《Environmental Science & Technology》精準溯源我國南海大亞灣海域中麻痹性貝類毒素的生物來源
近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態重點實驗室研究員張黎團隊主導，聯合深圳大學、廈門大學和暨南大學等團隊，精準溯源了我國南海大亞灣海域中麻痹性貝類毒素的生物來源。相關研究成果“Identifying the source organisms producing paralytic shellfish toxins in a subtropical bay in the South China Sea”發表于環境科學期刊《環境科學與技術》（Environmental Science & Technology 2021, 55: 3124-3135）。
海洋藻毒素主要源于海洋鞭毛藻類，藻毒素可沿食物鏈傳遞并在海洋生物體內累積，人們消費含有藻毒素的海產品后會出現一系列的中毒癥狀。在國際上高度受關注的“海洋與人類健康（Oceans and Human Health, OHH）”研究計劃中，藻毒素被列為重要的研究對象，其中麻痹性貝類毒素（Paralytic shellfish toxins, PSTs）是我國影響最為嚴重的一類藻毒素。近年來，沿岸海域富營養化加劇為有毒甲藻的爆發提供了便利的條件，這導致麻痹性貝類毒素中毒事件在我國時有發生，給海洋生態安全和人類帶來嚴重危害，而精準溯源是防范藻毒素危害效應的重要手段。
目前，我國海洋環境中PSTs基本來源于亞歷山大藻（Alexandrium spp.）和鏈狀裸甲藻（Gymnodinium catenatum），其中Alexandrium spp.種類組成多樣化，外觀形態相似，但并不是所有種類均可產毒，傳統方法難以將環境中的PSTs與對應的具體藻種相關聯。由于生物累積與轉化作用，產毒藻種在低密度也會帶來潛在生物中毒素超標的狀況，同時也給準確捕捉產毒藻種多樣性分布和藻毒素溯源帶來困難。
本研究以大亞灣為研究目標區域，在非赤潮期間（有毒藻種密度66-972 cells·L-1），通過結合高通量測序手段、藻細胞單克隆體系培養及傳統形態學分析，篩選潛在的麻痹性產毒藻種，包括太平洋亞歷山大藻（Alexandrium pacificum）、微小亞歷山大藻（Alexandrium minutum）、Alexandrium hiranoi、Alexandrium leei和Alexandrium sp，對相關藻種進行分離培養構建單克隆培養體系，通過高效液相色譜-柱后衍生方法對浮游植物、貝類樣品和單克隆體系的毒素含量和組成進行分析，盡管A. minutum和A. pacificum普遍存在于大亞灣海域，且均能夠產生毒素，但A. pacificum產毒能力更強，且胞內毒素組成與浮游植物和貝類樣品中相同，均以N-磺酰胺甲酰基類毒素（C1/2）為主，因此，通過藻種篩選和毒素組成分析，確定A. pacificum是大亞灣海域生物中PSTs最主要的貢獻者。
綜上所述，該研究基于多種分析手段明確PSTs產毒藻種在我國南海海域的多樣性分布并準確溯源環境中PSTs的肇事藻種，這為準確溯源海洋環境中藻毒素的產毒藻種提供了可靠的研究思路與手段，對于揭示海洋生物沾染藻毒素特征和潛在途徑，及進行藻毒素風險有效監測和預警都有極大的幫助。
南海海洋所副研究員柳陽和深圳大學陳振帆博士后為本文共同第一作者。南海海洋所研究員張黎為本文通訊作者。項目工作得到了國家自然科學基金（優秀青年項目、面上項目、青年項目）、科技基礎資源調查專項和南方海洋科學與工程廣東省實驗室項目等項目的共同資助完成。
相關論文信息：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c06991
海洋環境中麻痹性貝類毒素的生物溯源過程示意圖
