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擬柱孢藻毒素（Cylindrospermopsin, CYN）是在水華藍藻擬柱孢藻中鑒定出的一種肝毒性藍藻毒素，其它水華藍藻如尖頭藻、束絲藻、魚腥藻、顫藻等也相繼發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)生CYN的種類。這些種類在我國的許多水體中引起了廣泛的藍藻水華，東南沿海的多個水體中也檢測到了不同含量的擬柱孢藻毒素，但是毒素的來源并不清楚。因此，對水體中潛在的產(chǎn)毒種類進行全面調(diào)查，有助于正確評估毒素污染的風險。中國科學院水生生物研究所博士生蔣永光等在李仁輝研究員的指導下開展了相關(guān)研究，并揭示了擬柱孢藻毒素合成基因獨特的變異特征。 研究人員對分離自全國各地多個水體的300多株藍藻進行了分子檢測，確定部分擬柱孢藻和尖頭藻含有毒素基因，且均分離自亞熱帶地區(qū)的水體，質(zhì)譜分析表明這些藻株均含有CYN或其脫氧異構(gòu)體。對采集的水體環(huán)境樣本進行檢測發(fā)現(xiàn)，部分亞熱帶水體含有毒素基因，測序分析表明這些基因序列均來自近緣的擬柱孢藻和尖頭藻類群，因此這兩個種類為主要的產(chǎn)毒種，在中國淡水水體中零散的分布。對毒素基因序列進行多重比對，發(fā)現(xiàn)了多種變異特征，包括堿基突變和缺失、序列重復、轉(zhuǎn)座子插入等。另外，分子檢測表明多個溫帶和亞熱帶的水體含有擬柱孢藻或尖頭藻，且南部亞熱帶地區(qū)的比例更高，藻株分布呈現(xiàn)出由南向北遞減的趨勢，同時不產(chǎn)毒種類比產(chǎn)毒種類的分布更為廣泛。采用高分辨率的標記基因構(gòu)建擬柱孢藻和尖頭藻的系統(tǒng)進化樹，發(fā)現(xiàn)五個獨立的進化分支，說明這兩個近緣種類具有同源性和多系分化的雙重特征。 該研究為開展擬柱孢藻毒素的分子監(jiān)測和風險評估提供了數(shù)據(jù)支撐和切實可行的方法，并為毒素基因的進化和變異研究提供了新的材料，為擬柱孢藻和尖頭藻的分類關(guān)系研究提供了新的證據(jù)。 該項研究得到了國家自然科學基金和國家重大科技水專項的資助，論文發(fā)表于Applied and Environmental Microbiology, 2014， vol. 80 (17): 5219-5230.
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