微囊藻毒素的危害及其分析方法研究进展.pdf

第37卷1期Journa安lof徽An师hui范No大rm学alU学niv报ers(it自y然(N科at学ur版alS)cience)Vo1．37No．1
2014年1月Jan．2014

微囊藻毒素的危害及其分析方法研究进展

张庭廷，张胜娟2

(安徽师范大学生命科学学院，生物环境与生态安全安徽省高校重点实验室，安徽芜湖241000)

摘要：微囊藻毒素在蓝藻水华污染中是出现频率高、产量大、危害最为严重的蓝藻毒素，其污染已
成为亟待解决的全球性环境问题．本文结合国内外最新相关文献，综述了微囊藻毒素的产生机理、
理化性质，并详细介绍了微囊藻毒素对生物体(动物、植物、微生物及人类)的危害及微囊藻毒素测
定方法的研究进展，最后对微囊藻毒素的测定分析技术和污染防治的发展方向进行了展望．
关键词：微囊藻毒素；蓝藻；毒性；HPLC；ELISA
中图分类号：Q143文献标志码：A文章编号：1001—2443(2014)01—0053—05

蓝藻是一种广泛分布于淡水、海水和陆生环境的光能自养型革兰氏阴性微生物，常在夏季富营养化的水
体中大量繁殖，并形成一层蓝绿色、有腥臭味的浮沫，称为“水华”．微囊藻毒素(Cicrocystins，MCs)在蓝藻水
华污染中是出现频率高、产量大、危害最严重的一类蓝藻毒素，主要是蓝藻微囊藻、鱼腥藻、颤藻和念珠藻等
产生的次级代谢物L1J．迄今已发现90多种MCs异构体，均具有肝毒性，其中毒性较强、产量较大的MCs是
MG-LR、MC-RR和MC-YR[．所有MCs均属于胞内毒素，通常对数期合成明显增加，对数末期达到最大含
量，藻细胞死亡解体时，胞内毒素就被释放出来，造成水质恶化并威胁野生动植物及人类健康．
1微囊藻毒素的产生及其理化性质

MCs是一种单环七肽，结构相当稳定，不易沉淀，不易被沉淀物和悬浮颗粒物吸附，在水中的溶解度>
lg／L，具有水溶性和耐热性．常规条件下MCs很难被去除，然而，在阳光和光敏剂存在时，自然水体中的
MCs可发生光催化以促进其降解．富营养化水体因其透明度低、浊度高，光降解作用很微小．
MCs是通过非核糖体途径合成的．合成Mcs的结构基因在其基因组中以基因簇形式存在，称为微囊藻
毒素合成酶基因簇(mcy)【引．racy基因簇含有2个反向转录的相邻操纵子，包括10个开放阅读框(ORF)，分
别为：mcyD—mcyJ，mcyA-mcyC．整个基因簇编码一系列的酶，并组成一个复杂的系统，通过各种酶的相互作
用最终合成MCs．MCs拥有细胞外信号分子的功能，当部分蓝藻因受环境因素诱发历经细胞凋亡和裂解时，
胞内MCs和其它的二级肽即被释放；同时，该环境压力信号能被剩余蓝藻群体所感知，并通过调节MCs的
生物合成，增强群体在环境中的适应性]．
研究显示J，在产毒铜绿微囊藻(toxicMicrocystissp．KLLMG)藻液中，添加加顿多甲藻(Peridinium
gatunense)滤液，将使约75％铜绿微囊藻细胞溶解，同时，促使其余存活的微囊藻细胞McyB基因的转录活
性增加．进一步实验发现，用铜绿微囊藻细胞抽提物或MC-LR处理铜绿微囊藻，藻细胞内累积的MCs和
McyB明显比对照组多，这说明微囊藻细胞溶解，释放出MCs和其它肽，诱导了大量McyB的基因转录，提高
了剩余微囊藻细胞中McyB和MCs的生产效率[．此外，本课题组研究还发现，在某些抑藻物质如亚油酸存
在时，MCS转录增强，细胞内的MC—RR亦增加l71．
2微囊藻毒素的危害

2．1微囊藻毒素对植物及其它藻类的危害
MCs是一种生态生长调节素，可促使蓝藻获得竞争优势．高浓度MCs通过对水生植物产生化感作用与

收稿日期：2013—09—08
基金项目：国家自然科学基金(31170443)．
作者简介：张庭廷(1955一)，女，安徽东至人，教授，博士．
引用格式：张庭廷，张胜娟．微囊藻毒素的危害及其分析方法研究进展[J]．安徽师范大学学报：自然科学版，2014，37(1)：53—57
安徽师范大学学报(自然科学版)

氧化胁迫而影响水生植物种类的多样性；MCs还可通过参与浮游植物种间的相互作用与种群调节改变浮游
植物的群落结构．如，MGLR可以改变芦苇幼苗的微观结构，并致使植株根部出现异常L8j．又如，MC-LR以

一种浓度依赖性方式，抑制除自身以外的所有蓝藻的生长．MC-LR可在很多位点活动，并通过能量约束干扰
灰色念珠藻(Nostocmuscoyum)、地木耳(Nostoccommune)、筒形鱼腥藻(Anabaenadoliolum)和大型筒孢
藻(CylinderospermummajUS)等的固氮作用、呼吸作用及光合作用L9]．将与根瘤菌共生的蚕豆幼苗暴露在
铜绿微囊藻抽提物中，发现其影响蚕豆的生理和生物活