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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地，率先建成國(guó)家高水平科技智庫，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

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城市環(huán)境所在有毒藍(lán)藻分子監(jiān)測(cè)方面取得進(jìn)展

2019-12-18 城市環(huán)境研究所

【字體：大中小】

語音播報(bào)

　　微囊藻毒素(MCs)是目前有毒藍(lán)藻水華中最常見的藍(lán)藻毒素，主要由Microcystis spp., Nostoc spp., Phormidium spp., Anabaena spp., Oscillatoria spp. and Planktothrix spp.等藍(lán)藻產(chǎn)生。微囊藻毒素是由一個(gè)大型的多功能酶復(fù)合物合成，該復(fù)合體由一個(gè)藻毒素基因簇編碼(mcyA-J)?；诙舅鼗虮磉_(dá)水平的分子技術(shù)(RT-qPCR)可以檢測(cè)潛在的產(chǎn)生藻毒素的藍(lán)藻并表征其轉(zhuǎn)錄該基因并合成藻毒素的潛力，是一種針對(duì)有毒藍(lán)藻監(jiān)測(cè)且具有高度靈敏性的分子檢測(cè)方法。然而，選擇合適的靶基因和進(jìn)行有效的樣品保存處理是建立該方法的必要前提。

　　針對(duì)這個(gè)問題，中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所飲用水生物安全研究小組建立了不同處理?xiàng)l件下（-80 ℃, -196 ℃, 4 ℃ or 25 ℃ with RNases inhibitors）藻毒素基因 (mcyA-J)轉(zhuǎn)錄本的降解動(dòng)力學(xué)，并進(jìn)一步研究了藻毒素基因 (mcyA-J)轉(zhuǎn)錄本的分子結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分揭示了以微囊藻毒素基因?yàn)榇淼脑宥舅鼗蜣D(zhuǎn)錄本的高度不穩(wěn)定性，其穩(wěn)定性主要受到藻細(xì)胞聚集以及轉(zhuǎn)錄本分子二級(jí)結(jié)構(gòu)(AU位點(diǎn)和莖環(huán))的影響。在藻毒素基因簇中(mcyA-J)，mcyH的轉(zhuǎn)錄本穩(wěn)定性最高，因?yàn)槠浞肿泳哂凶钌俚腁U位點(diǎn)和莖環(huán)結(jié)構(gòu)，是監(jiān)測(cè)有毒藍(lán)藻水華最合適的靶基因。另外-196 ℃是穩(wěn)定這些毒素基因轉(zhuǎn)錄的最有效的處理方法，而RNAstore^R (4℃)可以在短時(shí)間內(nèi)(1-7 d)有效穩(wěn)定這些毒素基因轉(zhuǎn)錄。然而，細(xì)胞聚集降低了這些轉(zhuǎn)錄的穩(wěn)定性，尤其是RNAstore^R處理。因此，水資源管理者和生態(tài)學(xué)家在有毒藍(lán)藻水華現(xiàn)場(chǎng)分子監(jiān)測(cè)中需要更多地關(guān)注這些藍(lán)藻團(tuán)聚體，針對(duì)自然水體中的藻細(xì)胞團(tuán)聚體可能需要現(xiàn)場(chǎng)采樣并快速分析，或者使用有效的處理方法來穩(wěn)定藻毒素基因的轉(zhuǎn)錄本。藻毒素基因轉(zhuǎn)錄本的穩(wěn)定性問題一直被以前的分子監(jiān)測(cè)研究所忽視，而該研究為有毒藍(lán)藻及其代謝產(chǎn)物藍(lán)藻毒素的分子監(jiān)測(cè)提供了重要參考。

　　上述結(jié)果分別發(fā)表于《有害藻類》和《微生物方法雜志》。博士研究生李曦為第一作者，研究員于鑫為通訊作者。該研究由福建省水務(wù)局科技項(xiàng)目(MSK201711)和廈門市科技重大專項(xiàng)(3502Z20171003)資助。

　　文章鏈接：1 2

城市環(huán)境所在有毒藍(lán)藻分子監(jiān)測(cè)方面取得進(jìn)展

　　隨著全球氣候變暖和人類活動(dòng)對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)的破壞，富營(yíng)養(yǎng)化湖泊和水庫中有害藍(lán)藻水華的爆發(fā)已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)不斷被報(bào)道。許多種類的藍(lán)藻及其代謝產(chǎn)生的藻毒素對(duì)人類健康和水生生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此，建立可靠、靈敏和快速早期預(yù)警系統(tǒng)，有利于更好地管理有毒藍(lán)藻爆發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。
　　微囊藻毒素(MCs)是目前有毒藍(lán)藻水華中最常見的藍(lán)藻毒素，主要由Microcystis spp., Nostoc spp., Phormidium spp., Anabaena spp., Oscillatoria spp. and Planktothrix spp.等藍(lán)藻產(chǎn)生。微囊藻毒素是由一個(gè)大型的多功能酶復(fù)合物合成，該復(fù)合體由一個(gè)藻毒素基因簇編碼(mcyA-J)?；诙舅鼗虮磉_(dá)水平的分子技術(shù)(RT-qPCR)可以檢測(cè)潛在的產(chǎn)生藻毒素的藍(lán)藻并表征其轉(zhuǎn)錄該基因并合成藻毒素的潛力，是一種針對(duì)有毒藍(lán)藻監(jiān)測(cè)且具有高度靈敏性的分子檢測(cè)方法。然而，選擇合適的靶基因和進(jìn)行有效的樣品保存處理是建立該方法的必要前提。
　　針對(duì)這個(gè)問題，中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所飲用水生物安全研究小組建立了不同處理?xiàng)l件下（-80 ℃, -196 ℃, 4 ℃ or 25 ℃ with RNases inhibitors）藻毒素基因 (mcyA-J)轉(zhuǎn)錄本的降解動(dòng)力學(xué)，并進(jìn)一步研究了藻毒素基因 (mcyA-J)轉(zhuǎn)錄本的分子結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分揭示了以微囊藻毒素基因?yàn)榇淼脑宥舅鼗蜣D(zhuǎn)錄本的高度不穩(wěn)定性，其穩(wěn)定性主要受到藻細(xì)胞聚集以及轉(zhuǎn)錄本分子二級(jí)結(jié)構(gòu)(AU位點(diǎn)和莖環(huán))的影響。在藻毒素基因簇中(mcyA-J)，mcyH的轉(zhuǎn)錄本穩(wěn)定性最高，因?yàn)槠浞肿泳哂凶钌俚腁U位點(diǎn)和莖環(huán)結(jié)構(gòu)，是監(jiān)測(cè)有毒藍(lán)藻水華最合適的靶基因。另外-196 ℃是穩(wěn)定這些毒素基因轉(zhuǎn)錄的最有效的處理方法，而RNAstoreR (4℃)可以在短時(shí)間內(nèi)(1-7 d)有效穩(wěn)定這些毒素基因轉(zhuǎn)錄。然而，細(xì)胞聚集降低了這些轉(zhuǎn)錄的穩(wěn)定性，尤其是RNAstoreR處理。因此，水資源管理者和生態(tài)學(xué)家在有毒藍(lán)藻水華現(xiàn)場(chǎng)分子監(jiān)測(cè)中需要更多地關(guān)注這些藍(lán)藻團(tuán)聚體，針對(duì)自然水體中的藻細(xì)胞團(tuán)聚體可能需要現(xiàn)場(chǎng)采樣并快速分析，或者使用有效的處理方法來穩(wěn)定藻毒素基因的轉(zhuǎn)錄本。藻毒素基因轉(zhuǎn)錄本的穩(wěn)定性問題一直被以前的分子監(jiān)測(cè)研究所忽視，而該研究為有毒藍(lán)藻及其代謝產(chǎn)物藍(lán)藻毒素的分子監(jiān)測(cè)提供了重要參考。
　　上述結(jié)果分別發(fā)表于《有害藻類》和《微生物方法雜志》。博士研究生李曦為第一作者，研究員于鑫為通訊作者。該研究由福建省水務(wù)局科技項(xiàng)目(MSK201711)和廈門市科技重大專項(xiàng)(3502Z20171003)資助。
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