究，結果表明，在相同的生長和培養(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有相似的生長率和最大生物量，而另外一株被鑒定為漸尖鰭藻復合種D. acuminata complex，來自北美洲南部墨西哥海域的藻株DAPA01生長率和最大生物量比上述兩株鰭藻明顯偏低。對影響鰭藻生長的環(huán)境因素研究表明，溫度越高(4～10℃)，鰭藻生長率越高。但是在相對較高的兩個溫度下(6和10℃)，鰭藻的生長率無明顯差異，這種變化很可能是由于高溫下

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

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

8、對鰭藻產毒的生長周期、環(huán)境和株系差異進行研究，結果表明，在整個北美洲漸尖鰭藻DAEP01生長過程中，OA，DTX1，OA-D8和PTX2毒素都可以在藻細胞中檢測出來，且生長周期對鰭藻產毒有較大的影響。所有毒素含量在細胞生長的對數(shù)生長期較低，在平臺生長中期明顯升高，而OA-D8和DTX1在平臺生長末期濃度變化趨勢不明顯，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)在細胞的平臺生長中期，但最高毒素產生率卻發(fā)生在細胞的對數(shù)生

9、長期，這與對數(shù)生長期較低且恒定的細胞毒素含量形成對比，表明此時細胞生長與產毒相平衡，細胞的生長率與產毒率呈1:1的正相關關系。而到了平臺期，由于藻細胞停止分裂，導致DSP毒素在細胞內的積累，而濃度達到最高。光照對該株鰭藻的產毒影響明顯，在黑暗條件下，該株鰭藻的產毒量最低，但在光照強度為65～300μmol photonsm-2s-1時，光照對其產毒影響不明顯。溫度（4～6℃）對其產毒量和產毒率也沒有明顯影響。
　　 生長周期對北

10、美洲漸尖鰭藻DAMV01的產毒影響與DAEP01相類似，在整個鰭藻DAMV01的生長過程中，OA，DTX1和PTX2都被定量檢測出來，且所有毒素在對數(shù)生長期較低，但在平臺生長期積累較高。除細胞毒素含量被檢測外，溶解態(tài)毒素也在鰭藻DAMV01中得到確認，且在平臺生長末期，溶解態(tài)毒素含量最高。總毒素含量（細胞內+細胞外）在平臺生長期有持續(xù)增加的趨勢。高濃度的游離毒素對于魚卵和攝食活動將產生影響。
　　 此外，本論文還對來自不同海域的

11、鰭藻產毒組分進行分析，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的產毒特征基本相似，主要包括OA、DTX1和PTX2，而漸尖鰭藻復合種，采自墨西哥灣的藻株DAPA01僅產生OA毒素，采自智利的藻株DARE01僅產生PTX2。定量分析結果表明，三株產毒組分相同的漸尖鰭藻DAEP01、DAMV01和DAPA01具有相似的產生OA族毒素(OA+DTXs)的能力，其總OA族毒素（OA+DTX1，細胞

12、內+細胞外）含量相似，但漸尖鰭藻復合種DAPA01細胞內OA毒素含量最高，其次為DAEP01，而DAMV01產OA毒素能力最弱；PTX2在DAEP01和DAMV01中的含量無顯著差異。這些數(shù)據(jù)表明，雖然三株鰭藻產生DSP毒素含量類似，但是來自Gulf of Mexico的漸尖鰭藻復合種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的毒素，因此該海域的鰭藻在貝類體內的累積以及對人身健康的風險要明顯高于DAEP