麻痹性贝类毒素(Paralytic Shellfish Toxins,PSTs)是世界上分布最广、危害最严重的一种贝类毒素。作为PSTs主要的产毒藻,亚历山大藻(Alexandium spp.)在自然海水里广泛分布和存在,具有严重的食品安全和生态安全风险。而目前在食品安全方面,PSTs的研究大多集中于产毒藻环境分布及PSTs在水生生物体内蓄积、分布和消除等规律的研究,少见PSTs內源代谢轮廓这一重要过程的研究;在生态安全方面,研究多集中于PSTs对生物个体摄入外源能量的抑制作用,而未见对生物细胞水平能量利用的干扰机制的研究。因此,本研究充分考虑有毒甲藻作为扇贝自然环境下饵料基础的组成部分,从营养水平的角度评估现有养殖水体中单细胞藻类对扇贝生理活性的影响;同时通过扇贝对有毒藻的摄食、毒素转化过程及生长变化,了解有毒藻作为饵料基础对扇贝生长的影响。本研究目的是探讨有毒甲藻作为基础饵料组成,对扇贝安全(PSTs风险)和质量(生长性状)的复合影响,为阐述“环境水平贝类毒素致生物量降低的原因及机制”这一科学问题提供探索性研究。1、调查研究了北黄海獐子岛海域浮游植物群落结构组成、营养成分和扇贝胃内容物含量,同时分析比较了10种常见微藻营养成分的差异性。实验结果显示:北黄海群落结构组成复杂多变,主要是由硅藻和甲藻组成,扇贝胃内容物显示亚历山大藻等产毒藻是扇贝基础饵料组成。从营养角度来看,北黄海浮游植物蛋白质含量丰富,其中蛋白质干重百分比在21.3%~45.5%之间;夏季氨基酸含量偏低,其它季节氨基酸含量丰富均能满足贝类生长需求;19号站位的DHA含量在四季中占首位,含量丰富;实验室条件下,单种培养的10种微藻营养均十分丰富,4种产毒藻整体营养水平较高,尤其是总蛋白和总脂肪含量显著高于普通饵料藻,能够为扇贝提供生长所需的基本营养。因此,自然条件下,亚历山大藻可作为扇贝饵料来源组成,为扇贝生长提供充足的营养来源。2、采用液相色谱-四极杆/线性离子阱复合质谱(LC-MS/MS-QTRAP),建立了全部欧盟限量13种PSTs在双壳贝类中的定性确证和定量测定的分析方法。样品经乙酸水溶液提取,石墨化碳黑固相萃取净化,HILIC色谱柱分离,以含2 mmol/L甲酸铵,50 mmol/L甲酸的水和95%乙腈水溶液梯度洗脱;质谱采集使用MS/MS-QTRAP独有的多反应监测(MRM)-信息依赖性采集(IDA)-增强子离子扫描(EPI)模式。13种目标物在各自相应浓度范围内线性良好,相关系数不低于0.99。方法的检出限:GTX5、NEO、STX、dcSTX、dcNEO为10μg/kg,C2、GTX3、GTX4、dcGTX3为4μg/kg,C1为13μg/kg,dcGTX2为14μg/kg,GTX1和GTX2为12μg/kg。13种PSTs毒素在检出限下按毒性因子转换后相当于62μg STX eq./kg,基质加标回收率在70.3%~105.2%之间,相对标准偏差(RSD)为3.45%~13.8%。该方法有效降低贝类基质抑制效应,简化前处理过程并减少样品稀释,显著提高方法灵敏度,使同分异构体达到基线分离,适用于双壳贝类中PSTs的监控分析。3、将栉孔扇贝(Chlamys farreri)直接暴露于产毒藻,通过比较各组织器官中毒素的蓄积及代谢转化特异性,研究PSTs在栉孔扇贝体内危害形成的过程。结果显示,分布于中国的一株塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense,AT5-3株),其生长及产毒性状稳定,产毒能力强,主要成分为GTX1&4,单细胞产毒能力为7.95fmol/cell;暴露实验按产毒藻与小球藻的生物量比为9:1的配比投喂,栉孔扇贝对该产毒藻具有较强摄食能力及PSTs蓄积能力,总体蓄积效率达到84.4%,最高蓄积浓度为1903μg STX eq./kg,不同组织蓄积毒素含量由高到低依次为内脏团、性腺、外套膜、闭壳肌;内脏团对PSTs的代谢能力也最强,是该毒素在栉孔扇贝体内蓄积代谢的靶器官;此外,栉孔扇贝对PSTs表现出较强的生物转化能力,主要转化途径为:C1→GTX2/dcGTX2,C2→GTX3。本研究中,栉孔扇贝对PSTs总体呈现出迅速蓄积和缓慢代谢的特点,同时,GTX1&4和NEO等高毒成分所占比例较高,造成扇贝中PSTs毒性和风险性均显著升高。本研究有助于科学评估PSTs危害的形成机制,为系统监控我国PSTs风险性提供科学支撑。4、通过暴露实验研究PSTs对栉孔扇贝内脏团和鳃组织超微结构的毒理学作用,同时经检测内脏团和鳃组织中抗氧化防御系统中氧化还原酶的变化,进一步研究PSTs对栉孔扇贝内脏团和鳃组织的毒理学胁迫作用以及对其生长的影响。实验结果显示:暴露实验过程中,在PSTs的作用下栉孔扇贝内脏团和鳃组织的超微结构均出现了病理变化,内脏团的肠上皮细胞空泡化,细胞核萎缩变形,严重时细胞坏死裂解;暴露前期,鳃组织柱状上皮细胞中线粒体和溶酶体增多且聚集,后期上皮细胞肿胀破裂,粘液细胞大量释放粘液颗粒。暴露实验初期,内脏团和鳃组织内的抗氧化防御系统中的氧化还原酶被激活,MDA含量增多,脂质发生过氧化,相应的GSH-PX和POD酶活力均增强,粒细胞分泌的ACP活力增强,NADPH含量降低,部分NADPH可能参与了毒素的生物转化。PSTs对栉孔扇贝的生长起到了抑制作用。综合PSTs对栉孔扇贝内脏团和鳃组织的超微结构的损害以及引起的组织中氧化还原酶的激活作用,可共同为PSTs胁迫下贝类的组织毒理学指标的确立提供理论依据。