米氏凯伦藻对杂色鲍致死途径的初步研究

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米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)是一种典型的鱼毒性赤潮藻,目前已知能产生溶血毒素、鱼毒素、细胞毒素、活性氧(ROS)、不饱和脂肪酸(polyunsaturatedfatty acids,PUFAs)和其他活性物质。近年来米氏凯伦藻在我国海域频繁爆发赤潮,对水产养殖造成巨大影响,特别是2012年5月至6月在福建近岸海域发生的米氏凯伦藻赤潮,细胞密度达107 cells/L,造成当地养殖鲍鱼大面积死亡,总经济损失高达20.11亿元,为世界上目前报道的赤潮经济损失最多最大的一次。目前已知米氏凯伦藻赤潮可造成养殖鲍鱼大面积死亡,但还没有米氏凯伦藻作为鲍鱼直接饵料的报道,因此其致死机制尚不很清楚。  本文采用实验室培养方法,探讨了米氏凯伦藻甲醇-氯仿提取物对杂色鲍生存的影响;分析了不同浓度和不同组分(细胞滤液、细胞碎片和细胞内容物)米氏凯伦藻对杂色鲍(Haliotis diversicolor)的危害;观察了米氏凯伦藻对杂色鲍鳃部的作用。研究结果可为进一步阐明米氏凯伦藻赤潮对鲍鱼的致死途径和致死机制奠定必要基础,为减轻米氏凯伦藻赤潮对典型海洋养殖生物的危害提供参考和依据。  研究结果表明:  (1)米氏凯伦藻甲醇-氯仿提取物(相当于2×107 cells/mL,已达到赤潮浓度)溶于二甲基亚砜(DMSO)中对杂色鲍生存有一定的影响,但影响较小。  (2)在米氏凯伦藻细胞对杂色鲍生存的影响实验中,随着米氏凯伦藻细胞密度的增加,杂色鲍的存活率(0%-50%)远低于对照组(100%)(p<0.05),米氏凯伦藻细胞密度为4.0×106 cells/L时24 h内能够使杂色鲍死亡一半,这说明米氏凯伦藻细胞对杂色鲍有较强的毒性。米氏凯伦藻的溶血活性只与细胞的浓度有关,并没有因为接触杂色鲍而增强,说明杂色鲍对米氏凯伦藻毒素的产生可能有一定的影响。  (3)米氏凯伦藻不同组分(细胞滤液、细胞内容物和细胞破碎物)对鲍鱼生存的影响实验结果表明,死亡率依次为:滤液>内容物>细胞破碎液,且相对于对照组而言,3种组分对杂色鲍生存的影响都较小,这间接说明了只有活的米氏凯伦藻才能够使得杂色鲍急性大量死亡。  (4)接触了杂色鲍的米氏凯伦藻细胞能够产生二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA),而对照组并没有产生EPA,说明杂色鲍可诱导米氏凯伦藻产生EPA。  (5)对杂色鲍鳃部组织切片进行透射电镜观察分析发现,实验组杂色鲍鳃部细胞内质网病理性增多,细胞中血蓝蛋白溶解、血窦变形,腺细胞变形和鳃细胞溶解,说明米氏凯伦藻可能通过破坏杂色鲍的鳃部进而影响其呼吸作用,造成供氧不足导致杂色鲍大量死亡。  综上所述,只有活的米氏凯伦藻细胞对杂色鲍有较强的毒性,米氏凯伦藻可以通过影响杂色鲍鳃部组织和细胞(细胞内内质网增多、血蓝蛋白溶解、血窦变形、腺细胞变形和鳃细胞溶解等)影响杂色鲍的生存,米氏凯伦藻在接触杂色鲍后会受诱导产生EPA。推测杂色鲍的死亡主要由EPA和溶血毒素及其他化学物质的共同作用的影响。
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