云南不同富營(yíng)養(yǎng)化程度湖泊中產(chǎn)毒藍(lán)藻藻毒素基因多樣性研究

陳 彤，王志龍，劉 麗

(昆明理工大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650500)

0 引 言

淡水湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化引發(fā)的藍(lán)藻水華及有毒藍(lán)藻產(chǎn)生的藻毒素，對(duì)水體生態(tài)、人類(lèi)和動(dòng)物的健康構(gòu)成了重大風(fēng)險(xiǎn)[1-2].藍(lán)藻毒素是產(chǎn)毒藍(lán)藻的次級(jí)代謝產(chǎn)物，種類(lèi)繁多，包括肝毒素、神經(jīng)毒素和皮膚毒素，其中肝毒素和神經(jīng)毒素對(duì)人類(lèi)的健康危害最為嚴(yán)重[3].具有肝毒性的環(huán)肽類(lèi)微囊藻毒素是分布最為廣泛，研究最為深入的藍(lán)藻毒素，主要由微囊藻屬(Microcystis)、魚(yú)腥藻屬(Anabaena)、念珠藻屬(Nostoc)、浮絲藻屬(Planktothrix)、費(fèi)氏藻屬(Fischerella)等藍(lán)藻產(chǎn)生.魚(yú)腥藻毒素和麻痹性貝類(lèi)毒素是兩種與動(dòng)物急性中毒有關(guān)的淡水神經(jīng)毒素[4].魚(yú)腥藻毒素由魚(yú)腥藻屬、束絲藻屬(Aphanizomenon)、擬柱孢藻屬(Cylindrospermopsis)等藻類(lèi)產(chǎn)生，主要包括魚(yú)腥藻毒素-a、同型魚(yú)腥藻毒素-a和魚(yú)腥藻毒素-a(s)三種類(lèi)型.麻痹性貝類(lèi)毒素由亞歷山大藻屬(Alexandrium)、魚(yú)腥藻屬等藻類(lèi)產(chǎn)生，具有超過(guò)50種類(lèi)似物，主要包括石房蛤毒素、新石房蛤毒素等.

常用的檢測(cè)藻毒素的方法有高效液相色譜的化學(xué)法[5]和酶聯(lián)免疫測(cè)定的生化法[6]，主要用于檢測(cè)已釋放至環(huán)境中的藍(lán)藻毒素種類(lèi)及濃度.而基于藍(lán)藻的分子生物學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，不同藍(lán)藻毒素的生物合成受到不同藻毒素合成酶基因簇的調(diào)控，如：mcy(microcystin synthesis gene)基因簇參與微囊藻毒素的合成[7]、ana(anatoxin synthesis gene)基因簇參與魚(yú)腥藻毒素的合成[8]，sxt(saxitoxin synthesis gene)基因簇參與麻痹性貝類(lèi)毒素的合成[9].產(chǎn)毒藍(lán)藻細(xì)胞基因組中含有的藻毒素合成酶基因可對(duì)毒素的產(chǎn)生進(jìn)行調(diào)控，無(wú)毒藻株中則不含有藻毒素合成酶基因，這為特異性地研究產(chǎn)毒藍(lán)藻提供了重要的方法手段[10].同時(shí)，通過(guò)藍(lán)藻毒素合成酶相關(guān)基因簇的分子檢測(cè)[11]可用于鑒別有毒與無(wú)毒藻株，具有快速簡(jiǎn)便、特異性及靈敏度高的特點(diǎn)，對(duì)預(yù)測(cè)預(yù)警有毒藻華的發(fā)生具有重要作用.Lee等[12]基于已知的mcyA基因引物設(shè)計(jì)的新型引物探針可準(zhǔn)確捕捉且量化湖泊環(huán)境中的mcyA基因，并區(qū)分該基因的系統(tǒng)發(fā)育起源.Liu等[13]基于PCR技術(shù)將Cy5標(biāo)記的dCTPs引入反應(yīng)體系中以進(jìn)行熒光修飾，并利用特異性ssDNA探針實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確并迅速地在混合樣品中檢測(cè)到產(chǎn)毒微囊藻.John等[14]運(yùn)用巢式PCR技術(shù)，對(duì)澳大利亞維多利亞州67個(gè)地點(diǎn)的地表水進(jìn)行anaC基因的檢測(cè)，并通過(guò)系統(tǒng)發(fā)育分析，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)藍(lán)藻anaC基因與Cuspidothrix、顫藻屬(Oscillatoria)、長(zhǎng)孢藻屬(Dolichospermum)、魚(yú)腥藻屬和束絲藻屬同源性較高(90%～100%).Grachev等[15]對(duì)流入貝加爾湖的伊爾庫(kù)茨克水庫(kù)及安加拉河流域的石房蛤毒素的研究發(fā)現(xiàn)，該流域內(nèi)sxtA基因與束絲藻屬、魚(yú)腥藻屬和長(zhǎng)孢藻屬同源性較高(99%～100%).

地處中國(guó)西南部云貴高原的撫仙湖，是中國(guó)第二深的湖泊，其淡水儲(chǔ)量占全國(guó)湖泊總儲(chǔ)量的9%，綜合水質(zhì)達(dá)到Ⅰ類(lèi)，是最重要的一級(jí)飲用水源之一.緊鄰撫仙湖的星云湖，因其獨(dú)特的地理位置在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起到重要作用，但因污染嚴(yán)重,其水質(zhì)為劣(Ⅴ類(lèi))[16]，并且自2000年起，星云湖中每年夏秋季節(jié)會(huì)爆發(fā)以微囊藻為主的大規(guī)模藍(lán)藻水華.在不同富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中藍(lán)藻種群、產(chǎn)毒藍(lán)藻種類(lèi)均存在差異，并且藻毒素種類(lèi)與產(chǎn)毒藍(lán)藻種類(lèi)直接相關(guān).目前，對(duì)于兩個(gè)湖泊中產(chǎn)毒藍(lán)藻的種類(lèi)及藻毒素基因的多樣性研究尚未見(jiàn)研究報(bào)道，因此，本研究基于常規(guī)PCR技術(shù)檢測(cè)不同富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中產(chǎn)毒藍(lán)藻藻毒素基因的多樣性，目的在于研究不同富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中產(chǎn)毒藍(lán)藻的多樣性，建立有毒藍(lán)藻水華預(yù)警方法，降低其危害，補(bǔ)充中國(guó)淡水湖泊在產(chǎn)毒藍(lán)藻及藻毒素方面的相關(guān)研究，保護(hù)湖泊水質(zhì)健康和生態(tài)安全.

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

分別于2019年豐水期(7月)、平水期 (10月)、2020年枯水期 (1月)的每月中旬在星云湖XY-1(102°48′21″E，24°23′6″N)、XY-2(102°46′43″E，24°22′43″N)、XY-3(102°45′55″E，24°21′17″N)、XY-4(102°45′28″E，24°18′42″N)、XY-5(102°47′57″E，24°18′58″N)、XY-6(102°48′11″E，24°20′37″N)這6個(gè)采樣點(diǎn)和撫仙湖FX-1(102°50′29″E，24°33′29″N)、FX-2(102°51′41″E，24°27′16″N)、FX-3(102°49′26″E，24°23′35″N)、FX-4(102°52′51″E，24°22′48″N)、FX-5(102°56′18″E，24°31′11″N)、FX-6(102°56′49″E，24°36′43″N)這6個(gè)采樣點(diǎn)分別采集 0.5 m 處表層水和 2 m 處底層水樣各 2 L，各采樣點(diǎn)位置如圖1所示.為全面探究湖泊中產(chǎn)毒藍(lán)藻藻毒素基因多樣性，將采集到的表層水與底層水混合均勻后經(jīng) 0.45 μm 和 0.22 μm 孔徑的纖維濾膜過(guò)濾以收集藻細(xì)胞，濾膜存于 -80 ℃ 以備后續(xù)實(shí)驗(yàn).

(a) 星云湖 (b) 撫仙湖圖1 星云湖和撫仙湖采樣點(diǎn)位置圖Fig.1 Location of sampling sites in Xingyun Lake and Fuxian Lake

使用活塞式底泥采樣器進(jìn)行各采樣點(diǎn)表層沉積物(0～20 cm)樣本采集，重復(fù)采集3次，混勻后迅速低溫避光保存，運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室后，置于 -80 ℃ 冰箱保存.

1.2 藻細(xì)胞基因組DNA提取及PCR擴(kuò)增測(cè)定

將 0.45 μm 與 0.22 μm 濾膜四等分后，使用E.Z.N.A.R ? Water DNA Kit試劑盒(OMEGA)提取水體樣品藻類(lèi)總DNA；將新鮮沉積物樣品稱(chēng)取 0.25 g 分裝到 1.5 mL 無(wú)酶離心管中，使用DNeasy Power Soil Kit試劑盒(QIAGEN)提取沉積物中的基因組DNA.采用微囊藻毒素合成酶基因mcyA、魚(yú)腥藻毒素合成基因anaC.以及麻痹性貝類(lèi)毒素合成酶基因sxtA,對(duì)提取的DNA進(jìn)行PCR檢測(cè)，引物序列以及退火溫度見(jiàn)表1.PCR反應(yīng)體系為Premix Taq(2×)(TaKaRa) 10.0 μL，正、反向引物各 1 μL(10 μmol/L)，ddH2O 5.0 μL，模板DNA 3.0 μL，總體積 20 μL.反應(yīng)條件為 95 ℃ 預(yù)變性 5 min，95 ℃ 變性 30 s，退火 30 s，72 ℃ 延伸 60 s，40個(gè)循環(huán)，72 ℃ 延伸 7 min.使用1.5%瓊脂糖凝膠電泳測(cè)定目的片段.

表1 藻毒素合成酶基因引物序列

1.3 膠回收、TA克隆及測(cè)定序列

使用TIANgel Purification Kit膠回收試劑盒(TIANGEN)純化擴(kuò)增后的目的片段，采用pEASYR-T1 Cloning Kit(TransGen Biotech)將載體與目的片段連接并轉(zhuǎn)化入感受態(tài)細(xì)胞中，于LB平板上隔夜培養(yǎng)后挑取單克隆菌落震蕩培養(yǎng)，并對(duì)菌液進(jìn)行PCR陽(yáng)性重組子菌落鑒定，將陽(yáng)性菌液送至昆明碩擎生物科技有限公司進(jìn)行測(cè)序.

1.4 系統(tǒng)進(jìn)化分析

將測(cè)序得到的序列經(jīng)NCBI BLAST比對(duì)后，使用Mega 6.0軟件中的ClastalW分別對(duì)得到的mcyA、anaC、sxtA基因序列以及各自的參考序列進(jìn)行比對(duì)，運(yùn)用NJ法構(gòu)建mcyA、anaC、sxtA基因的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)進(jìn)行遺傳多樣性分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 PCR擴(kuò)增及克隆測(cè)序星云湖和撫仙湖藻毒素基因

從星云湖和撫仙湖水體及沉積物樣品中提取藻細(xì)胞DNA進(jìn)行普通PCR擴(kuò)增.圖2為水體樣品中的各藻毒素基因的凝膠電泳，mcyA、anaC和sxtA基因分別在 200 bp、366 bp 和 200 bp 處有單一且明亮的條帶，與目的基因片段大小相符.兩個(gè)湖泊不同采樣點(diǎn)均能成功擴(kuò)增出藻毒素合成酶基因，表明mcyA、anaC和sxtA基因廣泛存在于星云湖及撫仙湖水體中.對(duì)湖泊沉積物樣品的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，三種藻毒素基因在撫仙湖沉積物樣品中均未被檢出，在星云湖沉積物樣品中僅檢測(cè)到的mcyA基因(圖3).在撫仙湖和星云湖水體樣品中分別獲得mcyA、anaC和sxtA基因有效序列各18條，星云湖沉積物樣品中共獲得18條mcyA基因有效序列.

圖2 水體中各類(lèi)藻毒素基因瓊脂糖凝膠電泳圖 Fig.2 Agarose gel electrophoresis of cyanobacteria toxin genes for water samples

圖3 沉積物樣品中mcyA基因瓊脂糖凝膠電泳圖Fig.3 Agarose gel electrophoresis of mcyA gene for sediment samples

2.2 星云湖和撫仙湖藻毒素基因多樣性分析

撫仙湖以FX為標(biāo)記，星云湖以XY為標(biāo)記，豐水期、平水期和枯水期的水體樣品以W07、W10和W01作為標(biāo)記，沉積物以S07、S10和S01作為標(biāo)記.

2.2.1 產(chǎn)微囊藻毒素mcyA基因多樣性分析

將獲得的樣品mcyA基因序列與代表性mcyA基因參考序列在核苷酸水平上構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)(圖4).所有序列可劃分為2個(gè)進(jìn)化簇(Cluster Ⅰ和Cluster Ⅱ).包括微囊藻屬的mcyA基因參考序列(序列號(hào)為:MG573265.1、 AB110104.1、 KU867770.1、 KU867767.1 KU867672.1、 JF799859.1、 JF799858.1和AF139343.1),以及本研究所獲得的mcyA基因序列均聚集在Cluster Ⅰ.Cluster Ⅱ包括的mcyA基因參考序列有念珠藻屬(序列號(hào)為:AJ515475.1和JX644441.1)、魚(yú)腥藻屬(序列號(hào)為:AJ515463.1、AJ515466.1、GQ466581.1和GQ466582.1)、席藻屬(Phormidium)(序列號(hào)為:JQ771633.1和JQ771633.1)和浮絲藻屬(序列號(hào)為:AJ515474.1和AJ515468.1)，但不包含樣本序列.推測(cè)撫仙湖和星云湖水體及沉積物中mcyA基因多樣性較為單一，主要由微囊藻屬產(chǎn)毒藍(lán)藻產(chǎn)生，且在豐水期、平水期和枯水期三個(gè)時(shí)期普遍存在.

圖4 產(chǎn)毒藍(lán)藻mcyA基因系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)Fig.4 The phylogenetic tree of mcyA gene in toxic cyanobacteria

2.2.2 產(chǎn)魚(yú)腥藻毒素anaC基因多樣性分析

將獲得的樣品anaC基因序列與代表性anaC基因參考序列在核苷酸水平上構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)(圖5).所有序列可劃分為2個(gè)進(jìn)化簇(Cluster Ⅰ和Cluster Ⅱ)和4個(gè)亞簇(A、B、C和D).撫仙湖的水體樣本以及星云湖XY2水體樣本中的anaC基因序列與顫藻屬參考序列(序列號(hào)為:JF803654.1)聚集在Cluster Ⅰ的A亞簇中，星云湖其他采樣點(diǎn)水體樣本的anaC基因序列與束絲藻屬(序列號(hào)為:JF803655.1)以及未培養(yǎng)的藍(lán)藻屬(Unculturedcyanobacterium)參考序列(序列號(hào)為:KR813877.1、KR813879.1和KR813869.1)聚集在Cluster Ⅱ的D亞簇中.B亞簇和C亞簇分別包含顫藻屬(序列號(hào)為:F803651.1和JF803656.1)、席藻屬(序列號(hào)為:KX016041.1和KX016040.1)、束絲藻屬(序列號(hào)為:KP718897.1和KP718896.1.)和魚(yú)腥藻屬(序列號(hào)為:JF803657.1 、JF803646.1和JF803647.1)的anaC基因參考序列.推測(cè)撫仙湖中的anaC基因主要由顫藻屬藍(lán)藻產(chǎn)生，星云湖中的anaC基因則主要由束絲藻屬及顫藻屬產(chǎn)生，且在豐水期、平水期和枯水期三個(gè)時(shí)期普遍存在.

2.2.3 產(chǎn)麻痹性貝類(lèi)毒素sxtA基因多樣性分析

將獲得的樣品sxtA基因序列與代表性sxtA基因參考序列在核苷酸水平上構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)(圖6).所有序列可劃分為4個(gè)進(jìn)化簇(Cluster Ⅰ-Ⅳ).撫仙湖和星云湖水樣中的sxtA基因序列與魚(yú)腥藻屬(序列號(hào):EU629178.1和EU629176.1)、束絲藻屬(序列號(hào):MH113429.1、HQ157715.1、HQ157716.1、MH113429.1和JN837673.1)、長(zhǎng)孢藻屬(序列號(hào):HQ157701.1和MH464587.1)的參考序列聚集在Cluster Ⅰ中，Cluster Ⅱ中包括擬柱胞藻屬的sxtA基因參考序列(序列號(hào):EU629178.1和MN417330.1)，Cluster Ⅲ包括偽枝藻屬(Scytonema)(序列號(hào):JQ182302.1)和Heteroscytonema(序列號(hào):MG976919.1)的sxtA基因參考序列，Cluster Ⅳ包括鞘絲藻屬(Lyngbya)的sxtA基因參考序列(序列號(hào):EU603711.1和EU629174.1).本研究的樣本序列未分布在Cluster Ⅱ-Ⅳ中，推測(cè)撫仙湖和星云湖中的sxtA基因主要由魚(yú)腥藻屬、束絲藻屬、長(zhǎng)孢藻屬產(chǎn)生，且在豐水期、平水期和枯水期三個(gè)時(shí)期普遍存在.

圖6 產(chǎn)毒藍(lán)藻sxtA基因系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)Fig.6 The phylogenetic tree of sxtA gene in toxic cyanobacteria

3 討 論

運(yùn)用常規(guī)PCR技術(shù)以mcyA、anaC、sxtA藍(lán)藻毒素合成酶基因?yàn)榘谢?，?duì)兩個(gè)不同營(yíng)養(yǎng)型湖泊水體和沉積物進(jìn)行產(chǎn)毒藍(lán)藻多樣性分析.結(jié)果表明，在貧營(yíng)養(yǎng)的撫仙湖和富營(yíng)養(yǎng)化的星云湖水體樣品中均可檢測(cè)到這三種藍(lán)藻毒素合成酶基因，僅在星云湖的沉積物樣品中檢測(cè)到產(chǎn)微囊藻毒素mcyA基因.撫仙湖水體中葉綠素含量低，藻類(lèi)生物豐度低，且由于藍(lán)藻具有趨光性且可使用IV型菌毛直接向光源移動(dòng)[17]，致使在貧營(yíng)養(yǎng)化湖泊撫仙湖的沉積物中藍(lán)藻生物吸附及含量低，故在沉積物樣品中未檢測(cè)到藍(lán)藻毒素合成酶基因.富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中，水體表面水華可以阻止光線到達(dá)湖泊底層，從而影響底棲的初級(jí)生產(chǎn)者，并且在以微囊藻為優(yōu)勢(shì)藍(lán)藻的水體中，微囊藻會(huì)吸附到懸浮顆粒物上[18]并沉降至水體底部.富營(yíng)養(yǎng)化的星云湖中常年爆發(fā)以微囊藻為優(yōu)勢(shì)藻種的藍(lán)藻水華[19]，微囊藻通過(guò)吸附等作用沉降于沉積物中，故在星云湖的沉積物樣品中檢測(cè)到了mcyA基因.通過(guò)構(gòu)建mcyA基因系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)湖泊中的mcyA基因序列均與微囊藻屬的基因參考序列相似度較高.Li等[20]對(duì)太湖和陽(yáng)澄湖中的微囊藻毒素mcyA基因的多樣性研究發(fā)現(xiàn)同一區(qū)域的兩個(gè)湖泊中mcyA基因序列較為相似且存在高度保守性.Bukowska等[21]對(duì)波蘭東北部的8個(gè)湖泊中mcyA基因多樣性的研究發(fā)現(xiàn)，在該區(qū)域內(nèi)mcyA基因多樣性較為單一，這與本研究結(jié)果一致，因此推測(cè)在同一地區(qū)的湖泊內(nèi)，mcyA基因同源性較高.

目前對(duì)藻毒素的研究主要集中于微囊藻毒素，加強(qiáng)對(duì)其他藻毒素的研究是大勢(shì)所趨.魚(yú)腥藻毒素和麻痹性貝類(lèi)毒素都屬于神經(jīng)毒素類(lèi)，對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)生活有較大的負(fù)面影響.截止2020年已經(jīng)確定了有41種藻類(lèi)物種可產(chǎn)生魚(yú)腥藻毒素以及15種藻類(lèi)物種可產(chǎn)生麻痹性貝類(lèi)毒素[4].將兩個(gè)湖泊中獲得的魚(yú)腥藻毒素anaC基因序列與參考序列構(gòu)建進(jìn)化樹(shù)發(fā)現(xiàn)，撫仙湖anaC序列和星云湖XY2采樣點(diǎn)獲得的anaC序列與顫藻屬的基因參考序列相似度較高，而星云湖其他采樣點(diǎn)的anaC序列則與束絲藻屬的基因參考序列相似度較高.John等人[14]對(duì)澳大利亞維多利亞州地表水中檢測(cè)得到的23條anaC序列進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)同一區(qū)域內(nèi)不同水體樣本的anaC序列同源性具有一定差異，這與本研究結(jié)果一致.推測(cè)同一地區(qū)不同湖泊中anaC基因序列會(huì)存在差異是與湖泊本身的理化性質(zhì)、藍(lán)藻群落組成等因素相關(guān).sxtA基因編碼麻痹性貝類(lèi)毒素生物合成的第一步驟，并且高度保守[22]，本研究中的sxtA基因與魚(yú)腥藻屬、束絲藻屬、長(zhǎng)孢藻屬的sxtA基因序列同源性較高，表明在撫仙湖和星云湖中sxtA基因由上述藻屬的藍(lán)藻產(chǎn)生.本研究對(duì)于藻毒素合成酶基因的定性檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在星云湖和撫仙湖中均存在著不同的產(chǎn)毒藍(lán)藻藻種.劉玉珊等[23]對(duì)同處于云貴高原滇池中產(chǎn)毒藍(lán)藻產(chǎn)毒基因的多樣性研究表明在滇池海埂水域中藍(lán)藻產(chǎn)毒基因多樣性較為單一，mcyE基因主要由微囊藻屬藻類(lèi)產(chǎn)生，anaC和sxtA基因主要由束絲藻屬藻類(lèi)產(chǎn)生，這與本研究中對(duì)于星云湖樣品的研究結(jié)果類(lèi)似，推測(cè)在云南省富營(yíng)養(yǎng)化程度嚴(yán)重的湖泊中，藍(lán)藻毒素基因多樣性受到湖泊中優(yōu)勢(shì)藍(lán)藻的影響.在氮、磷元素含量豐富的富營(yíng)養(yǎng)化水體中，藍(lán)藻以及產(chǎn)毒藍(lán)藻會(huì)過(guò)量繁殖并產(chǎn)生藻毒素，從而形成有毒藍(lán)藻水華，藍(lán)藻毒素合成酶基因豐度會(huì)受到湖泊內(nèi)產(chǎn)毒藍(lán)藻含量的影響.本研究組基于三種藻毒素基因的定量檢測(cè)結(jié)果表明，雖在貧營(yíng)養(yǎng)化的撫仙湖和富營(yíng)養(yǎng)化的星云湖水體中均檢測(cè)到mcyA、anaC、sxtA藍(lán)藻毒素合成酶基因，但其豐度在兩個(gè)湖泊中存在顯著差異，由于富營(yíng)養(yǎng)化的星云湖中存在較高的藍(lán)藻生物量，各類(lèi)藻毒素基因豐度顯著高于貧營(yíng)養(yǎng)化的撫仙湖，并且在藍(lán)藻水華爆發(fā)的豐水期，星云湖中藻毒素基因豐度會(huì)達(dá)到峰值.

4 結(jié) 論

有毒藍(lán)藻水華嚴(yán)重威脅水生生態(tài)環(huán)境甚至影響人類(lèi)健康，對(duì)于產(chǎn)毒藍(lán)藻藻毒素基因的分子檢測(cè)有利于預(yù)警有毒藍(lán)藻水華的發(fā)生，為建立準(zhǔn)確、快速、有效的預(yù)測(cè)有毒藍(lán)藻水華及產(chǎn)毒藻種的方法，需分析不同富營(yíng)養(yǎng)型湖泊中產(chǎn)毒藍(lán)藻種類(lèi)以及藻毒素類(lèi)型.本研究發(fā)現(xiàn):

1) 同處于云南省玉溪市的撫仙湖和星云湖富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)具有顯著差異，僅在富營(yíng)養(yǎng)化程度高的星云湖沉積物樣本中檢測(cè)到mcyA基因，而在兩個(gè)湖泊的水體樣本中均能檢測(cè)到mcyA、anaC、sxtA基因，但各類(lèi)藻毒素合成酶基因豐度存在差異.

2) 不同湖泊中藻毒素合成酶基因分屬于不同的產(chǎn)毒藍(lán)藻，mcyA基因在兩個(gè)湖泊中的主要生產(chǎn)者是微囊藻屬，anaC基因在貧營(yíng)養(yǎng)化的撫仙湖中主要由顫藻屬產(chǎn)生，在富營(yíng)養(yǎng)化的星云湖中主要由束絲藻屬產(chǎn)生，sxtA基因主要由魚(yú)腥藻屬、束絲藻屬、長(zhǎng)孢藻屬產(chǎn)生.

3) 貧營(yíng)養(yǎng)化湖泊中同樣存在產(chǎn)毒藍(lán)藻并具有生產(chǎn)藻毒素的潛力.

本研究綜合分析了不同富營(yíng)養(yǎng)化湖泊中存在的產(chǎn)毒藍(lán)藻及潛在的產(chǎn)毒能力，對(duì)建立快速檢測(cè)湖泊中產(chǎn)毒藍(lán)藻的方法及預(yù)警有毒藍(lán)藻水華的發(fā)生具有重要意義，在實(shí)際應(yīng)用中可通過(guò)結(jié)合酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)等具體毒素含量測(cè)定方法來(lái)了解產(chǎn)毒藍(lán)藻產(chǎn)生藻毒素機(jī)理，分析產(chǎn)毒機(jī)制，為水生生態(tài)環(huán)境治理提供技術(shù)支撐.