鱼毒性藻类及其溶血活性的三维荧光光谱识别研究
批准号:
41276091
项目类别:
面上项目
资助金额:
76.0 万元
负责人:
江天久
依托单位:
学科分类:
D0608.海洋物理与观测探测技术
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
江涛、桓清柳、吴霓、胡蓉、黄翔、杜克梅、李嘉雯、李昌伟
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中文摘要
造成我国大规模养殖鱼类死亡的赤潮灾害主要是由鱼毒性赤潮生物引起,这类生物近年来已成为我国重要的有毒藻华原因种,其产生的溶血毒素是导致鱼类中毒死亡的重要原因。然而,目前对鱼毒性藻类及其溶血活性的识别仍十分困难,严重制约我国对赤潮灾害的有效管理。本项目以我国主要的鱼毒性赤潮藻类为研究对象,提取不同生长阶段鱼毒性藻类的溶血毒素并检测其溶血活性和叶绿素三维荧光光谱,用小波分析等方法提取鱼毒性藻类的荧光特征光谱, 运用费舍尔(Fisher)判别法建立识别鱼毒性藻类及其溶血活性的判别函数和判别函数图,并以不同生长环境及赤潮现场水体中的有毒和无毒藻类进行验证和完善;通过与无毒藻类色素的比较,结合鱼毒性藻类的荧光特征谱,研究产毒藻类的色素成分特征及其与溶血活性相对应的变化规律,探讨鱼毒性藻类荧光特征谱的物质基础,为弄清鱼毒性藻类溶血毒素的生物合成机理提供理论依据.
英文摘要
Ichthyotoxic algae blooms are ascribed to massive fish mortality in marine aquaculture in China. In recent years ichthyotoxic microalgae have turned to be the dominant causative species of HABs along the coast of China. These microalgae can produce hemolytic toxins, which are proved to be the main reason for fish killed. However, identification of hemolysin-producing microalgae and determination of toxicity of these organisms are quite difficult. In this project, we will study hemolytic activity and three dimensional fluorescent spectra of ichthyotoxic algae in different growth phase under laboratory conditions. Based on methods of wavelet analysis and Fisher discriminant analysis, we will extract the characteristic spectrum of three dimensional fluorescent spectra and investigate the correlation between characteristic spectrum of fluorescence and hemolytic activity. Furthermore, experimental verification of the correlation will be performed depending on variation of hemolytic activity and characteristic spectrum of fluorescence. In addition, we will study the characteristics of chromatophore under different environmental conditions and investigate the material basis for characteristic spectrum of fluorescence. The results of this study will provide theoretical support for understanding the mechanism of hemolysin biosynthesis in ichthyotoxic ichthyotoxic microalgae cell.
近年来,由于鱼毒性赤潮灾害频发,对海产养殖业造成了巨大的经济损失。鱼毒性赤潮灾害频发,对海产养殖业造成了巨大的经济损失,影响我国近岸养殖业持续稳定的发展。溶血毒素是引起鱼类死亡的重要原因之一,研究鱼毒性藻类及其溶血活性的识别和检测方法对探索溶血毒素的生物合成机理,有效开展赤潮灾害的应急管理等方面具有十分重要的理论和现实意义。. 本项目以6种具溶血活性的鱼毒性藻类为研究对象,30种无溶血活性的赤潮藻类为对照,分析了在不同生长期及不同环境条件下其溶血活性和三维荧光光谱,通过Coif2小波分析建立鱼毒性藻类溶血毒素与其三维荧光特征谱之间的关系,并采用Fisher判别法对鱼毒性藻类与非鱼毒性藻类及其溶血活性高低作出判别。研究表明,不同生长期鱼毒性藻类的溶血活性呈现明显差异,且环境条件影响鱼毒性藻类溶血毒素的合成。利用Coif2小波分析发现鱼毒性藻类的荧光强度在35-47数据点(波长λEx=575-600nm,λEm=650-675nm)随溶血活性的改变而明显变化,而非鱼毒性藻类的荧光强度在此波段无明显变化,是鱼毒性藻类与非鱼毒性藻类及鱼毒性藻类溶血活性高低识别的特征谱。. 利用聚类分析建立了不同环境条件下36种藻类的135条标准特征谱,并以此为基础建立鱼毒性与非鱼毒性藻类的Fisher 判别函数,该函数对鱼毒性藻类与非鱼毒性藻类的正确判别率分别为 83.3% 和76.6%. ,对溶血活性低、中和高的正确判别率分别为75.0%、27.5%和100%。藻类的溶血活性值与其对应各类色素含量的多元线性回归分析结果显示,藻类的溶血活性值与叶绿素c2(chlorophyll c2)、新黄素(neoxnathin)及玉米黄素(zeaxanthin)含量呈线性关系,叶绿素c2在其中具关键作用。提示鱼毒藻类光合色素与溶血毒素合成密切相关,是鱼毒性藻类三维荧光识别的物质基础。
期刊论文列表
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DOI:--
发表时间:2014
期刊:海洋环境科学
影响因子:--
作者:李晓登;黄翔;江天久
通讯作者:江天久
DOI:--
发表时间:2014
期刊:水产学报
影响因子:--
作者:徐晓娇;江天久;江涛;吕颂辉
通讯作者:吕颂辉
DOI:--
发表时间:2014
期刊:海洋环境科学
影响因子:--
作者:李昌伟;冯超;江天久
通讯作者:江天久
DOI:--
发表时间:2014
期刊:暨南大学学报(自然科学与医学版)
影响因子:--
作者:吴霓;杜克梅;吴峰;江天久
通讯作者:江天久
DOI:--
发表时间:2013
期刊:暨南大学学报(自然科学与医学版)
影响因子:--
作者:胡蓉;江天久
通讯作者:江天久
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