《Environmental Science & Technology》精准溯源我国南海大亚湾海域中麻痹性贝类毒素的生物来源

近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室张黎研究员团队主导，联合深圳大学、厦门大学和暨南大学等团队，精准溯源了我国南海大亚湾海域中麻痹性贝类毒素的生物来源。相关研究成果“Identifying the source organisms producing paralytic shellfish toxins in a subtropical bay in the South China Sea”发表于环境科学期刊《环境科学与技术》（Environmental Science & Technology 2021, 55: 3124-3135）。

海洋藻毒素主要源于海洋鞭毛藻类，藻毒素可沿食物链传递并在海洋生物体内累积，人们消费含有藻毒素的海产品后会出现一系列的中毒症状。在国际上高度受关注的“海洋与人类健康（Oceans and Human Health, OHH）”研究计划中，藻毒素被列为重要的研究对象，其中麻痹性贝类毒素（Paralytic shellfish toxins, PSTs）是我国影响最为严重的一类藻毒素。近年来，沿岸海域富营养化加剧为有毒甲藻的爆发提供了便利的条件，这导致麻痹性贝类毒素中毒事件在我国时有发生，给海洋生态安全和人类带来严重危害，而精准溯源是防范藻毒素危害效应的重要手段。

目前，我国海洋环境中PSTs基本来源于亚历山大藻（Alexandrium spp.）和链状裸甲藻（Gymnodinium catenatum），其中Alexandrium spp.种类组成多样化，外观形态相似，但并不是所有种类均可产毒，传统方法难以将环境中的PSTs与对应的具体藻种相关联。由于生物累积与转化作用，产毒藻种在低密度也会带来潜在生物中毒素超标的状况，同时也给准确捕捉产毒藻种多样性分布和藻毒素溯源带来困难。

本研究以大亚湾为研究目标区域，在非赤潮期间（有毒藻种密度66−972 cells·L^-1），通过结合高通量测序手段、藻细胞单克隆体系培养及传统形态学分析，筛选潜在的麻痹性产毒藻种，包括太平洋亚历山大藻（Alexandrium pacificum）、微小亚历山大藻（Alexandrium minutum）、Alexandrium hiranoi、Alexandrium leei和Alexandrium sp，对相关藻种进行分离培养构建单克隆培养体系，通过高效液相色谱-柱后衍生方法对浮游植物、贝类样品和单克隆体系的毒素含量和组成进行分析，尽管A. minutum和A. pacificum普遍存在于大亚湾海域，且均能够产生毒素，但A. pacificum产毒能力更强，且胞内毒素组成与浮游植物和贝类样品中相同，均以N-磺酰胺甲酰基类毒素（C1/2）为主，因此，通过藻种筛选和毒素组成分析，确定A. pacificum是大亚湾海域生物中PSTs最主要的贡献者。

综上所述，该研究基于多种分析手段明确PSTs产毒藻种在我国南海海域的多样性分布并准确溯源环境中PSTs的肇事藻种，这为准确溯源海洋环境中藻毒素的产毒藻种提供了可靠的研究思路与手段，对于揭示海洋生物沾染藻毒素特征和潜在途径，及进行藻毒素风险有效监测和预警都有极大的帮助。

南海海洋研究所柳阳副研究员和深圳大学陈振帆博士后为本文共同第一作者。南海所张黎研究员为本文通讯作者。项目工作得到了国家自然科学基金（优秀青年项目、面上项目、青年项目）、科技基础资源调查专项和南方海洋科学与工程广东省实验室项目等项目的共同资助完成。

相关论文信息：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c06991。                                             

                      海洋环境中麻痹性贝类毒素的生物溯源过程示意图