淀山湖微囊藻毒素-LR和类毒素-A的分布状况

为了解淀山湖在水华严重的夏秋季节微囊藻毒素-LR和类毒素-A的分布状况,运用高效液相色谱方法,分别检测了经过一系列浓缩的不同水样中这两种毒素的含量.结果表明,整个淀山湖类毒素-A的平均含量为0.007g/L,而微囊藻毒素-LR的平均含量为0.090g/L,是类毒素-A的13倍.淀山湖存在较严重的微囊藻毒素-LR污染和轻度的类毒素-A污染.     

微囊藻毒素LR对BRL-3A凋亡相关蛋白表达的影响

用蛋白印迹法研究了微囊藻毒素LR(MCLR)暴露时大鼠BRL-3A细胞p53、Bcl-2和Bax的表达情况.结果表明,与对照组相比,各实验组p53和Bax表达均明显升高.除了10nmol/L LR暴露1h实验组外,其它实验组Bcl-2表达均下降.在低浓度组(10nmol/L),随暴露时间的延长,p53和Bax表达逐渐升高,Bcl-2表达逐渐下降,而在中浓度(100nmol/L)和高浓度组(1000nmol/L),蛋白表达与暴露时间的一致性没有低浓度组(10nmol/L)明显.表明p53、Bcl-2和Bax在MCLR诱导的细胞凋亡中可能起重要作用.     

微囊藻毒素-LR多克隆抗体的制备

通过对新西兰大白兔免疫自制的微囊藻毒素-LR(Microcystin-LR,MC-LR)完全抗原BSA-MC-LR,获得了质量较好的抗MC-LR的多克隆抗体,间接ELISA表明抗体的效价能达到1.5×10⁵;固定包被抗原OVA-MC-LR,采用间接竞争ELISA测定水体中的微囊藻毒素,标准曲线表明对水样中MC-LR的检测下限为10ng/L,线性区间为30ng/L·3μg/L,能满足对饮用水和地表水中MC-LR的检测要求.     

水体中微囊藻毒素-LR的间接竞争ELISA检测

在自制包被完全抗原浓度为5μg/mL、单克隆抗体工作稀释度为1∶3 000、酶标二抗鼠工作稀释度为1∶3 000、微囊藻毒素-LR浓度在0.001～30μg/L、显色底物为邻苯二胺,采用间接竞争酶联免疫吸附试验对水体中的微囊藻毒素-LR进行检测,结果表明,该方法与高效液相色谱的检测结果相关系数大于0.99,多次重复实验相对标准偏差小于10%,最低检测限能达到0.01μg/L,定量检测区间为0.01～3μg/L,该方法对[4-精氨酸]微囊藻毒素能特异性识别,对来自实际水样中的干扰有相当的耐受力.     

微囊藻毒素-LR和铜绿微囊藻裂解液对营养生长期水稻生理生化效应

选用微囊藻毒素-LR(MC-LR)纯品和铜绿微囊藻裂解液分别对水稻进行21d暴露处理,考察不同浓度(0.1,1.0和10.0μg/L)MC-LR纯品和不同浓度(0.002,0.02和0.2倍)裂解液对水稻株高、鲜重、根长、淀粉酶、碱性磷酸酶(AKP)、还原性谷光甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)的影响.研究结果表明,MC-LR纯品能抑制水稻株高、根长及叶片中淀粉酶活性,且在较低浓度下水稻根长即出现显著响应.高浓度裂解液在水稻的生长发育方面更多地表现为对植株的刺激和促进作用,仅对水稻根长抑制显著.在生理生化方面,MC-LR纯品对叶片碱性磷酸酶活性无影响,但对GSH具有诱导作用,而裂解液对GSH、MDA和AKP都表现出显著抑制.该研究表明,MC-LR纯品和铜绿微囊藻裂解液对水稻的毒性效应存在差异,铜绿微囊藻裂解液中存在的其他毒素组分可能对水稻毒性效应影响较大.     

淀山湖水质富营养化和微囊藻毒素污染水平

研究淀山湖不同季节水体中总磷(TP)、总氮(TN)、pH、水温、透明度(SD)、叶绿素a(Chl-a)含量和优势藻种等富营养化相关指标;在培养条件下,研究不同温度、光照、氮磷浓度对铜绿微囊藻的生长及微囊藻毒素LR(MC-LR)产生的影响;研究藻细胞密度和微囊藻毒素LR浓度的相关关系.结果表明:淀山湖水质已呈富营养化状态,春末和夏季水质和水文条件适合藻类生长.湖水TN和TP年平均值分别达1.93mg/L和0.18mg/L,TN和TP的年超标率达93.5%和92.2%.TP的高峰期比施肥的高峰期延迟出现约一个月,说明沿湖农业对富营养化指标的影响较大.淀山湖常年生长的藻类分别是蓝绿藻、硅藻、隐藻和裸藻等,夏季水华中可见污染指示藻如微囊藻、鱼腥藻和针杆藻等产毒藻.培养条件下,铜绿微囊藻在25℃和3000lx时生长最快,但产毒量却分别在20℃和5000lx时达到最大值;合适其生长和产毒的氮、磷浓度分别为650μmol/L和6.5μmol/L.现场和实验室条件下,均发现磷为藻类生长的限制因子,微囊藻毒素-LR浓度与藻细胞密度或铜绿微囊藻细胞密度之间存在正相关关系,提示可以用藻细胞密度来估算水中毒素的浓度.     

总微囊藻毒素免疫检测及其预处理方法研究

在验证广谱型微囊藻毒素酶联免疫分析试剂盒性能基础上,主要研究了基于我国与美国分别推荐的水样预处理方式所检测的地表水中微囊藻毒素浓度差异.结果表明：(1)酶联免疫分析试剂盒对微囊藻毒素-LR(MC-LR)的检出限为0.04μg·L^-1,并在0.08～1.00μg·L^-1的浓度范围内表现出良好的线性检测范围;(2)基于我国与美国分别推荐的水样预处理方式,后者测得的微囊藻毒素浓度普遍高于前者(最大差值：前者未检出,后者为(0.25±0.01)μg·L^-1),且基于两者所测试的地表水样中的微囊藻毒素浓度均低于世界卫生组织(WHO)对饮用水中MC-LR所设定的残留限值;(3)酶联免疫分析试剂盒在对上述未检出水样进行加标检测时,回收率为80%～120%,变异系数低于16%,表明上述地表水中微囊藻毒素的检测结果具有较高的准确度.     

Pseudomonas putida细胞对微囊藻毒素-LR的胁迫响应

将1.0g/L的微囊藻毒素-LR(MC-LR)降解菌恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)置于含不同浓度MC-LR的体系中,研究了体系中菌体细胞完整性和生物量的变化,考察了MC-LR对细胞的氧化胁迫以及抗氧化酶的响应.结果表明,MC-LR能够增大P. putida细胞质膜通透性,造成膜损伤,导致胞内物质外流,使细胞完整性遭到破坏;同时,MC-LR能够引起P. putida细胞的氧化胁迫,随着毒素暴露时间的延长,活性氧自由基(ROS)和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量显著升高,具有明显的剂量效应.超氧化物歧化酶(SOD)活性在MC-LR的诱导下有一个先升后降的过程,表现为对低浓度污染物的主动响应,而高浓度(2.5 mg/L)MC-LR作用5d后,ROS积累到相当高水平,对细胞代谢功能造成破坏,使SOD活性下降,并加速细胞的死亡,P. putida生物量与对照相比,下降了将近50%.     

不同流态生物膜反应器对微囊藻毒素的降解特性

以富营养化源水为处理对象,考察了三阶、单阶气水顺流、单阶气水逆流生物膜反应器对微囊藻毒素的去除特性.三阶生物膜反应器比单阶反应器更接近于推流反应器,对藻毒素的去除效率高于单阶反应器,且效果稳定.在试验水质条件下,水力停留时间(HRT)为2h时,三阶反应器可有效去除85.9%的胞外微囊藻毒素与84.0%的总微囊藻毒素,对胞外微囊藻毒素-LR、RR与总微囊藻毒素-LR、RR的去除率分别为86.7%、81.7%与71.5%、80.5%.三阶生物膜工艺可用于富营养化源水的预处理.     

微囊藻毒素导致鲫鱼淋巴细胞凋亡的研究

采用离体细胞培养诱导方法,以鲫鱼(Garassius auratus)为实验材料,研究了两种微囊藻毒素microcystm-LR(MC-LR)和microcystin-RR(MCRR)在低浓度下(1nmol·L-1,5 nmol·L-1和10 nmol·L-1)对鲫鱼淋巴细胞的毒性效应.结果表明,鲫鱼淋巴细胞分别经两种微囊藻毒素体外诱导2h后,出现细胞核固缩的典型细胞凋亡形态学特征;琼脂糖凝胶电泳检测到明显的细胞凋亡的生物化学特征梯状DNA(DNA ladder);并且两种藻毒素诱导的细胞凋亡呈时间和剂量效应关系.该研究表明微囊藻毒素可导致鱼类淋巴细胞产生凋亡,因而可能影响鱼类免疫功能.