藍藻污染水體中微囊藻毒素酶的篩選與研究

《藍藻污染水體中微囊藻毒素酶的篩選與研究》是彭寬為項目負責人，中南林業科技大學為依託單位的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：藍藻污染水體中微囊藻毒素酶的篩選與研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：彭寬
• 依託單位：中南林業科技大學

項目摘要

藍藻水華污染事件近年來在我國各地頻繁發生，對自然環境造成嚴重破壞並直接威脅到人類飲水安全。藍藻污染水體中對水生動植物和人類威脅最嚴重的是一類環狀七肽，即微囊藻毒素（microcystin, MC），其性質非常穩定，難以通過常規方法去除。自然水體中廣泛存在著種類眾多的MC降解菌，可開發利用於治理藍藻水體污染。MC降解菌分解MC的第一步反應通常由微囊藻毒素酶（microcystinase）催化MC環肽開環成為線狀MC，此步反應可降低MC毒性約160倍。直接引入MC降解菌套用於污染水體的套用方式很可能破壞物種生態平衡，其短期效益和長期影響尚需仔細權衡利弊；相比之下利用相關菌株中的微囊藻毒素酶來淨化污染水體不失為一種更安全有效的選擇。本項目研究擬鑑定數種土著MC降解菌，對各菌株中的微囊藻毒素酶進行分子鑑定並於分子水平橫向比較其降解效率，為將其套用於藍藻污染治理奠定基礎。

結題摘要

藍藻水華污染事件近年來在我國各地頻繁發生，對自然環境造成嚴重破壞並直接威脅到人類飲水安全。藍藻污染水體中對水生動植物和人類威脅最嚴重的是一類環狀七肽，即微囊藻毒素（microcystin, MC）。微囊藻毒素是目前已知最強的促癌劑之一，其化學性質非常穩定，難以通過常規方法去除。國內外的眾多研究已經發現多種可生物降解微囊藻毒素的微生物，但迄今為止僅對隸屬於鞘氨醇單胞菌類的微囊藻毒素降解菌，已詳細了解其參與微囊藻毒素降解的酶和基因（mlrA，mlrB，mlrC，mlrD）以及各酶在微囊藻毒素降解過程中的主要作用，而對其他降解菌的生物降解過程則知之甚少。本項目自藍藻污染水體底泥中篩選得到了有別於鞘氨醇單胞菌的兼性厭氧菌，嘗試了多種方法試圖分離其所含的相關降解酶，並對初步純化的降解酶進行了初步的分析。雖然未能得到足夠純度的酶以成功鑑定其分子結構，但通過這些研究已基本了解這些菌株中微囊藻毒素酶的表達分泌特性和一些有趣的降解特徵，為進一步闡明這些厭氧降解菌的降解機制奠定了基礎。