蓝藻毒素影响植物生长发育及其机制研究进展

生态环境学报2015，24(4)：724—728EcologyandEnvironmentalScienceshttp：／／www．jeesci．comE-mail：editor@jeesci．com蓝藻毒素影响植物生长发育及其机制研究进展陈建中，郭铃，汤玲燕，张慧丽，周慧丹，凌露露湖州师范学院生命科学学院，浙江湖州313000摘要：随着工农业生产的发展，工业废水以及生活污水等导致水体富营养化日益加剧。在适宜的条件下，富营养化水体中的蓝藻可在短时间内迅速繁殖并聚集形成蓝藻水华，某些水华蓝藻能产生蓝藻毒素。蓝藻毒素不仅会对植物和水生动物的生长发育产生影响，而且会对人类的健康产生潜在危害。文章介绍了蓝藻毒素及其危害，重点围绕蓝藻毒素对植物生长发育的影响及其机理的研究状况进行了综述，为进一步研究蓝藻毒素影响植物生长发育机制提供信息。国内外的研究表明，蓝藻毒素影响许多植物的种子发芽、根系和地上部的生长，并在植物组织中积累，从而影响植物的产量和品质。蓝藻毒素影响植物生长发育的机理研究主要集中在组织结构损伤、蛋白磷酸酶的抑制、氧化胁迫和DNA损伤等方面，但传统的研究方法难以揭示植物复杂的蓝藻毒素胁迫响应机制，今后应加强分子生物学新技术(如芯片技术和深度测序技术等)在植物蓝藻毒素胁迫响应机制研究中的应用。关键词：蓝藻水华；蓝藻毒素；植物；生长发育；抑制机理DOI：10．162588．cnki．1674—5906．2015．04．026中图分类号：X171．5文献标志码：A文章编号：1674．5906(2015)04．0724．05引用格式：陈建中，郭铃，汤玲燕，张慧丽，周慧丹，凌露露．蓝藻毒素影响植物生长发育及其机制研究进展[J]．生态环境学报，2015，24(4)：724—728．CHENJianzhong，GUOLing，TANGLingyan，ZHANGHuili，ZHOUHuidan，LINGLulu．AdvancesintheEfectofCyanobacterialToxinsonPlantGrowthandItsMechanism[J]_EcologyandEnvironmentalSciences，2015，24(4)：724—728．蓝藻又称蓝绿藻，是生物界中最简单、最原始的生物类群，其分布广、适应性强。近年来，由于水体富营养化，蓝藻水华频频暴发。水华发生时，蓝藻疯长使水体的透明度和溶解氧浓度降低，导致鱼虾等水生生物死亡。当水体中的营养被耗尽时，蓝藻大量死亡，某些藻体(主要包括微囊藻属、鱼腥藻属、颤藻属和念珠藻属中的某些种)在分解过程中将蓝藻毒素释放到水体中(Carmichael，1994；戴瑾瑾等，2009)。已有研究表明，蓝藻毒素不仅直接污染水源，而且能在水生生物体内积累和存留，并通过食物链对人体产生潜在危害(Bell和Codd，1994；Carmichael，1994；Chen等，2004；姜锦林等，201l；杨涛和陈华，2011；Corbel等，2014)，如何降低蓝藻毒素对水生生物和人体的危害已成为当前亟待解决的问题。目前，国内外关于蓝藻毒素影响植物生长发育的研究相对较少，本文综述了近年来关于蓝藻毒素影响植物生长发育及其机制的研究成果，以期为蓝藻毒素影响植物生长发育及其机理的进一步研究提供参考。基金项目：作者简介：收稿日期：1蓝藻毒素概述1．1蓝藻毒素及其结构与分类蓝藻毒素是蓝藻代谢过程中产生的有毒次生代谢产物，主要为细胞内毒素，当细胞壁破裂或藻体分解时，毒素被释放到水体中。蓝藻毒素的种类和分类方式繁多，若根据化学结构，蓝藻毒素可以大致归纳为两类，一类是环肽类，此类包括微囊藻毒素(microcystins，MCs)和节球藻毒素；另一类是生物碱，主要有拟筒孢囊藻毒素、变性毒．a、甲藻毒素等(戴瑾瑾等，2009)；若按照毒素作用的靶器官分类，主要有肝毒素、神经毒素、皮肤毒素和细胞毒素等，其中肝毒素为肝癌促进剂，其代表毒素为微囊藻毒素(Corbel等，2014)。微囊藻毒素(MCs)是一类环状七肽，目前已知有80多种异构体，其中MC．LR、MC—RR和MC．YR是最为普遍、毒性较强的3种变异体(姜锦林等，2011)。微囊藻毒素广泛存在于地表水中，是与人类关系最为密切的一类蓝藻毒素(靳红梅和常志州，2013；Corbel等，2014)。微囊藻毒素的一般结构为D一丙氨酸一L—x一赤一B．甲基．D一异天冬氨国家自然科学基金项目(31070451)；浙江省自然科学基金项目(Y5110353)；浙江省重大科技专项(2008C12009)陈建中(1967年生)，男，副教授，博士，从事环境毒理学研究。E-mail：jzchen@hutc．zj．cn。通信作者。2015—01．07陈建中等：蓝藻毒素影响植物生长发育及其机制研究进展酸一