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福建石兜水库产毒拉氏尖头藻(Raphidiopsis raciborskii)遗传多样性

         
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近几十年以来,全球内陆深水水体拉氏尖头藻(Raphidiopsis raciborskii)的检出率和水华事件日益增多,这种新型水华蓝藻具有产毒和无毒株系,其中能合成拟柱胞藻毒素(cylindrospermopsins,CYNs)的株系主要分布在澳大利亚和东南亚,严重威胁水生态系统和人类健康。本研究于2018年从福建省厦门市石兜水库分离、培养了4株拉氏尖头藻(XM1~XM4),对其形态、遗传多样性和产毒特征进行了研究。显微观察结果表明,4株拉氏尖头藻形态特征基本一致,细胞平均长度为3.79~4.26μm,藻丝体呈直线型、平均长度为122~199μm,在环境样品中可观察到异形胞(固氮细胞),使用富含氮的BG11培养基培养后异形胞会消失。酶联免疫吸附(ELISA)试剂盒测定显示,4株拉氏尖头藻均为产毒藻株;液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)分析表明,4个藻株能同时合成CYN和脱氧拟柱胞藻毒素(deoxy-CYN),其中XM1、XM2和XM3藻株以CYN为主,在对数生长后期平均浓度为0.71~1.02 pg·cell^(-1),XM4则以deoxy-CYN为主,平均浓度为0.42 pg·cell^(-1)。16S rRNA基因系统发育分析表明,XM2藻株与非洲藻株同源相似性较高,其他3株(XM1、XM3和XM4)与亚洲、欧洲的藻株同源相似性较高,表明石兜水库拉氏尖头藻种群遗传多样性较高。序列分析发现,XM2藻株具有完整的产CYN基因簇,但是部分关键基因发生了重排变异,cyrB和cyrI基因分别被分割成2部分和3部分,XM2藻株与浙江杭州藻株产毒基因簇最为相似。在气候变化和人类活动多重影响下,我国水源地水库产毒拉氏尖头藻的来源、传播扩散、遗传分化和生态效应有待进一步研究。

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