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有害蓝藻的分子监测、安全削减及资源利用
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2016
  • 中图分类:
    X832
  • 关键词:
  • 成果简介:
    中国淡水水体富营养化日趋严重,蓝藻水华频频爆发。水华蓝藻合成与分泌的蓝藻毒素和异味物质对水生态系统和人类健康构成了极大的危害。在蓝藻水华的前期,对水体有害水华蓝藻的快速、灵敏、准确的定性与定量分析,有利于采取正确的措施,减少蓝藻水华的危害。传统光学显微镜下的形态学检查与计数,不能判断蓝藻是否产毒,满足不了现代蓝藻水华监测的需要。另一方面,当小型水体爆发蓝藻水华后,人们常用CuSO<,4>、含氯消毒剂、抗生素(名特优水产养殖水体)等物质除藻,其中以CuSO<,4>使用最广泛。然而,经常使用这类除藻剂容易造成环境的二次污染。如何安全、有效的去除水体有害蓝藻水华,已成为富营养化水体蓝藻水华应急处理的焦点和难点。针对这些问题,该项目从蓝藻毒素和异味物质合成基因入手,克隆了这些蓝藻有害物质合成基因,并且分析了这些基因的分子结构特征,探索了有害蓝藻的分子监测方法。在小型水体有害蓝藻水华安全削减方面,该项目引入了利用环境友好型生物源抑藻物质除藻的概念(J. Environ. Manage.2013, 125:149-155),开拓了环境友好型杀藻剂筛选的新范畴(Meng,et al.,Chemosphere,2015,141: 219-226),并且系统研究了典型生物源抑藻物质的抑藻机理。此外,该项目还从以废治废的角度出发,开拓了水华蓝藻生物质脱毒及作为吸附材料在水体重金属吸附去除方面的研究。经过近6年的研究,该项目在有害蓝藻的分子监测、安全削减及资源利用方面取得如下主要成果:阐明了生物源抑藻物质连苯三酚、β-紫罗兰酮、壬酸、血根碱对铜绿微囊藻的抑藻效应及作用机理;克隆了中国丝状蓝藻中拟柱胞藻毒素和异味物质2-甲基异茨醇的合成基因,分析了这些基因的结构特征,并构建了水体产拟柱胞藻毒素和产异味物质蓝藻的分子监测体系;从微囊藻毒素降解菌中克隆了微囊藻毒素降解基因,并分析了这些基因的转录表达特性;发现并阐明了常丝藻对中国典型水华蓝藻-铜绿微囊藻的化感抑制作用及机理;阐明了铜绿微囊藻与粘土絮凝后的生理特性及藻细胞的归宿问题;利用KMnO<,4>氧化的方法,成功去除了水华蓝藻生物质中的微囊藻毒素,并且提高了其对水体重金属的吸附能力。这些研究结果先后发表在环境科学、水环境与毒理等领域的主流期刊上。该申报表所列8篇代表性论文迄今已被他引164次,他引论文包含PNAS、ISME、Plant Physiology等国际重要期刊上的论文。该项目研究成果对于今后在蓝藻水华的分子监测、安全削减及资源利用等方面具有重要的指导意义。
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