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微囊藻毒素生物合成基因及其功能研究进展

微囊藻毒素生物合成基因及其功能研究进展
微囊藻毒素生物合成基因及其功能研究进展

微囊藻毒素生物合成基因及其功能研究进展

摘要:水体富营养化加剧,导致了蓝藻水华在世界范围内频发。蓝藻产生的微裳藻毒素是最常见的一种藻毒素,对人类和动物造成了很大的危害甚至导致死亡。微囊藻毒素经非核糖体合成途径由多肽合成酶合成。对微囊藻毒素的结构与性质、微囊藻毒素合成基因的功能及其生物合成、微囊藻毒素的分子生物学检测技术进行了评述,对未来的研究方向进行了展望。

关键词:微囊藻毒素;蓝藻:基因;检测

随着社会的发展,生活及工农业生产中大量含氮、磷的废污水未经有效处理被排入水体中,导致水体富营养化,蓝藻等藻类成为水体中的优势种群,大量繁殖形成水华,蓝藻水华暴发带来的微囊藻毒素(microcystin,MC)污染已经成为全球关注的环境问题。微囊藻毒素造成了众多中毒事件,对人类和动物的健康造成了很大的威胁。深入认识微囊藻毒素,了解微囊藻毒素的结构、编码基因及其合成,有助于对微囊藻毒素进行有效的监测,对微囊藻毒素的合成进行干预,从而在监测、控制和消除等方面有效解决微囊藻毒素的危害问题,对水体环境的保护具有重要的现实意义。

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微囊藻毒素的结构与性质

微囊藻毒素是一种单环七肽肝毒素,一般结构为环(D-Ala-X-D-MeASp/D-Asp-Z-Adda—D-Glu-Mdha)(图1)。分子结构1位上是D-丙氨酸(D-Ala);2、4位上的X和Z分别代表不同的氨基酸;3位上是D-赤-β-甲基天冬氨酸(MeAsp);5 位上是(2S,3S,8S,9S)-3-氨基—9—甲氧基一2,6,8-3甲基-10-苯基-4,6-_烯酸(Adda);6位上是D一谷氨酸(D-Glu);7位上是N一甲基脱氢丙氨酸(Mdha)。其中.Adda是一种特殊氨基酸,是毒素活性表达所必需的基团,其结构改变会导致毒性减弱或丧失。因为结构中存在可变氨基酸,所以微囊藻毒素有多种异构体,目前发现的已经超过90种。其中最普遍、毒性较大的是MC-LR、RR和YR(L、R、Y分别代表亮氨酸、精氨酸和酪氨酸)。

微囊藻毒素对蛋门磷酸酶1和2A的活性具有抑制作用及多种毒效应。肝脏是微囊藻毒素主要的靶器官,微囊藻毒素会引起肝脏炎症、肝损坏甚至坏死,另外其还与肿瘤促进作用有联系。腹腔注射小鼠实验发现MC-LR半致死率(lethal dose 50% LD50)为50 μg/kg,MC-RR和MC-YR毒性相对较低。世界卫生组织(WoI-ld Health Or-ganization,WHO)规定饮用水中微囊藻毒素的含量不得超过为1μg/L。微囊藻毒素具有较好的水溶性,在水中的溶解度大于1g/L,另外还能溶解于丙酮和甲醇。微囊藻毒素还具有很高的耐热性,加热煮沸都不能将其去除。由于微囊藻毒素的这些性质,常规的水处理工艺不能将其有效去除,因此对微囊藻毒素的检测以及预防显得尤为重要。

医学微生物学病案分析

微生物各论(病案分析) 病案一: 女性,10岁,咽痛、咳嗽、发热后15天出现全身水肿,尿量减少,血压157/98mmHg,实验室检查:血红蛋白125g/L,白细胞5.7*109/L, 尿蛋白+,红细胞++++,白细胞0个/HP,管型0个/HP. 问题:1)此病人最有可能患何种疾病?2)由何种病原体感染所致?3)应如何做进一步的微生物学检查来确诊?4)如何有效预防此疾病? 分析: 1)诊断为链球菌感染后急性肾小球肾炎。患者在咽痛、咳嗽、发热后15D,出现全身水肿,蛋白尿和高血压,符合链球菌感染后急性肾小球肾炎的发病规律。 2)链球菌感染后急性肾小球肾炎大多数由A群链球菌引起 3)链球菌所致变态反应性疾病取患者血清作抗链球菌溶素O抗体测定,急性肾小球肾炎患者血清中抗O抗体一般超过400U。 4)对患者的急性咽峡炎和扁桃体炎,尤其是儿童,须治疗彻底,以防止急性肾小球肾炎、风湿热以及亚急性细菌性心内膜炎的发生。首选药物为青霉素G,临床上最好作药物敏感试验。 病案二: 男性,7岁。畏寒、发热1天就诊。查体:T 390C,P 95次/分,咽部充血明显,扁桃体II度肿大,表面覆盖有黄白色分泌物,全身皮肤充血潮红,可见有与毛囊分布一致的栗粒疹。疑为猩红热。 问题:1)此病如何引起的?2)如何预防此病的流行?

1)人类猩红热是由A群链球菌产生的致热外毒素引起,该毒素具有损害细胞或组织、使病人产生红疹并具有内毒素样致热作用。多发于10岁以下儿童,细菌经飞沫传播,粘附于咽部粘膜,产生致热外毒素,引起全身中毒症状,故病人有畏寒、发热、咽部充血明显,扁桃体II度肿大、全身皮肤充血潮红,栗粒疹。 2)预防此病的流行:应对病人和带菌者及时治疗;对空气、器械和敷料等消毒;对急性咽峡炎和扁桃体炎患者,尤其是儿童,须治疗彻底,以减少传染源。 病案三: 男性患者,20岁。1周前外出遇雨,不久“感冒”,随后畏寒、发热、咳嗽、胸膜剧烈疼痛,咳铁锈色痰。查体:体温 39.70C,右肺呼吸音稍低。血白细胞17.7*109/L,中性粒细胞89%,胸片见左上肺大片致密影。 问题:1)患者最可能患的疾病是什么?该病原体形态有何特征?2)检查该病原体菌落时应注意什么?如何进行特异性预防? 分析: 1)患者最有可能患的疾病史大叶性肺炎。该病原体形态上的特征:G+,菌体成矛头或瓜子仁状,常以钝端相对、尖端向外成双排列,无鞭毛、无芽孢。在机体内或含血清的培养基上有较厚的荚膜。 2)检查该病原体菌落时应注意与甲型溶血性链球菌鉴别。肺炎链球菌胆汁溶菌试验、菊糖发酵试验均为阳性。多价肺炎链球菌荚膜多糖疫苗对预防肺炎链球菌感染有较好效果。

微囊藻毒素检测方法的研究进展

微囊藻毒素检测方法的研究进展 湖泊、水库和河流中接纳过多的氮和磷等营养物质,使水体的生态结构和功能发生变化,导致藻类特别是蓝藻(Cyanobacteria)的异常繁殖生长而出现的蓝藻水华现象。随着水体富营养化的加剧而引起有害藻类水华(HAB,harmful algal bloom)的频繁发生已成为国内外普遍关注的环境问题。当蓝藻水华严重时,水面形成厚厚的蓝绿色湖靛,散发出难闻的气味。不仅影响人的感官,破坏了健康平衡的水生生态系统,而且因藻细胞破裂后释放出多种藻毒素而对人和动物的饮用水安全构成了严重的威胁。世界上25%~70%的蓝藻水华污染可产生藻毒素,在已发现的各种不同藻毒素中,微囊藻毒(Microcystins,MC)是目前已知的一种在蓝藻水华污染中出现频率最高、产生量最大和造成危害最严重的藻毒素种类。在20世纪80年代对全国范围内的水源水质进行过全面的调查,结果表明34个湖泊中有一半以上的湖泊面积处于富营养状态。进入20世纪90年代,全国淡水水体富营养化日益严重,涉及范围不断扩大。通过对各大饮用水水源及各种湖泊的监测表明,在夏秋季节藻类水华严重,每年长达7~8个月,而天然水体蓝藻水华80%是产生毒素的。从加拿大、日本、芬兰、美国、中国等地对湖水、河水、水库水、井水及自来水等水样的检测结果看,有的水体中微囊藻毒素检出率高达60%~87%,源水中微囊藻毒素浓度从130ng/ml~2μg/ml,经加氯处理后的浓度也在0.09~0.6μg/L之间。淡水水源受到微囊藻毒素的检测方法的研究日益深入,需要建立一种简单、快速、准确的系统的检测方法。 1 微囊藻毒素简介 1.1 微囊藻毒素 淡水藻类通常以蓝藻、绿藻、硅藻、甲藻、隐藻、裸藻、金藻、黄藻等8个门为主。蓝藻门是已知的产生毒素最多的门类,这些毒藻可产生具有明显肝毒性的肽类物质,称为微囊藻毒素(Microcystins,MC)。它是一种肝毒素,是肝癌的强烈致癌剂。 1.2 微囊藻毒素的结构 Louw认为,微囊藻毒素是一种具有强烈慢性肝脏中毒特征的生物碱。Hughes等人在1958年发现并分离得到铜绿微囊藻NRC-1有毒品系。1959年Bishop等人对铜绿微囊藻NRC-1有毒品系的毒性做全面研究,发现这种微囊藻毒素是由7种氨基酸组成的小分子环状多肽,为单环结构:D-丙氨酸-L-X-赤-β-甲基-D-谷氨酸-Mdha。其中Mdha是一种特殊的氨基酸;Adda为3-氨基-9-甲氧基-2,6,8-三甲基-10-苯-4,6-二烯酸;X和Y为两种可变L氨基酸。目前已鉴定的约有65个微囊藻毒素变式,其中多数毒性较高,如MC-LR,MC-RR和MC-YR等。 1.3 微囊毒素的产生 MC是细胞内毒素,它在细胞内合成,细胞破裂后释放出来并表现出毒性。由于它有很小的体积(分子量1000左右)、环状结构及其氨基酸的特殊结构,一般认为它不在核糖体内合成,而是由肽合成酶复合体合成的生物活性小肽,类似于在一些杆菌和真菌中小肽的合成。这些小肽大多是抗生素、免疫抑制物和一些对动物和植物有毒的物质。关于微囊藻毒素产生的机理有很多假设,但目前为止尚无令人满意的结果,现在常提到的有环境因素和遗传因素。微囊藻毒素受光照、温度、营养盐等多种环境因素影响,其中光照可起到非常重要的作用。但遗传论者认为微囊藻毒素的合成是由毒素肽合成酶基因多基因控制的,并由肽合成酶复合体合成(非核糖体合成的多肽)。 1.4 微囊藻毒素对生物的影响 因为MC主要以肝脏为靶器官,当动物被灌喂或腹腔注射后,破坏细胞内的蛋白磷酸化平衡,改变多种酶活性,引起肝脏病变,造成一系列的生理紊乱。中毒症状主要表现为虚弱、呼吸沉重、皮肤变白、呕吐、腹泻、毛立和嗜睡等。如猴子的中毒症状为昏迷、肌肉痉挛、呼吸急促、腹泻等,在数小时内或几天内死亡。1987年Brook WP用HC标记的MC-LR腹腔注射染毒小鼠,1分钟后肝脏内出现总标记的70%,3小时后肝脏内积聚的MC-LR占总量的90%,表明肝脏是MC-LR分布的主要器官。它不仅对动物有影响,而且对植物也有一定的影响。Mcelhiney等发现MC-LR的存在可对茄属植物的生长和豆类植物根的发育产生不良影响。Singh等研究了MC对藻类、微生物和真菌生长的效应,发现在初始50mg/L的MC可完全抑制灰色念珠藻和鱼腥藻的生长并使藻细胞溶解。观察到了MC对二氧化碳的吸收和光合作用的不良影响,

饮用水中微囊藻毒素处理工艺

Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2020, 10(2), 282-289 Published Online April 2020 in Hans. https://www.doczj.com/doc/6e7952072.html,/journal/aep https://https://www.doczj.com/doc/6e7952072.html,/10.12677/aep.2020.102032 Treatment Process of Microcystin in Drinking Water Siqi Shi, Jianhua Li College of Environment Science and Engineer, Tongji University, Shanghai Received: Mar. 28th, 2020; accepted: Apr. 22nd, 2020; published: Apr. 29th, 2020 Abstract The eutrophication has led to the increasing popularity of freshwater cyanobacteria blooms. The concentration of algae toxin in water increases rapidly with the proliferation of cyanobacteria. Microcystin (MCs) is a strong hepatotoxin and has carcinogenicity, which attracted widespread attention. In this article, author mainly introduced the research on the removal of intracellular and extracellular (lysed) algal toxins, introduced the process of removal of algal toxins from three aspects of physical methods, chemistry, and biology. This passage also summarizes the current treatment process simply and introduces the outlook. Keywords Algal Toxins, Microcystin, Degradation, Intracellularalgal Toxins, Extracellular (Lysed) Algal Toxins 饮用水中微囊藻毒素处理工艺 石思琦,李建华 同济大学环境科学与工程学院,上海 收稿日期:2020年3月28日;录用日期:2020年4月22日;发布日期:2020年4月29日 摘要 水体富营养化导致淡水蓝藻水华爆发日趋普遍。水体中藻毒素含量随蓝藻的大量增殖而快速升高,其中微囊藻毒素(MCs)是强烈的肝毒素,具有致癌性而引起广泛关注。文中主要介绍了去除胞内和胞外(溶解)藻毒素的相关研究,从物理方法、化学、生物三个方面介绍藻毒素去除工艺,并对目前的处理工艺进行

光催化降解微囊藻毒素_MC_的研究进展

2014年8月吉林师范大学学报(自然科学版) ?.3第3期Journal of Jilin Normal University (Natural Science Edition ) Aug.2014 收稿日期:2014- 06-03基金项目:国家自然科学基金(21276116);教育部新世纪优秀人才项目(NCET-13-0835);霍英东基金会青年教师基础研究课题(141068);江苏省六大人才高峰项目(XCL-025)第一作者简介:施伟东(1978-),男,吉林省公主岭市人,现为江苏大学化学化工学院教授,博士,博士生导师.研究方向:半导体纳米光催剂 合成与性能. 光催化降解微囊藻毒素(MC )的研究进展 施伟东,蒋金辉 (江苏大学化学化工学院,江苏镇江212013) 摘 要:近年来蓝藻水华现象日益严重,甚至威胁了人类饮用水的安全.传统水处理技术对微囊藻毒素去除效 果不明显,新型降解技术亟待研究.本文概述了二氧化钛系列的光催化剂的一些研究进展,并提出了未来光催化氧化法降解微囊藻毒素的主要研究方向. 关键词:饮用水;微囊藻毒素;二氧化钛;光催化降解 中图分类号:X524文献标识码:A 文章编号:1674- 3873-(2014)03-0025-040前言 随着水体污染和富营养化加剧,淡水湖泊发生 蓝藻水华频率和规模日益严重.微囊藻毒素(Micro-cystin ,MC )是产毒蓝藻释放出的出现频率最高、产 生量最大和造成危害最严重的一类藻毒素,其中毒性较强的为MC-LR、MC-RR和MC-YR(L 、R、Y 分别为亮氨酸、精氨酸和酪氨酸).研究显示水体中的MC 可沿饮用水或食物链进入鱼、鸟、动物及人类等体内,中毒症状表现为乏力、呕吐,可使动物或人类肝脏充血肿大,严重时可导致肝出血和坏死,直至死亡 [1] .MC 对恶性肿瘤也有促进作用,流行病学调查 发现饮用水中MC 的含量与原发性肝癌和大肠癌发 病率有非常明显的正相关性[2] .由此可见,水体中的MC 对人类健康及水生态系统稳定均已构成极为严重的威胁.MC 具有环状七肽结构,极易溶于水, 性质非常稳定,在高温300?下仍不失活、不挥发, 传统消除方法难以达到理想效果.常规的混凝—沉淀—过滤组合对蓝藻胞外毒素消除基本没有效果, 而且还会破坏蓝藻细胞而促使毒素释放[3] ;活性炭吸附、膜过滤以及介孔材料无法破坏MC 有毒基团, 浓液安全处理仍是重要问题[4] ;高剂量的臭氧、氯、高锰酸钾以及高铁酸钾氧化方法成本高昂,去除过 程中容易产生中间副产物,造成二次污染[5] .发展高效、安全、低成本去除水中MC 的方法已成为环境科学研究中亟待解决的重要问题之一.近年来,半导体光催化剂为核心的多相光催化氧化处理技术因其无二次污染,对污染物去除彻底,安全稳定,成本较 低等优点,已经被公认是最有前景的绿色环境净化 技术之一.其中,利用半导体粉末光催化降解水中 MC 的研究也取得了一定进展.关于蓝藻水华、蓝藻 细胞及MC-LR、MC-RR、MC-YR的分子结构见图 1.图1(a )蓝藻水华;(b )蓝藻细胞;(c )MC-LR、MC-RR及MC- YR的分子结构1紫外光响应催化降解MC 研究 许多研究已经证实, TiO 2/UV 催化氧化法是一种能够高效降解MC 的方法, 甚至对高浓度的MC ,TiO 2/UV 催化氧化法的降解效果也很好[5-7].而对于不同类型的商业TiO 2其降解MC 的效果也各有差 异.Liu 等人[8] 研究发现,由图2所示, 5种常用的商业粉体TiO 2对MC 的降解效果顺序为:P25>PC500>PC50>PC100>UV100;4种商业颗粒状TiO 2对

微生物学名词解释(完美整理版)分析

微生物名词解释 A 氨基酸异养型微生物:能利用非氨基酸类简单氮源自行合成自身所需的一切氨基酸的微生物 艾姆氏试验:利用细菌营养缺陷型的回复突变来检测环境或食品中是否存在化学致癌物的方法。 ADCC:抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用。是指表达IgGFc受体的NK细胞、巨噬细胞和中性粒细胞等,通过与已结合在病毒感染细胞和肿瘤细胞等靶细胞表面的IgG抗体的Fc段结合,而杀伤这些靶细胞的作用。 氨化作用:是指含氮有机物经微生物的分解而产生氨的作用。 B 伴胞晶体:少数芽孢杆菌在其形成芽孢的同时,在细胞内形成的一种菱形或双椎形碱溶性蛋白晶体。伴胞晶体对昆虫尤其是鳞翅目昆虫的幼虫有毒杀作用。 疵壁菌:嗜盐菌、产甲烷菌等古生菌的细胞壁中不含有典型的肽聚糖成分,被称为疵壁菌。 鞭毛:生长在某些细菌表面的长丝状、波曲的蛋白质。 包涵体:某些病毒感染宿主后,在宿主细胞内形成的一种光镜下可见、形态大小和数量不等的小体。 病毒:是一类只含一种类型核酸、专性活细胞内寄生、在离体条件下能以无生命的化学大分子状态长期存在并保持其活性的超显微非细胞结构的分子生物。 病毒粒子:成熟的、结构完整的、具有感染性的病毒个体。 巴斯德效应:酵母菌酒精发酵时通入氧气,发酵减慢,停止产生乙醇,葡萄糖消耗速率下降。氧对发酵的这种抑制现象称为巴斯德效应。 半合成培养基:是一类主要以化学试剂配制,同时还加有某种或某些天然成份的培养基 半固体培养基:指在液体培养基中加入少量的凝固剂而制成的半固体状态培养基。 表型:是指某一生物体所具有的一切外表特征及内在特性的总和,是遗传型在合适环境下的具体体现。变异:是生物体在某种内因和外因的作用下所起的遗传物质结构和数量的改变。 半抗原:即不完全抗原。指只具备免疫反应性而无免疫原性的抗原。 巴斯德消毒:用于牛奶、啤酒、果酱和酱油等不能进行高温灭菌、而又不影响食品风味的、但能杀死其中的无芽孢病原菌(如:结核杆菌、沙门氏菌等)的一种低温消毒方法。 BOD5:五日生化需氧量。是指在20℃下,1L污水中所含的有机物在进行微生物氧化时,5日内所消耗分子氧的毫克数。反映水体总的有机物污染程度。 补充培养基:凡只能满足相应地营养缺陷型突变株生长需要的组合或半组合培养基称为补充培养基。 B细胞:即B淋巴细胞,一种在细胞膜表面带有自己和合成的免疫球蛋白的淋巴细胞。 被动免疫:从胎盘或初乳中获得的或者注射抗体、细胞免疫制剂后获得的免疫。 补体:是存在于正常人体或动物体血清中的、在抗原抗体反应中有补充抗体作用的一组非特异性血清蛋白。补体是一类酶原,能被任何抗原-抗体复合物所激活。 补体结合试验:是一种有补体参与,并以绵羊红细胞和溶血素是否发生溶血反应作指示的一种高灵敏度的抗原与抗体结合反应。 C 传染:是指寄生物与宿主间发生相互关系的一个过程。即当外源或内源的少量寄生物突破其宿主的“三道防线”后,在宿主的一定部位生长繁殖,并引起一系列病理生理的过程。 出发菌株:用于诱变育种的原始菌株。 沉淀反应:可溶性抗原与其相对应的抗体在合适的条件下反应,并出现肉眼可见的沉淀物现象,称为沉淀反应。 初次应答:指首次用适量抗原注射动物后,须经一段较长的潜伏期即待免疫活性细胞进行增值分化后,才能在血流中检出抗体,这种抗体多为IgM,滴度低,维持时间短,且很快会下降。 转染:噬菌体感染细菌并将其DNA注入细菌体内,并导致宿主细胞遗传性状改变的过程称为转染。 COD:化学需氧量。是使用强氧化剂使1L污水中的有机物质迅速进行化学氧化时所消耗的毫克数。反映水体总的有机物污染程度。 超敏反应:是致敏机体接触相同抗原时产生的一种异常的特异性免疫应答,表现为机体的组织损伤

项目解读 微囊藻毒素

《生活饮用水卫生标准》GB5749- 项目解读微囊藻毒素(1) 1 概述 微囊藻毒素 藻毒素主要的结构特征为N-甲基脱氢丙氨酸及两个L-氮基酸残基x和Z,根据1988年制定的微囊藻毒素(Microcystins或MCYST)命名法规定.x,Z二残基的不同组合由代表氨基酸的字母后缀区分。常见的有LR,RR,YR三种毒素,L,R,Y分别代表亮氨酸,精氨酸,酪氨酸。微囊藻毒素的一般结构为环(D-丙氨酸-L-X-赤-β-甲基-D-异天冬氨酸-L-Z—Adda-D-异谷氨酸-N-甲基脱氢丙氨酸),其中Adda(3氨基9-甲氨基2,6,8-三甲基10-苯基-4,6-二烯酸)是微囊藻毒素生物活性表达所必须的。已证实微囊藻毒素是一种肝毒素,能抑制蛋白质磷酸酯酶,从而帮助解除对细胞增殖的正常的制动作用,促进肿瘤的发育。微囊藻毒素虽然主要存在于藻细胞中.但研究表明藻细胞死亡解体后·不断有藻毒素释放到水体,对人类的饮用水源造成危害,已证明某些地区的肝癌高发率与饮用水源中的水华大量发生有关。微囊藻毒素是一类具生物活性的单环七肽,这类毒素主要由淡水藻类铜绿微囊藻(Microcystins aeruginosa)产生,此外其他种类的微囊藻,如绿色微囊藻(M.viridis)、惠氏微囊藻(M.wesenbergii)以及鱼腥藻(Anabaena)、念珠藻(Nostoc)、颤藻(Oscillatoria)的一些种或株系也能产生这类毒素。目前所检测到的微囊藻毒素异构体已超过50多种。 微囊藻毒素有不同的脂多糖和极性.毒性也不同,微囊藻毒素-LR是最早被阐明化学结构的藻毒素.在对藻毒素的研究中也多以它作为研究对象。它是一个环状的7肽分子,分子量约为1000道尔顿,许多国家出现的由藻毒素引发的事件大都

基因组学的研究内容

基因组学的研究内容 结构基因组学: 基因定位;基因组作图;测定核苷酸序列 功能基因组学:又称后基因组学(postgenomics基因的识别、鉴定、克隆;基因结构、功能及其相互关系;基因表达调控的研究 蛋白质组学: 鉴定蛋白质的产生过程、结构、功能和相互作用方式 遗传图谱 (genetic map)采用遗传分析的方法将基因或其它dNA序列标定在染色体上构建连锁图。 遗传标记: 有可以识别的标记,才能确定目标的方位及彼此之间的相对位置。 构建遗传图谱 就是寻找基因组不同位置上的特征标记。包括: 形态标记; 细胞学标记; 生化标记;DNA 分子标记 所有的标记都必须具有多态性!所有多态性都是基因突变的结果! 形态标记: 形态性状:株高、颜色、白化症等,又称表型标记。 数量少,很多突变是致死的,受环境、生育期等因素的影响 控制性状的其实是基因,所以形态标记实质上就是基因标记。

细胞学标记 明确显示遗传多态性的染色体结构特征和数量特征 :染色体的核型、染色体的带型、染色 体的结构变异、染色体的数目变异。优点:不受环境影响。缺点:数量少、费力、费时、对生物体的生长发育不利 生化标记 又称蛋白质标记 就是利用蛋白质的多态性作为遗传标记。 如:同工酶、贮藏蛋白 优点: 数量较多,受环境影响小 ?

缺点: 受发育时间的影响、有组织特异性、只反映基因编码区的信息 DNA 分子标记: 简称分子标记以 DNA 序列的多态性作为遗传标记 优点: ? 不受时间和环境的限制 ? 遍布整个基因组,数量无限 ?

不影响性状表达 ? 自然存在的变异丰富,多态性好 ? 共显性,能鉴别纯合体和杂合体 限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism , RFLP ) DNA 序列能或不能被某一酶酶切,

微生物学检验技术病例分析题

微生物学检验技术(副高、高级)病例分析题 一个23岁男子因尿痛、尿频,尿道有黄绿色脓性排出物或分泌物而入院。脓性分泌物涂片镜检显示有大量多形核白细胞,其内有革兰染色阴性双球菌。 1.病人最可能感染的病原体是: A.脑膜炎球菌 B.杜克嗜血杆菌 C.溶脲脲原体 D.淋病奈瑟菌 E.性病淋巴肉芽肿衣原体 2.治疗首选药物是: A.青霉素 B.头孢曲松与强力霉素联用 C.强力霉素 D.磺胺增效剂-磺胺甲基异噁唑 E.万古霉素 3.该病原体在缺乏特异性抗体的情况下具有抗吞噬作用,这主要是由哪种抗原所致: A.荚膜 B.菌毛 C.外膜蛋白蛋白酶 E.脂多糖 4.如果在患者脓性分泌物中查不到病原菌,你人认为尿道炎最常是由哪种病原体引起的: A.溶脲脲原体 B.梅毒螺旋体 C.单纯疱疹病毒 D.沙眼衣原体血清型D~K E.沙眼衣原体血清型L1、L2或L3

一个1岁女孩因阵发性严重咳嗽而入院。发作时,连续咳嗽5~20次,呼吸困难,口鼻流出大量粘液性带泡分泌物。患者咳嗽终止前,随着空气最后涌入肺部,发出喘鸣音。其它临床症状有:鼻和眼结膜出血,眶膜水肿,淋巴细胞性白细胞增多。病人无发热,咽喉部无假膜。该女孩尚未接受常规计划免疫。 5.引起患者疾病的最可能的病原体是: A.百日咳杆菌 B.流感嗜血杆菌 C.呼吸道合胞病毒 D.流感病毒 E.白喉杆菌 6.已与病孩密切接触的未受免疫儿童和成人,应采取哪种药物进行预防性治疗: A.白喉抗毒素 B.氨苄青霉素+克拉维酸 C.红霉素 D.头孢曲松 D.金刚烷胺 7.病人发病过程中所见的过度分泌是由于: A.灭活延长因子2的毒素 B.激活膜结合Gi蛋白而提高胞内cAMP水平的毒素 C.降解SIgA抗体的IgA蛋白酶 D.切断上皮细胞表面糖蛋白末端神经氨酸与相邻糖基的联结链的一种表面酶 E.病理免疫损伤 8.分离培养该病原体应采用: 巧克力培养基B. 金培养基-鲍A. C.鸡胚接种 D.吕氏血清培养基 E.罗氏培养基 一个患镰状细胞性贫血的5岁男童入院治疗。他母亲诉说儿子发病3天,发热、

高通量测序生物信息学分析(内部极品资料,初学者必看)

基因组测序基础知识 ㈠De Novo测序也叫从头测序,是首次对一个物种的基因组进行测序,用生物信息学的分析方法对测序所得序列进行组装,从而获得该物种的基因组序列图谱。 目前国际上通用的基因组De Novo测序方法有三种: 1. 用Illumina Solexa GA IIx 测序仪直接测序; 2. 用Roche GS FLX Titanium直接完成全基因组测序; 3. 用ABI 3730 或Roche GS FLX Titanium测序,搭建骨架,再用Illumina Solexa GA IIx 进行深度测序,完成基因组拼接。 采用De Novo测序有助于研究者了解未知物种的个体全基因组序列、鉴定新基因组中全部的结构和功能元件,并且将这些信息在基因组水平上进行集成和展示、可以预测新的功能基因及进行比较基因组学研究,为后续的相关研究奠定基础。 实验流程: 公司服务内容 1.基本服务:DNA样品检测;测序文库构建;高通量测序;数据基本分析(Base calling,去接头, 去污染);序列组装达到精细图标准 2.定制服务:基因组注释及功能注释;比较基因组及分子进化分析,数据库搭建;基因组信息展 示平台搭建 1.基因组De Novo测序对DNA样品有什么要求?

(1) 对于细菌真菌,样品来源一定要单一菌落无污染,否则会严重影响测序结果的质量。基因组完整无降解(23 kb以上), OD值在1.8~2.0 之间;样品浓度大于30 ng/μl;每次样品制备需要10 μg样品,如果需要多次制备样品,则需要样品总量=制备样品次数*10 μg。 (2) 对于植物,样品来源要求是黑暗无菌条件下培养的黄化苗或组培样品,最好为纯合或单倍体。基因组完整无降解(23 kb以上),OD值在1.8~2.0 之间;样品浓度大于30 ng/μl;样品总量不小于500 μg,详细要求参见项目合同附件。 (3) 对于动物,样品来源应选用肌肉,血等脂肪含量少的部位,同一个体取样,最好为纯合。基因组完整无降解(23 kb以上),OD值在1.8~2.0 之间;样品浓度大于30 ng/μl;样品总量不小于500 μg,详细要求参见项目合同附件。 (4) 基因组De Novo组装完毕后需要构建BAC或Fosmid文库进行测序验证,用于BAC 或Fosmid文库构建的样品需要保证跟De Novo测序样本同一来源。 2. De Novo有几种测序方式 目前3种测序技术 Roche 454,Solexa和ABI SOLID均有单端测序和双端测序两种方式。在基因组De Novo测序过程中,Roche 454的单端测序读长可以达到400 bp,经常用于基因组骨架的组装,而Solexa和ABI SOLID双端测序可以用于组装scaffolds和填补gap。下面以solexa 为例,对单端测序(Single-read)和双端测序(Paired-end和Mate-pair)进行介绍。Single-read、Paired-end和Mate-pair主要区别在测序文库的构建方法上。 单端测序(Single-read)首先将DNA样本进行片段化处理形成200-500bp的片段,引物序列连接到DNA片段的一端,然后末端加上接头,将片段固定在flow cell上生成DNA簇,上机测序单端读取序列(图1)。 Paired-end方法是指在构建待测DNA文库时在两端的接头上都加上测序引物结合位点,在第一轮测序完成后,去除第一轮测序的模板链,用对读测序模块(Paired-End Module)引导互补链在原位置再生和扩增,以达到第二轮测序所用的模板量,进行第二轮互补链的合成测序(图2)。 图1 Single-read文库构建方法图2 Paired-end文库构建方法

关于考研微生物学专业就业前景解析

关于2017年考研微生物学专业就业前景解析 考研专业的选择很重要,这关系到日后的就业和发展。学前教育专业是最受欢迎的考研专业之一,那么具体来说本专业的就业前景如何以及未来的职业规划怎么样呢,下面考研就为大家综合分析一下这个微生物学专业。 【微生物学】 一、专业介绍 微生物学专业是生物学下设的一个二级学科,微生物学是研究微生物及其生命活动基本规律和应用的科学。是一门在细胞、分子或群体水平上研究微生物的形态构造、生理代谢、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动基本规律,并将其应用于工业发酵、医药卫生、生物工程和环境保护等实践领域的科学。 1、研究方向 01海洋微生物学 02微生物生理生化 03微生物遗传与分子生物学 04微生物资源与生态 05应用微生物与发酵技术 06资源和环境微生物学 07海洋微生物学 08微生物生理生化

(注:各大院校的研究方向略有不同,以山东大学为例) 2、培养目标 硕士毕业生业务素质上,掌握本学科坚实的基础理论,系统的专门知识和熟练的实验操作技术。具有较强的社会实践能力,以及分析和解决问题的能力,了解所从事研究方向的国内外发展动态,有较强的独立从事教学、科研、技术推广和管理工作的能力,能用外语较熟练地参阅专业外文资料,具有初步的听、说、写能力,能通过论文的发表阐明研究工作的进展及成果。 3、研究生入学考试科目: (1)101思想政治理论 (2)201英语一 (3)629细胞生物学 (4)839生物化学(生) (注:以上以山东大学为例,各院校在考试科目中也有所不同) 4、相关专业 与微生物学相关的二级学科有:植物学、动物学、生理学、水生生物学、神经生物学、遗传学、发育生物学、细胞生物学、生物化学与分子生物学、生物物理学、生态学。 二、推荐院校 微生物学专业硕士全国较强的招生单位有: 山东大学、华中农业大学、南开大学、武汉大学、中国农业大学、浙江大学、南京农业大学、云南大学、广西大学、北京大学、中

微囊藻毒素研究进展

微囊藻毒素研究进展 王雪艳1,聂晶晶2 1大连海事大学环境科学与工程学院(116026) 2云南农业大学资环学院(650201) E-mail:wangxyan@https://www.doczj.com/doc/6e7952072.html, 摘要:微囊藻毒素(Microcystins,MCYSTs,MCs)为富营养化淡水水体中最常见的藻类毒素,从毒理学、环境科学、生物学及化学等方面对MCs巳的研究已有较多报道。本文综述了MCs的具体的概念、对生物的影响,并对关于MCs在产生机理、分离检测方法和水处理过程中的去除方法等方面的研究进展,并对目前研究的不足提出了几点意见。 关键词:微囊藻毒素,水华,毒素,藻类植物 1.前言 日趋严重的水体富营氧化使水华(Water bloom)发生已成为全球性的环境问题。我国多数淡水湖泊中形成水花的优势藻种,主要为有毒的蓝藻,这些毒藻可产生具有明显肝毒性的肽类物质,称为微囊藻毒素(Microcystins,MCYST)。近年来,由于饮用藻毒素污染的水体,而导致家禽、野生动物中毒,甚至死亡的事件频繁发生,藻类毒素对人体健康的危害已引起了人们的关注。我国的一些饮用水水源也已受到了有毒藻类的严重污染。本文就微囊藻毒素对生物危害、采集、检测及去除微囊藻的方法作了简单的介绍,着重在于微囊藻毒素的产生与环境的关系的介绍。 2.微囊藻毒素(MCYST) 2.1 微囊藻毒素 淡水藻类中,毒性最强、污染最广、最严重的是蓝藻门。目前已肯定的有毒藻类有铜锈微囊藻、水华鱼腥藻、水华束丝藻、阿氏颤藻、泡沫节球藻及念珠藻等。这些藻类不只产生一种毒素,如环境发生变化,一种藻类可产生几种毒素。它是一种肝毒素,这种毒素是肝癌的强烈致癌剂[1]。虽然在1878年Francis就最早报道了泡沫节球藻会对动物产生毒害作用,但人们对藻类分子结构的认识还不满40年。1959年Bishop首次分离出藻毒素后,不断有相关报道发表。美国、日本、澳大利亚、印度、加拿大、芬兰等lO多个国家都曾报道了其湖泊、水库中有毒水华的形成,并分离出有毒藻株[2]。我国的东湖、巢湖、太湖、滇池、淀山湖、黄浦江等饮用水水源及各种湖泊在夏秋季节藻类水华严重,每年长达7—8个月,而天然水体蓝藻水华80%是产毒的[3]。从加拿大、日本、芬兰、美国、中国等地对湖水、河水、水库水、井水及自来水等水样的检测结果看,有的水体中微囊藻毒素检出率高达60%一87%,源水中微囊藻毒素浓度从130ng/ml一2ug/ml不等,经加氯处理后的浓度也有0.09—0.6ug /L不等[4]。由此可见淡水水源受到微囊藻毒素污染的严重状况。 2.2 微囊藻毒素对生物的影响 MCYSTs主要以肝脏为靶器官[5-6]。动物经灌喂或腹腔注射后,破坏细胞内的蛋白磷酸化平衡,改变多种酶活性,引起肝脏病变,造成一系列的生理紊乱。中毒症状主要表现为虚 - 1 -

藻毒素的脱除技术研究解析

藻毒素的脱除技术研究 一、前言 随着我国工农业的快速发展,大量含氮含磷的工业废水、生活污水以及农业面源污水排入江河湖海,导致环境水体富营养化严重。根据中国环保部公布的2014年《中国环境状况公告》中可以看出:开展营养状态监测的湖泊(水库)中轻度富营养的有13个,中度富营养的有2个,其中滇池和达赉湖富营养化最严重。水体富营养化的日益加剧导致藻类大量繁殖,形成日趋严重的水华污染,微囊藻水华是淡水水体污染中危害最严重的一类。当水华严重时,水面形成厚厚的蓝绿色湖靛,散发出难闻的气味,破坏了健康平衡的水生生态系统[1]。 二、藻毒素的分类和来源 水体中的藻毒素可分为两部分,一部分溶解在水体中,称为溶解性藻毒素; 另一部分在藻细胞内合成,称为细胞内毒素。随着藻细胞的生长繁殖,当藻细胞破裂或老化死亡时,胞内毒素从藻细胞内释放出来并表现出毒性。一般情况下,藻细胞内的藻毒素浓度要高于水中溶解性藻毒素浓度。蓝藻毒素,按照毒性功能可以分为肝脏毒素、神经毒素和其它毒素[2]。微囊藻毒素和节球藻毒素都属于肝脏毒素。微囊藻毒素是由有毒蓝藻产生的代谢物,是蓝藻水华污染中出现频率最高、产生量最大和造成危害最严重的一类藻毒素[3]。 三、藻毒素的结构和危害 水体中的藻毒素可分为两部分,一部分溶解在水体中,称为溶解性藻毒素; 另一部分在藻细胞内合成,称为细胞内毒素。随着藻细胞的生长繁殖,当藻细胞破裂或老化死亡时,胞内毒素从藻细胞内释放出来并表现出毒性。一般情况下,藻细胞内的藻毒素浓度要高于水中溶解性藻毒素浓度。蓝藻毒素,按照毒性功能可以分为肝脏毒素、神经毒素和其它毒素[2]。微囊藻毒素和节球藻毒素都属于肝脏毒素。微囊藻毒素是由有毒蓝藻产生的代谢物,是蓝藻水华污染中出现频率最高、产生量最大和造成危害最严重的一类藻毒素[3]。 3.1藻毒素的结构 藻毒素在1959年被Bioshop发现。藻毒素主要是由微囊藻属、颤藻属、鱼腥藻属、念珠藻属产生。Rinehart于1988年确定分子结构[4]。微囊藻毒素的相对分子质量在1000 左右。是一种环状七肽物质,分子结构式如下:

微囊藻毒素研究进展

微囊藻毒素研究进展 摘要:微囊藻毒素(Microcystins,MCYSTs,MCs)为富营养化淡水水体中最常见的藻类毒素,从毒理学、环境科学、生物学及化学等方面对MCs 巳的研究已有较多报道。本文综述了MCs 的具体的概念、对生物的影响,并对关于MCs 在产生机理、分离检测方法和水理过程中的去除方法等方面的研究进展,并对目前研究的不足提出了几点意见。 关键词:微囊藻毒素,水华,毒素,藻类植物 1. 前言 日趋严重的水体富营氧化使水华(Water bloom)发生已成为全球性的环境问题。我国多数淡水湖泊中形成水花的优势藻种,主要为有毒的蓝藻,这些毒藻可产生具有明显肝毒性的肽类物质,称为微囊藻毒素(Microcystins,MCYST)。近年来,由于饮用藻毒素污染的水体,而导致家禽、野生动物中毒,甚至死亡的事件频繁发生,藻类毒素对人体健康的危害已引起了人们的关注。我国的一些饮用水水源也已受到了有毒藻类的严重污染。本文就微囊藻毒素对生物危害、采集、检测及去除微囊藻的方法作了简单的介绍,着重在于微囊藻毒素的产生与环境的关系的介绍。 2. 微囊藻毒素(MCYST) 2.1 微囊藻毒素 淡水藻类中,毒性最强、污染最广、最严重的是蓝藻门。目前已肯定的有毒藻类有铜锈微囊藻、水华鱼腥藻、水华束丝藻、阿氏颤藻、泡沫节球藻及念珠藻等。这些藻类不只产生一种毒素,如环境发生变化,一种藻类可产生几种毒素。它是一种肝毒素,这种毒素是肝癌的强烈致癌剂[1]。虽然在1878 年Francis就最早报道了泡沫节球藻会对动物产生毒害作用,但人们对藻类分子结构的认识还不满40 年。1959 年Bishop首次分离出藻毒素后,不断有相关报道发表。美国、日本、澳大利亚、印度、加拿大、芬兰等lO多个国家都曾报道了其湖泊、水库中有毒水华的形成,并分离出有毒藻株[2]。我国的东湖、巢湖、太湖、滇池、淀山湖、黄浦江等饮用水水源及各种湖泊在夏秋季节藻类水华严重,每年长达7—8 个月,而天然水体蓝藻水华80%是产毒的[3]。从加拿大、日本、芬兰、美国、中国等地对湖水、河水、水库水、井水及自来水等水样的检测结果看,有的水体中微囊藻毒素检出率高达60%一87%,源水中微囊藻毒素浓度从130ng/ml一2ug/ml不等,经加氯处理后的浓度也有0.09—0.6ug/L不等[4]。由此可见淡水水源受到微囊藻毒素污染的严重状况。 2.2 微囊藻毒素对生物的影响 MCYSTs主要以肝脏为靶器官[5-6]。动物经灌喂或腹腔注射后,破坏细胞内的蛋白磷酸化平衡,改变多种酶活性,引起肝脏病变,造成一系列的生理紊乱。中毒症状主要表现为虚弱、呼吸沉重、皮肤变白、呕吐、腹泻、毛立和嗜睡等。Mcelhiney等[7]发现MC—LR的存在可对茄属植物(Solanum)的生长和豆类植物(Phaseolus vulgaris)根的发育产生不良影响。Singh等[8]研究了MC对藻类、微生物和真菌生长的效应,发现在初始50 mg/L的MC可完全抑制灰色念珠藻和鱼腥藻的生长并使藻细胞溶解,观察到了MC对二氧化碳的吸收和光合作用的不良影响,同时推断出铜绿微囊藻通过MC的杀藻作用是保持其在自然条件下保持为优势藻种的重要原因。 2.3 微囊藻毒素的结构 Louw认为,微囊藻毒素是一种具有强烈慢性肝脏中毒特征的生物碱。Hughes等(1958)发现并分离得到铜绿微囊藻NRC-1 有毒品系。Bishop等(1959)对铜绿微囊藻NRC-1 品系的毒性作全面研究,发现这种微囊藻毒素是由7 种氨基酸组成的小分子环状多肽,为单环结构:D-丙氨酸-L-X-赤-β-甲基-D-异谷氨酸-Mdha。其中Mdha是一种特殊氨基酸;Adda为3-氨基-9-甲氧基-2,6,8-三甲基-10-苯-4,6-二烯酸;X和Y为两种可变L氨基酸(图1)[9] 。目前已鉴定约有65 个微囊藻毒素变式,其中多数毒性较高,如MCYST-LR、MCYST-RR和

全基因组重测序数据分析

全基因组重测序数据分析 1. 简介(Introduction) 通过高通量测序识别发现de novo的somatic和germ line 突变,结构变异-SNV,包括重排 突变(deletioin, duplication 以及copy number variation)以及SNP的座位;针对重排突变和SNP的功能性进行综合分析;我们将分析基因功能(包括miRNA),重组率(Recombination)情况,杂合性缺失(LOH)以及进化选择与mutation之间的关系;以及这些关系将怎样使 得在disease(cancer)genome中的mutation产生对应的易感机制和功能。我们将在基因组 学以及比较基因组学,群体遗传学综合层面上深入探索疾病基因组和癌症基因组。 实验设计与样本 (1)Case-Control 对照组设计; (2)家庭成员组设计:父母-子女组(4人、3人组或多人); 初级数据分析 1.数据量产出:总碱基数量、Total Mapping Reads、Uniquely Mapping Reads统计,测序深度分析。 2.一致性序列组装:与参考基因组序列(Reference genome sequence)的比对分析,利用贝叶斯统计模型检测出每个碱基位点的最大可能性基因型,并组装出该个体基因组的一致序列。3.SNP检测及在基因组中的分布:提取全基因组中所有多态性位点,结合质量值、测序深度、重复性等因素作进一步的过滤筛选,最终得到可信度高的SNP数据集。并根据参考基 因组信息对检测到的变异进行注释。 4.InDel检测及在基因组的分布: 在进行mapping的过程中,进行容gap的比对并检测可信的short InDel。在检测过程中,gap的长度为1~5个碱基。对于每个InDel的检测,至少需 要3个Paired-End序列的支持。 5.Structure Variation检测及在基因组中的分布: 能够检测到的结构变异类型主要有:插入、缺失、复制、倒位、易位等。根据测序个体序列与参考基因组序列比对分析结果,检测全基因组水平的结构变异并对检测到的变异进行注释。

水体中微囊藻毒素的去除研究进展

去除水体中的微囊藻毒素的研究进展 摘要:本文概述了受微囊藻毒素污染的水体的各种处理技术,着重介绍了高级氧化技术处理微囊藻毒素的研究。介绍了这种高级氧化技术处理微囊藻毒素的操作条件,及氧化机理。并依据实验随测得的数据分析了它们的动力学级数极组要的反应参数的影响。 关键词:高级氧化技术;微囊藻毒素;动力学;机理 1.前言 囊藻毒素(microcystins,MCs)是有毒蓝藻产生的代谢物,是“水华”中出现频率最高、产生量最大和危害最严重的藻毒素。MCs通过与蛋白磷酸酶中丝氨酸/苏氨酸亚基结合,能够特异性地抑制蛋白磷酸酶PP1和PP2A活性,相应增加蛋白激酶的活性,从而导致细胞内多种蛋白质高度磷酸化,打破了磷酸化和脱磷酸化的平衡,并通过细胞信号系统放大这种生化效应。MCs可改变多种酶活性,引起细胞内一系列生理生化反应紊乱,导致肝细胞损伤,甚至促进肿瘤的发生。[1]世界卫生组织推荐的饮用水中藻毒素以MC-LR代表的标准值为1.0μg.L -1。因此,采取有效手段消除水中藻毒素已成为水环境科学领域新的热点、难点研究课题。 2.微囊藻毒素的去除 2.1物理法去除MCs 1)吸附法:大量研究结果证明,活性炭可成功应用于饮用水中MCs的去除,但吸附效能受活性炭孔径、营养底物竞争性吸附和pH 值的影响。一般的具有高比率中孔和大孔的活性炭对MC-LR的吸附能力较强,活性炭在高pH值条件下对MC-LR的吸附能力高于中性条件下。 2)膜过滤法:目前许多国家用反渗透技术来处理饮用水。研究发现RO对MC-LR和MC-RR的截留率大于95%;超滤对MCs的去除达98%;纳滤可完全去除水中的MCs。但是膜过滤法去除的成本太高,一般不太实用。 2. 3生物法除MCs 生物去除MCs的原理是利用能降解吸收MCs的细菌菌种。提取分离培养该种细菌是关键。 1)天然微生物降解法微生物降解是MCs天然降解的主要途径,在细菌等微生物作用下,改变MCs结构中Adda侧链结构,降低其毒性。MCs化学结构非常稳定,因此只有一些特殊的微生物才具备降解毒素的能力。李祝认为:与其它水生生物相比,细菌具有较高的降解效率,在生物降解中起主导作用,可以通过微生物降解去除MCs。目前也有利用基因工程构建培育工程菌,但利用改良微生物法去除藻毒素在实际应用中存在较多的问题,上不能引入到大自然中去。 2)生物膜法除MCs。生物膜可机械截留、吸附、捕食、微生物降解掉水中

环境水体微囊藻毒素微生物降解技术研究进展

环境水体微囊藻毒素微生物降解技术研究进展 * 孔 赟 徐向阳 朱 亮**  徐 京 林海转 (浙江大学环境工程系,杭州310058) 摘 要 湖库水体富营养化及其产生的藻毒素污染已对生态环境和人类健康构成极大威胁,而目前常规水污染控制技术存在一定的局限性,因此水环境中藻毒素处理新工艺亟待研发.鉴于环境水体中的微囊藻毒素可被微生物降解为无毒或低毒的中间产物,本文综述了微囊藻毒素的降解菌株二生物降解过程影响因素与机理二降解产物及其结构特性等,总结了目前微囊藻毒素降解菌株在水环境修复中的应用,并对今后微生物降解微囊藻毒素的研究方向进行了展望,以期为解决我国日益严峻的湖库水体藻毒素污染和饮用水安全问题提供技术思路.关键词 微囊藻毒素 微生物降解 降解机理 富营养化 饮用水安全文章编号 1001-9332(2011)06-1646-07 中图分类号 X17 文献标识码 A Microbial degradation of microcystins in water environment :A review.KONG Yun,XU Xiang?yang,ZHU Liang,XU Jing,LIN Hai?zhuan (Department of Environmental Engineering ,Zhejiang University ,Hangzhou 310058,China ).?Chin.J.Appl.Ecol .,2011,22(6):1646-1652.Abstract :Lake and reservoir’s eutrophication and its produced microcystins (MCs)have enor?mous threats to ecological environment and human health.Because the conventional water pollution control techniques have definite limitations,it’s quite urgent to develop new technique to remove the MCs from water environment.MCs can be effectively degraded by specific microbes,and its in?termediate and terminal products are non?toxic or low?toxic.This paper summarized the MCs?de?grading microbial strains,biodegradation processes,mechanisms,and affecting factors,degraded products and their structural characteristics,and the applications of MCs?degrading microbial strains in water environment restoration.The further research directions were also proposed.It was hoped that this review could provide technical ideas for restoring MCs?polluted lakes and reservoirs and en?suring drinking water safety in China. Key words :microcystins;microbial degradation;degradation mechanism;eutrophication;drink?ing water safety. *国家科技支撑计划项目(2006BAJ08B01)二国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZX07316)和浙江省教育厅科研项目(Y200909172)资助. **通讯作者.E?mail:felix79cn@https://www.doczj.com/doc/6e7952072.html, 2010?11?01收稿,2011?03?22接受. 随着我国工农业的快速发展,大量含氮含磷的工业废水二生活污水以及农业面源污水排入江河湖海,导致环境水体富营养化严重[1-2].2009年‘中国环境状况公告“[3]指出,我国26个国控重点湖泊(水库)中,太湖二巢湖和滇池因富营养化均为劣V 类水质,长江二黄河中下游多数水库及湖泊水体均检测出微囊藻毒素(microcystins,MCs).日益严峻的环境水体有机与氮磷污染二富营养化与藻毒素污染等问题,已直接影响到城镇饮用水安全和人类健康. 已有研究表明,导致水体富营养化的主要藻种 为微囊藻属二鱼腥藻属二颤藻属二束丝藻属和节球藻属等,其在代谢过程中或藻体破裂后会分泌多种藻毒素,这其中以微囊藻毒素危害最为严重[4-8].目前,国内外学者对环境水体中藻毒素的降解与去除进行了多方面研究[9],主要以化学方法(光降解二光催化氧化二臭氧氧化等)为主,但因其存在运行成本高二易产生二次污染等问题,难以实际应用.为此,利用微生物降解藻毒素是未来环境水体修复的研究重点之一[10].本文综述了微囊藻毒素的降解菌株二生物降解过程影响因素与机理二降解产物及其结构特性等,总结了有关微囊藻毒素降解菌株在水环境修复中的应用,并对今后微生物降解微囊藻毒素的研究方向进行了展望,以期为开发湖库水体微囊藻毒素污染修复和饮用水安全保障的微生物新技术及新 应用生态学报 2011年6月 第22卷 第6期 Chinese Journal of Applied Ecology,Jun.2011,22(6):1646-1652

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