两种海洋生物次生代谢产物的研究

本论文对多指软珊瑚（Sinularia numerosa）和鼠尾藻（Sargassum thunbergii）两种海洋生物的化学成分进行了研究，对从其中分离得到的大部分化合物进行了初步的生物活性筛选。 多指软珊瑚采自海南三亚，样品经冷冻干燥并粉碎后用丙酮浸泡提取得到提取物；鼠尾藻采自山东青岛沿岸，样品干燥后用乙醇提取，将提取物先后用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取，得到石油醚相、乙酸乙酯相和正丁醇相提取物。 采用常规的硅胶柱层析、反相硅胶柱层析、凝胶Sephadex LH-20柱层析、制备薄层层析、重结晶以及半制备HPLC等手段分离得到38个化合物。利用各种现代波谱技术（IR、UV、MS、HR-MS、1D-NMR、2D-NMR等），确定了其中27个化合物的结构。其中，从多指软珊瑚中得到30个化合物，鉴定了其中得19个化合物，包括2个新的西松烷二萜类化合物（化合物SN1，命名为Numerolides A；化合物SN2，命名为Numerolides B）、1个新的甾醇类化合物（化合物SN3，命名为Gorgost-3β, 7β-diol）以及15个首次从该种中报道的化合物。从鼠尾藻中分离鉴定了8个化合物，包括植醇、岩藻甾醇、2个单萜类化合物、1个环戊烯酮类化合物及3个不饱和长链化合物，这些化合物皆为首次从该种中报道。对大部分化合物作了针对人肝癌细胞株SMMC-7721体外细胞毒活性和抗菌活性筛选，所测样品均未显示针对SMMC-7721的细胞毒活性，而化合物SN15具有中等强度的抑制金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的活性，化合物SN19有促进金黄色葡萄球菌生长的活性。

海洋红藻鸭毛藻化学成分及抗氧化活性的研究

本论文采用DPPH（αα-二苯基-β-苦味酰自由基）自由基清除法和β-胡萝卜素-亚油酸氧化法对采自青岛沿海的28种海藻的粗提物进行了抗氧化活性筛选，以2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)、没食子酸(GA)和抗坏血酸(AscA)作为阳性对照。结果发现大多数海藻都表现了不同程度的抗氧化活性。其中，鸭毛藻Symphyocladia latiuscula的抗氧化活性最强。 鸭毛藻粗提物的乙酸乙酯相在两种方法中都表现了最强的抗氧化活性，乙酸乙酯相通过VLC被进一步分为7个组分(F1–F7)。其中F1对DPPH自由基的清除率最强，而在β-胡萝卜素-亚油酸实验中F4的抗氧化活性最强。 另外，还测定了粗提物、各相和各组分的总酚含量和还原能力。其中28种海藻粗提物的总酚含量变化范围为0.10到8.00 mg没食子酸/g海藻干重，还原能力变化范围为0.07到11.60mg抗坏血酸/g海藻干重。统计分析发现，对于粗提物和各相，抗氧化活性和总酚含量以及和还原能力都存在很强的正相关。这些结果将有助于进一步分析抗氧化活性强的海藻，从而确定活性原理。 由于鸭毛藻的抗氧化活性最强，所以对它的化学成分做进一步的调查。采用硅胶柱层析、制备薄层层析、凝胶Sephadex LH-20柱层析、反相硅胶柱层析、半制备HPLC及重结晶等手段分离得到19个化合物。运用各种现代波谱技术（IR、UV、ESI-MS、EI-MS、FAB-MS、HR-FAB-MS、1D-NMR、2D-NMR等）鉴定了它们的结构，其中包括4个新化合物：化合物S1 1-(2,3,6-三溴-4,5-二羟基苄基)-四氢吡咯-2-酮、化合物S2 1,2-双(2,3,6-三溴-4,5-二羟基苯基)乙烷、化合物S3 6-(2,3,6-三溴-4,5-二羟基苄基)-2,5-二溴-3,4-二羟基苄甲醚和化合物S4 2,3,6-三溴-4,5-二羟基苄甲砜，以及5个已知化合物和10个首次从鸭毛藻中报道的化合物。 分离到的溴酚化合物S1-S10具有显著的DPPH自由基清除活性，其IC50值在8.1-24.7 µM之间，且它们的活性是BHT（IC50 = 81.8 µM）的3.3到10倍左右。初步的构-效关系研究发现，分子中的羟基数目与活性有直接关系。

两种海洋生物内生真菌的化学成分及其生物活性研究

海洋微生物次生代谢产物是海洋天然产物研究的重要组成部分。其中海洋真菌因其代谢可以产生大量结构新颖活性独特的化合物，已经成为天然药物的重要来源。近来已经有许多关于海洋生物内生真菌的生理活性次生代谢的报道，为寻找发现新的药物先导化合物提供了可能。本论文对一株毛壳霉属海藻内生真菌Chaetomium sp和一株红树林内生真菌的次生代谢产物的化学成分进行了研究，对其中分离得到的化合物进行了初步的生物活性筛选。 毛壳霉属海藻内生真菌Chaetomium sp.系从青岛近海采集的红藻多管藻Polysiphonia urceolate Grev中分离得到。红树林内生真菌Fs系从采自中国南海红树林植物海桑Sonneratia caseolaris中分离得到。对这两株真菌分别进行了发酵培养，对真菌培养物的菌丝体和发酵液分别用甲醇和乙酸乙脂进行提取。将提取液经减压蒸干后经HPLC检测，两部分基本相同，合并进行化学分离。 对发酵提取物采用常规的硅胶柱层析、制备薄层层析、凝胶Sephadex LH-20柱层析、反相硅胶柱层析，重结晶以及半制备高效液相色谱等分离手段，得到单体化合物。利用各种现代波谱技术(IR、UV、EI-MS、FAB-MS、HR-ESI-MS、1H-NMR、13C-NMR、DEPT、1H-1H COSY、HMQC、HMBC等)，结合甲醇解等化学转化方法鉴定了其中45个化合物的结构。其中，从Chaetomium sp分离鉴定了35个化合物，其中2个为新化合物，分别为化合物EN1 （命名为Chaetopyranin）、EN2 （命名为Chaetofuranin）。从Fs中分离鉴定了10个化合物的结构，其中1个为新化合物Fs1。 对大部分分离到的单体化合物进行了细胞毒活性测试，结果显示新化合物EN1对3株细胞系SMMC-7721, HMEC和A-549具有中等细胞毒活性，IC50分别为28.5, 15.4, 39.1 μg/mL。同时一些已知化合物特别是苯甲醛类衍生物对A-549显示了较强的细胞毒活性，这些在以前文献中未见报道。

治疗慢性肾功能衰竭的海洋复方新药初步研究

本论文在FPS研究的基础上，结合中医配伍理论，研究将FPS与几味传统中药－大黄、黄芪、泽泻、益母草的提取物组合成治疗慢性肾功能衰竭的海洋复方新药物。由于FPS研究相对成熟，故对复方药物中FPS外其它组分（以下简称复方）的提取、分离工艺以及制定复方质量的标准和检测方法等药学内容进行研究，为下一步新药的开发打下基础。 1. 对复方的醇提与水提进行了比较，确定了复方最佳提取方法－醇提。采用正交实验设计方法对醇提工艺进行优化，以复方中主要有效成分的含量为指标进行综合评价，得到了复方提取的最佳工艺：8倍量95％乙醇回流提取两次，1.5h/次，并对该提取工艺进行了验证实验，结果表明本工艺提取物中各主要有效成分的含量均较高，是可靠可行的。 2. 采用微波水提法，对复方中的单味药－黄芪的主要有效成分黄芪皂苷的提取进行了研究，通过正交实验设计方法优选出了最佳提取工艺为20倍量水、微波功率800 W、对60目黄芪提取两次、15 min/次。将该工艺与传统乙醇回流提取方法进行了对比，结果表明该工艺快速、经济、有较好的皂苷提取率，是黄芪皂苷提取的很好的方法。 3. 进行缺FPS的褐藻糖含量测定阴性对照实验，结果阴性无干扰，褐藻糖含量测定可以作为控制复方质量的一个指标。分别做缺大黄和缺黄芪阴性对照实验，结果总蒽醌和总皂苷含量测定阴性干扰较大，大黄素含量测定阴性无干扰，确定大黄素含量测定为控制复方质量的另一指标。 4. 进行复方提取物质量控制指标之一－大黄素含量测定的分析方法学研究，找到了一稳定可行的方法－HPLC方法，该方法测定条件为：流动相甲醇与0.1%磷酸比例为85：15，柱温40℃，通过ODS柱分离，用二极管阵列检测器在436 nm下测定含量。该方法测定复方提取物中大黄素含量精密度高、专一性好、干扰小，可用来控制复方的质量。

两种海藻提取物的化学成分和生物活性的研究及其应用

本论文的研究工作由两部分组成，第一部分研究了海带（Laminaria japonica）水提取物中的活性物质，并研究了提取物对蔬菜促生长的影响及其作用机制。第二部分对三列凹顶藻(Laurencia tristicha)乙醇提取物的乙酸乙酯相进行了活性筛选和化学成分研究，并对其中分离得到的单体化合物进行了生物活性筛选。 第一部分主要以中国人工养殖的海带为原料，使用与海藻多糖生产相结合的提取技术并浓缩其中的有效成分。对浓缩提取物进行了蔬菜的农田效果实验，并对作物抗旱性能的增加、作物硝酸盐积累的减少、作物品质的改善、以及作物抵抗病毒病的能力等影响进行了作用机制方面的研究。海藻浓缩提取物进行的农田效果实验表明：作物抗旱型相对含水量RWC值在92%~94%之间；病毒病的防治效果最高可达到91%；作物的品质有明显的改善，最重要的是首次发现海藻提取物有降低蔬菜中硝酸盐的含量（硝酸盐的含量是与有机蔬菜区别的重要指标之一）的作用。该部分研究工作的创新性主要体现在：（1）首次在国内外提出和采用与海藻多糖生产相结合的提取技术。该技术的应用不但减少了提取成本，使工业化生产成为可能,更重要的是使我国的海藻工业生产可能实现高值化和开辟综合利用的新途径。（2）首次发现海藻中的小分子海藻多糖具有和细胞激动素、甜菜碱、植物生长素等活性物质同样的生物活性。 第二部分的研究是在查阅了大量的近20年来国内外有关红藻凹顶藻中化学成分研究的相关文献的基础上，对凹顶藻中的次生代谢产物进行了综述。该论文主要是通过对红藻三列凹顶藻的95%乙醇提取物的乙酸乙酯相进行化学成分分析和生物活性筛选以期能够发现具有药用前景的活性先导化合物。 为了寻找具有生物活性的化合物，我们对采自我国南海硇洲岛海域的红藻三列凹顶藻的95%乙醇提取物的乙酸乙酯相进行了活性筛选。采用MTT法对其在KB细胞株、Bel-7402细胞株、PC-3M细胞株、MCF-7细胞株、Ketr-3细胞株模型上进行了细胞毒活性测试；采用酶模型对其进行了Na+,K+-ATPase的抑制活性测试；采用MTT法对其在犬主动脉血管模型上进行了血管平滑肌细胞增殖抑制活性测试；结果表明，三列凹顶藻的95%乙醇提取物的乙酸乙酯相对Na+,K+-ATPase和犬血管平滑肌细胞增殖具有一定的抑制活性。 利用正相和反相色谱、Sephadex LH-20色谱以及反相HPLC等手段进行分离纯化，从我国南海海域的红藻三列凹顶藻中分离得到33种化学成分，通过波谱学方法（IR、MS、NMR）以及X-ray单晶衍射试验对其化学结构进行了确证，其中化合物L1~L8为新结构化合物，化合物L5为具有新骨架的全新结构化合物，化合物L9~L13为新天然产物，化合物L18和L22系首次从海洋生物中获得，所有化合物均为首次从该属海藻中得到。新化合物L1~L8均为倍半萜类化合物，命名分别为：(1R,3R)-(-)-3-(3-hydroxy-4-methylphenyl)- 1,3-dimethyl–2-methylidene cyclopentanol (L1), (1R,3R)-(-)-3-(4-methylphenyl)-1,3-dimethyl-2-methylidenecyclopentanol (L2)， (1R, 3R)-(-)-3-(2-hydroxy-4-methylphenyl)-1,3-dimethyl–2–methylidenecyclopentanol (L3)，(+)-(1S,2R)–2-(3–hydroxy–4–methylphenyl)-1,2-[3.1.0]bicy-clohexane (L4)，()-(1S,2R) -5-hydroxy–6–methyl-spiro-dihydrobenzofuran-2(3H),2-{1-methyl-[3.1.0]bicyclohexane} (L5), (+)-6-methyl-2-(p-tolyl)hept-4-en-2,6-diol (L6)，(3R,3aS,8bS)-(-)-2,3,3a,8b–tetrahydro–7-bromo – 3 a– hydroxymethyl - 3, 6, 8b - trimethyl-1H- cyclopenta[b] benzofuran (L7 )，(3R, 3aS, 8bS) - (-) - 2,3,3a,8b–tetrahydro–3 a–hydroxymethyl-3,6,8b -trimethyl -1H – cyclopenta [b] benzofuran (L8)。25个已知结构化合物确定为：(+)-(1R,2R)-4-bromo-1,5, 9–trimethyl–12– methylidene–8–oxa-tricyclo[7.2.1.02]dodeca-2,4,6-triene (L9)，(3S,3aR,8bS)-(-)-2,3,3a, 8b– tetra -hydro–7-bromo–3–hydroxy-3,3a,6,8b-tetramethyl-1H-cyclopenta[b]benzofu- ran (L10 )，(3R, 3aR, 8bS) - (-) - 2, 3, 3a, 8b – tetrahydro – 7 - bromo – 3 – hydroxy - 3,3a,6,8b - tetramethyl - 1H - cyclopenta [b] benzofuran (L11 )，(3S,3aR,8bS) - (-) - 2, 3, 3a, 8b – tetrahydro –3–hydroxy -3, 3a, 6, 8b - tetramethyl-1H-cyclopenta[b]benzofuran (L12 )， ( 3aR, 8bS) - (-) - 3a,8b –dihydro–7 - bromo – 3, 3a, 6, 8b - tetramethyl - 1H - cyclopenta[b]benzofuran (L13 )，aplysinol (L14 ) ，aplysin (L15)，laurebiphenyl (L16)，johnstonol (L17)，gossonorol (L18)，7,10-epoxy-ar- bisabol-11-ol (L19)，10-epi-7,10-epoxyarbisabol-11-ol (L20) 3β-hydroxy- 5α, 6α-epoxy- β- ionone (L21 )，3β-hydroxy-5β,6β-epoxy-β-ionone (L22 )，胆甾醇 (L23 )，胆甾-5-烯-3β,7α二醇胆甾-5-烯-3β,7α二醇 (L24)，β-谷甾醇 (L25)，叶绿醇 (L26 )，玉米黄素 (L27 )，对羟基苯甲醛 (L28 )，3-吲哚甲醛 (L29 )，1-O-十六烷酰基-3-O-β-D-吡喃半乳糖基-丙三醇(L30 )，1-O-十八烷酰基-3-O-β-D-吡喃半乳糖基-丙三醇 (L31 )，丙三醇-1-软脂酸单酯 (L32 )，正十六碳酸 (L33 )。 采用MTT法对其中23个单体化合物在Bel-7402细胞株、BGC-823细胞株、A549细胞株、A2780细胞株、HCT-8细胞株和HELL细胞株模型上进行了细胞毒活性测试；采用MTT法对其中13个单体化合物在犬主动脉血管模型上进行了血管平滑肌细胞增殖抑制活性测试；结果表明，部分单体化合物显示出一定的生物活性。

钠离子通道类毒素的细胞毒性和检测方法的研究

赤潮毒素广泛存在于各种赤潮藻和各类海洋生物中，不仅对渔业、养殖业危害甚大，而且还直接威胁着人类的生存健康。其中，离子通道类毒素是一类毒性较高的毒素。除一些赤潮藻可以产生此类毒素之外，海洋中还存在某些生物也能够产生离子通道类毒素。为进一步阐明钠离子通道类毒素对细胞的毒性效应机制，本文选取一株小鼠神经母细胞瘤（Neuro-2a）作为受试对象，研究了四种钠离子通道类毒素STX、GTX1,4、GTX2,3、TTX对Neuro-2a细胞的毒性影响机制，并利用STX和TTX，建立了钠离子通道类毒素的细胞毒性检测方法，且应用此方法检测了贝体内、藻体内的毒素含量，进一步与小鼠法和HPLC法进行了比较。 研究表明：STX、GTX1,4、GTX2,3、TTX四种钠离子通道类毒素在长时间内均会对Neuro-2a细胞的增殖产生不利影响。在短时间（24h）内，以上各毒素均没有抑制Neuro-2a细胞的增殖，但是48h后，以上各毒素对Neuro-2a细胞的增殖均产生了抑制作用，且随着各毒素剂量的增加，细胞增殖受抑制程度也表现出一定程度的增高，二者呈剂量-反应关系。STX、GTX1,4、GTX2,3、TTX对Neuro-2a细胞的48h半数抑制浓度（IC50）分别为：250ng/ml、1000ng/ml、1300ng/ml、700ng/ml。本论文还首次研究了STX、GTX1,4、GTX2,3、TTX四种钠离子通道类毒素对Neuro-2a细胞内酶活性的影响。研究发现，STX、GTX1,4、GTX2,3、TTX四种钠离子通道阻断剂类毒素均能够影响Neuro-2a细胞内Na+-K+-ATP酶和乙酰胆碱酯酶TChE的活性。当各毒素作用24h后，Neuro-2a细胞内Na+-K+-ATP酶和乙酰胆碱酯酶TChE的活力均会受到抑制，并且随着各毒素剂量的增加，两种酶的活性也逐渐降低。可见，钠离子通道阻断剂类毒素能对细胞内酶的功能产生一定的影响，此影响连同阻断细胞膜钠离子通道，造成离子流的失衡作用，进一步对细胞产生毒性效应。在对细胞膜通透性的研究中发现，上述四种钠离子通道阻断剂类毒素各剂量组细胞培养液乳酸脱氢酶LDH的漏出率与对照组相比均无显著差异，它们均未引起Neuro-2a细胞膜内LDH的改变，看来钠离子通道阻断剂类毒素不会通过影响细胞膜的通透性而对细胞引起毒性效应。 本研究还利用STX和TTX两种钠离子通道标准毒素以及乌苯苷、藜芦定两种生物毒素，参照Jellett（1992）方法，建立了STX和TTX两种钠离子通道类毒素的细胞毒性检测的标准曲线，分别为：Y=0.266X+51.184和 Y=1.6068X+47.186。检出限分别为5ng/ml和0.8ng/ml。并且利用已建立的细胞毒性检测方法检测了来自浙江舟山和连云港赣榆市的19个织纹螺样品和5株实验室培养的亚历山大藻，得到的实验结果与小鼠生物测试和HPLC检测的结果存在较好的相关关系。鉴于该方法具有高通量、省时、检出限低等优点，因此更具有在沿海环境检测中推广应用的潜力。

中国沿海典型区域织纹螺毒性及毒素成分研究

织纹螺（Nassarius spp.）味道鲜美，是中国及其它一些亚洲国家沿海地区居民习惯食用的一种水产品。但是，近几十年来，中国沿海频繁发生食用织纹螺中毒事件，严重威胁着人们的身体健康和生命安全。加之人们对织纹螺体内的毒素成分、来源及其毒性变化规律还没有清晰的认识，因此难以有效预防和控制食用织纹螺引起的中毒事件。本文根据文献报道，在中国沿海食用织纹螺中毒事件多发的典型区域，包括江苏省的连云港市和盐城市、浙江省的舟山市和宁波市、福建省的宁德市、厦门市和莆田市设立了监测点，于2006年和2007年间进行了连续采样，应用小鼠生物测试法调查了织纹螺毒性的消长情况，并利用高效液相色谱-质谱联用（Liquid Chromatography-Mass Spectrometry，LC-MS）和高效液相色谱技术（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）对织纹螺体内的毒素成分进行了分析。 实验结果表明，2006年于江苏省盐城市射阳海域采集的织纹螺样品中，阳性样品检出率为56%，毒性在2-5 MU/g组织（湿重）之间变化，在2007年于同地采集的8个样品中，除一个样品毒性为3.14 MU/g组织（湿重）以外，其余样品均表现为阴性；而2007年采集自连云港市赣榆海域的织纹螺样品，在采样期间则呈现出极高的毒性，最高达到846.52 MU/g 组织（湿重），毒性在监测期间呈“M”状波动，在5月和7月下旬出现两个毒性高峰。2006年于浙江省宁波市象山港采集的织纹螺样品中，阳性样品检出率为25%，毒性均在2.5 MU/g组织（湿重）左右；而同年采集自舟山市定海的织纹螺样品中，阳性样品检出率为100%，最高毒性达18.40 MU/g组织（湿重），毒性在监测期间也呈“M”状波动，高峰期出现在6月初和7月底。2006年3-9月采集自福建省宁德霞浦、厦门同安和莆田涵江采集的织纹螺样品中，阳性样品检出率分别为20%、43%和14%，除7月中旬采集自宁德霞浦的一个样品毒性达到16.19 MU/g组织（湿重）之外，其余样品毒性均在2-5 MU/g组织（湿重）间波动。从阳性样品的时间分布规律来看，3月份和6、7月份是阳性样品集中出现的时期。根据以上调查结果可以看出，织纹螺的毒性消长呈现出较明显的地域性和季节性特征，不同地区的织纹螺毒性存在差异，而同一区域织纹螺毒性的消长则表现出明显的季节性集中趋势。除了2007年采集自连云港赣榆的织纹螺样品毒性与其平均个体组织重量有相似的变化趋势以外，其余地区的织纹螺样品毒性和个体大小无明显相关性。 利用LC-MS和HPLC技术对织纹螺样品中的毒素成分进行了分析，确定河豚毒素（tetrodotoxin, TTX）及其同系物（trideoxyTTX，4-epi-TTX，anhydroTTX，oxoTTX）是所采集织纹螺中的主要致毒成分，样品中没有检测到麻痹性贝毒毒素（Paralytic Shellfish Poison, PSP）。自不同地区采集的织纹螺中毒素成分基本一致，但组成存在一定差异。其中，采自江苏省连云港赣榆和浙江省舟山定海的织纹螺样品中，trideoxyTTX是主要的成分，其次是TTX；而从其它采样地点采集的织纹螺中，TTX都是主要的毒素成分，其次才是trideoxyTTX及其它同系物。对采集自江苏省连云港赣榆和浙江舟山定海的织纹螺体内毒素的解剖学分布进行了分析，结果表明肌肉、消化腺和剩余部分中的毒素组成基本一致，其中trideoxyTTX是主要的毒素成分，其次为TTX，但采自浙江舟山的织纹螺剩余部分中的TTX是主要的毒素成分。在监测期间，各组织中的毒素组成没有明显变化，但毒素含量随季节变化表现出了一定的差异。 综上所述，在中国沿海典型区域开展的织纹螺毒性调查结果表明其毒性消长具有一定的地域性和季节性特征。分析结果显示织纹螺体内的毒素成分是河豚毒素及其同系物，采自不同区域的织纹螺体内毒素成分基本一致，但毒素组成稍有差异。对织纹螺中毒素的解剖学分布研究显示，各组织中的毒素含量随季节变化而表现出一定差异，但毒素组成没有明显的季节性变化。这些结果显示中国沿海的织纹螺应具有相似的毒素来源，研究结果将为相关部门有效监测、预防和控制食用织纹螺中毒事件提供有力的科学依据。

四株海洋放线菌遗传转化体系的研究

作者所在的课题组，自1998年以来从胶州湾海泥中陆续分离了800株海洋放线菌，并从4株放线菌中分离出了12个新结构活性化合物。选择产生新颖抗肿瘤抗生素的海洋放线菌M045和M048，产全霉素的海洋放线菌M095和产蒽醌类化合物的海洋放线菌M097为研究材料，建立了海洋放线菌的遗传转化体系，为海洋放线菌的遗传工程操作及天然化合物组合生物合成奠定了基础。 （1）通过接合转移建立了菌株M045的遗传转化体系。用来源于蓝藻Anacystis nidulans UTEX625的别藻蓝蛋白基因验证了转化体系的有效性。通过PCR及基因组步移方法获得长度为1709bp的部分聚酮合成酶（PKS）基因，分析其同放射菌素基因具有同源性，利用基因中断插入失活该基因，但未获得突变株。因此尝试通过反向遗传学方法，克隆该菌株中新骨架抗肿瘤抗生素——中国霉素的生物合成基因簇，本研究已经构建了该菌株Fosmid基因组文库，对基因组文库的筛选工作正在进行中。 （2）利用PEG-介导的质粒pIJ702转化原生质体和接合转移两种方法均成功获得菌株M048的转化子，其中接合转移率高达10-4。菌株M048来源于高盐的海洋环境，维持原生质体所需渗透压与模式菌株—变铅青链霉菌（Streptomyces lividans）有很大差异，本研究对菌株M048原生质体形成和再生的各种因素进行了优化，获得了渗透压稳定剂蔗糖最佳浓度为0.4M。 质粒pIJ8600整合于菌株M048染色体上，对该转化株的抑菌活性、薄层层析（TLC）以及HPLC-MS进行了分析。结果表明，同野生菌株相比，该转化株对7种受试菌的抑菌活性显著增强，TLC显示差异的化合物条带，HPLC-MS显示化合物组分有差异。因此质粒pIJ8600的整合，引起菌株次级代谢产物生物合成途径的改变，使有抑菌活性的化合物大量累积。 从菌株M048染色体上克隆获得了1196bp的部分PKS基因，通过基因中断插入失活该基因，结果显示M048突变株次级代谢产物抑菌活性增强，HPLC分析发现显著差异。初步分析该PKS基因的中断使菌株体内某些生物合成途径受阻，而大量合成抗菌活性强的chandrananimycin C，或者产生了抑菌活性强的其它化合物。 （3）本研究成功建立了菌株M095的接合转移体系。M095/pIJ8600转化株的生物学活性分析并未发现差异，表明该菌株染色体上的整合位点（attB）是中性（neutral）的。通过PCR以及基因组步移的方法克隆获得了该菌株的部分糖基转移酶基因，该基因中断突变株对4株受试菌的抑菌活性增强，HPLC显示有差异，表明该糖基转移酶基因参与了菌株M095活性次级代谢产物的生物合成过程。 （4）对于菌株M097，用接合转移法成功获得了转化子。实现了别藻蓝蛋白基因的重组表达，并纯化了表达产物，体外试验表明其具有清除羟基自由基能力。结果表明来源于蓝藻的外源基因可以在海洋放线菌体内有效表达和正确折叠，初步验证了本研究所建立的海洋放线菌遗传转化体系的稳定性及有效性。对M097/pIJ8600转化株的生物学活性分析，未发现差异，表明该菌株染色体上的整合位点是中性的。 本论文首次将基因工程技术引入四株海洋放线菌，建立了海洋放线菌自身的基因转移系统，为利用基因工程技术改造海洋放线菌的天然化合物生物合成途径提供了方法。对部分PKS基因中断突变株的生物学活性及化学分析，初步揭示了通过遗传转化方法进行化合物组合生物合成的可行性。

海洋环境中有机锡的形态分析及其代谢降解研究

有机锡化合物被广泛用作塑料制品中的稳定剂、船舶油漆的防污剂、工业催化剂、农林业杀虫杀菌剂以及用于木材的防腐保存等，已经引起严重的环境污染。世界上许多国家纷纷制定相应的法规对其使用加以禁止或限制。我国目前还没有明确的限制有机锡使用的法律法规，缺少有机锡污染的第一手资料，更没有长期的控制、监测与研究计划。由于有机锡的种类繁多，理化性质存在差别，所以在提取、分离和测定中均存在较大的困难。从我国这方面己有的工作来看，缺乏各种高选择性的分离方法和高灵敏度的检测方法是制约这项研究广泛开展的原因之一。有机锡的痕量与超痕量分析技术是当今环境和食品安全分析领域的前沿技术。 本论文利用高效液相色谱和电感耦合等离子体质谱联用技术建立了海洋环境中多种有机化合物的同时快速检测方法；发展了多种海洋环境样品中有机锡的前处理技术；研究了有机锡在海洋生物中的分布、代谢及降解过程中化学形态的变化；同时发展了海洋环境中多种痕量元素的快速检测方法。所建立的高效液相色谱和电感耦合等离子体质谱联用技术可同时、快速分析5种有机锡的形态(三甲基锡TMT、二苯基锡DPhT、二丁基锡DBT、三丁基锡TBT和三苯基锡TPhT)，其检出限均低于0.3μg/L。 用所建立方法对南海海洋生物样品中的有机锡污染进行了研究，利用SPSS软件对检测结果进行了探讨，发现在所研究海洋生物样品的97.2%中可检出丁基锡和苯基锡化合物，其浓度分布处于该化合物检出限～1487.8ng/g范围内。其中，贝类样品中总有机锡的平均浓度为416.9ng/g，远远高于鱼类样品中总有机锡的平均浓度（211.9ng/g）。海洋生物中存在高浓度的有机锡说明本海域有机锡污染严重，已经对生态环境造成了严重影响，危害到人类生活。其主要的污染源是防污涂料的应用，目前紧迫的问题是采取必要的措施来控制有机锡的使用。 本工作建立了海水样品和沉积物样品中五种有机锡的简单快速萃取方法。采用加入2%的环庚三烯酚（tropolone）的二氯甲烷CH2Cl2对海水中的有机锡进行萃取，大大提高了有机锡的萃取率，减少了萃取的时间，二苯基锡（DPhT）、二丁基锡（DBT）、三丁基锡（TBT）和三苯基锡（TPhT）的萃取率均在80%以上，仅三甲基锡（TMT）的萃取率较低（在50%左右），究其原因，可能是因为在萃取的过程中三甲基锡（TMT）产生了降解。采用流动相和0.2%环庚三烯酚酮（tropolone）对沉积物国际标准物质PACS-2进行超声萃取及高速离心后，用所建方法进行了分析。结果表明，测定值与标准值吻合。研究表明，所建立的方法可用于实际环境沉积物中有机锡的形态分析。 本文建立了流动注射与电感耦合等离子体质谱联用技术直接同时测定海水中多种痕量元素的方法。该方法采用痕量进样技术，能够有效地减少海水中Na，Mg, Ca和Cl等大量基体元素对待测痕量元素测定的干扰，减少这些元素在电感耦合等离子体采样锥上的盐沉积，可以同时测量海水中的V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Mo、Cd、Pb，Hg和U等痕量级元素。用所建的方法测定南海海域海水中的重金属元素，发现Cd，Cr，As等有毒有害元素的污染很轻，均符合Ⅰ级海水的限量。 在海洋沉积物样品处理研究中，本工作改进了不需要赶走HF酸就可以对沉积物消解完全的密闭容器消解法，由于减少了赶走HF酸的步骤，使消解的时间由原来的二十个小时降低为十个小时，大大降低了消解的时间。采用该样品消解方法，并用ICP-MS测定了南黄海海域沉积物中锡及其他重金属元素的含量。建立了微波消解-ICP-MS测定海洋生物中锡、砷、镉、汞及铅等有害重金属元素的分析方法，并用于南黄海7个及南海海域29个海产品中的测定。测定结果表明海洋生物中上述有毒有害元素有不同程度的超标问题；不同种类，不同产地的海洋生物中重金属元素的含量有一定的差别，这些研究结果为海产品安全质量控制提供了有价值的科学信息。 在上述各章工作的基础上，本文研究了有机锡在海洋生物中的分布、代谢及降解过程，并初步建立了高效液相-电喷雾-飞行时间质谱（LC-APCI-TOF-MS）测定有机锡的方法，可对未知的有机锡化合物进行结构表征。有机锡在贝类中不同的组织显示，其内脏中有机锡的含量高于肌肉中有机锡含量。常规的煮、炸、蒸及微波的烹饪方式并不能降解海产品中的有机锡化合物。

两种红树林植物海漆和海桑化学成分研究

本论文对两种红树林植物海漆 (Excoecaria agallocha L.) 和海桑（Sonneratia caseolaris L.）的化学成分进行了系统研究。 采用常规的硅胶柱层析、制备薄层层析、凝胶 Sephadex LH-20 柱层析、MCI柱层析、反相硅胶柱层析、半制备型 HPLC 以及重结晶等手段，从海漆 (Excoecaria agalloch L. ) 中分离得到 40 个化合物，从海桑（Sonneratia caseolaris L.）中分离得到 30 个化合物。利用各种现代波谱技术 (IR、UV、ESI-MS、EI-MS、1D-NMR、2D-NMR等) 及其化学物理性质，确定了海漆中 32 个化合物的结构，其中包括 1 个新的三萜天然产物以及 15 个首次从海漆中报道的化合物；确定了海桑中 27 个化合物的结构，其中包括 1 个新化合物和一个首次报道其碳谱数据的化合物。本文为首次报道海桑的化学成分研究。 对海漆和海桑粗提物及分离得到的部分化合物进行了抗肝癌细胞毒活性筛选，化合物S22表现出较强活性，其IC50为2.8 μg/mL；海漆和海桑粗提物及其它部分单体化合物只表现出微弱活性；阳性对照丝裂霉素C的IC50为1.1 μg/mL。 对分离得到的部分样品还进行了抗菌活性测试，各样品在测试浓度下对测试菌均未表现出明显的抗菌活性。 首次研究了海漆挥发性成分及其季节性变化。利用水蒸汽法提取了不同季节海漆的挥发性成分，通过GC-MS鉴定其化学组成，发现脂肪酸、二萜和倍半萜是海漆挥发性成分的主要组成，不同季节的挥发性成分差异较大。

Experimental study on the impact of dinoflagellate Alexandrium species on populations of the rotifer Brachionus plicatilis

To investigate harmful effects of the dinoflagellate Alexandrium species on microzooplankton, the rotifer Brachionus plicatilis was chosen as an assay species, and tested with 10 strains of Alexandrium including one known non-PSP-producer (Alexandrium tamarense, AT-6). HPLC analysis confirmed the PSP-content of the various strains: Alexandrium lusitanicum, Alexandrium minutum and Alexandrium tamarense (ATHK, AT5-1, AT5-3, ATC102, ATC103) used in the experiment were PSP-producers. No PSP toxins were detected in the strains Alexandrium sp1, Alexandrium sp2. Exposing rotifer populations to the densities of 2000 cells ml(-1) of each of these 10 Alexandrium strains revealed that the (non-PSP) A. tarnarense (AT-6) and two other PSP-producing algae: A. lusitanicum, A. minutum, did not appear to adversely impact rotifer populations. Rotifers exposed to these three strains were able to maintain their population numbers, and in some cases, increase them. Although some increases in rotifer population growth following exposures to these three algal species were noted, the rate was less than for the non-exposed control rotifer groups. In contrast, the remaining seven algal strains (A. tamarense ATHK, AT5-1, AT5-3, ATC102, ATC103; also Alexandrium sp1 and Alexandrium sp2) all have adverse effects on the rotifers. Dosing rotifers with respective algal cell densities of 2000 cells ml-1 each, for Alexandrium spl, Alexandrium sp2, and A. tamarense strains ATHK and ATC103 showed mean lethal time (LT50) on rotifer populations of 21, 28, 29, and 36h, respectively. The remaining three species (A. tamarense strains AT5-1, AT5-3, ATC102) caused respective mean rotifer LT50S of 56, 56, and 71 h, compared to 160 h for the unexposed "starved control" rotifers. Experiments to determine ingestion rates for the rotifers, based on changes in their Chlorophyll a content, showed that the rotifers could feed on A. lusitanicum, A. minutum and A. tamarense strain AT-6, but could graze to little or no extent upon algal cells of the other seven strains. The effects on rotifers exposed to different cell densities, fractions, and growth phases of A. tamarense algal culture were respectively compared. It was found that only the whole algal cells had lethal effects, with strongest impact being shown by the early exponential growth phase of A. tamarense. The results indicate that some toxic mechanism(s), other than PSP and present in whole algal cells, might be responsible for the adverse effects on the exposed rotifers. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effects of the dinoflagellate Alexandrium tamarense on early development of the scallop Argopecten irradians concentricus

The effects of Alexandrium tamarense (strain ATHK) on early development of the bay scallop Argopecten irradians concentricus were studied under laboratory conditions. The algal culture was verified by HPLC to produce paralytic shellfish poisoning (PSP) at a level of 37.48 fmol/cell. Survival of the scallop larvae was not affected when they were grown with A. tamarense at concentrations of 500-10,000 cells/ml for 48 h. However, the activity of D-shape larvae was inhibited after 48-h exposure to A. tamarense at the algal cell density of 10,000 cells/ml. Scallop growth was inhibited significantly by A. tantarense during a 14-day exposure starting at the eye-spot larval stage. The size of juvenile scallops in the group of 10,000 cells/ml was only about 32% of that of the controls, although no obvious effect of A. tamarense was found on the rate of larval metamorphosis. All juvenile scallops survived in algal concentrations of 600-2400 cells/ml, however, attachment rates were significantly lower than control values after a 5-h exposure to A. tamarense at concentrations >600 cells/ml, while they were not obviously reduced after only 1 h of exposure. At concentrations >600 cells/ml, the climbing ability of juveniles was clearly reduced by exposure to A. tamarense after only 1 h. The climbing rate and height were only 55% and 45%, respectively, of those of the controls, when exposed to A. tantarense at a concentration of 600 cells/ml. The results indicated that A. tamarense blooms may have detrimental impacts on shellfish at early life stages, therefore, special attention should be paid to the toxic algal blooms in shellfish breeding area. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

A recent shellfish toxin investigation in China

A shellfish toxin investigation along the Chinese coast has recently been conducted using both HPLC and mouse assay methods. The results showed that DSP was widely distributed in different shellfish species in China. 26 out of 89 samples had DTX1 (dinophysistoxin-1) or OA (okadaic acid) but the DSP content in most shellfish samples did not reach the regulatory limit for human consumption adopted in many countries (20 mu g/100 g soft tissue). PSP was also found in 5 out of 96 samples along the coast. One sample, Chlamys nobilis from Hong Kong contained high levels of PSP (320 mu g STX equivalent/100 g soft tissue), compared to the regulatory limit (80 mu g STX equivalent/100 g soft tissue). After the recent outbreak of red tide in Hong Kong waters, three further shellfish samples were collected within 40 days to investigate the impacts of this event, It was shown that high levels of PSP continued to exist in Hong Kong waters. This report provides the first report of DSP and PSP distribution along the Chinese coast. (C) 1999 Elsevier Science Ltd, All rights reserved.

Investigation of Extration Method for Paralytic Shellfish Poisoning Toxins in Shellfish

Me optimal conditions were established for the extraction of paralytic shellfish poisoning toxins from gonad of Chlamys nobills using acetic acid and hydrochloric acid in the concentration range of 0.04-1.0 mol/L. A 10-g portion of gonad of Chlamys nobilis was extracted by boiling for 5 min with 1.0 mL acetic acid and hydrochloric acid in a 50-mL beaker. Meanwhile, a portion of gonad of Chlamys nobilis was extracted by sonication in the solution of 0.3 mol/L HAc + 0.2 mol/L HCl for a total period of 5-30 min. The raw extract was centrifuged at 3500 r/min for 5 min and the pH of supernatant was adjusted from 2.0 to 4.0 by 0.1 mol/L NaOH or 5 mol/L HCL After passing through a Millipore ultrafiltration membrane (10000 MW cut-off), ultrafiltrate was then analyzed by HPLC. The results showed that hydrochloric acid in the concentration range of 0.25-1.0 mol/L caused a significant decrease of N-sulfocarbarnoyl-11-hydroxysulfate toxin C1 (C1), C2 and gonyautoxin 5 (GTX5) and the concomitant increase of GTX2,3. However, the amount of the three unstable toxins did not show any change using the extraction with acetic acid. Under the same concentration of acetic acid (0.3 mol/L) and hydrochloric acid (0.2 mol/L), the amount of C1 in the ultrasonic extraction was obviously lower than the boiling one, while C2 showed slightly higher than the latter.

Transfer of paralytic shellfish toxins via marine food chains: A simulated experiment

Objective To study the transfer of paralytic shellfish toxins (PST) using four simulated marine food chains: dinoflagellate Alexandrium tamarense -> Arterriia Artemia salina -> Mysid shrimp Neomysis awatschensis; A. tamarense-N. awatschensis: A. taniarense A. salina -> Perch Lateolabrax japonicus; and A. tamarense -> L. japonicus. Methods The ingestion of A. tamarense, a producer of PST, by L. japonicus, N. awatschensis, and A. salina was first confirmed by microscopic observation of A. tamarense cells in the intestine samples of the three different organisms, and by the analysis of Chl.a levels iii the samples. Toxin accumulation in L. japonicus and N. awatschensis directly from the feeding on A. tamarense or indirectly ibrough the vector of A. salina was then studied. The toxicity of samples was measured using the AOAC mouse bioassay method, and the toxin content and profile of A. tamarense were analyzed by the HPLC method. Results Both A. salina and N. awatschensis could ingest A. tamarense cells. However, the ingestion capability of A. salina exceeded that of N. awatschensis. After the exposure to the culture of A. tamarense (2 000 cells(.)mL(-1)) for 70 minutes, the content of ChLa in A. salina and N. awatschensis reached 0.87 and 0.024 mu g-mg(-1), respectively. Besides, A. tamarense cells existed in the intestines of L. japonicus, N. awatschensis and A. salina by microscopic observation. Therefore, the three organisms could ingest A. tamarense cells directly. A. salina could accumulate high content of PST, and the toxicity of A. salina in samples collected on days 1, 4, and 5 of the experiment was 2.18, 2.6, and 2.1 MU(.)g(-1), respectively. All extracts from the samples could lead to death of tested mice within 7 minutes, and the toxin content in arternia sample collected on the 1st day was estimated to be 1.65x10(-5) pg STX equa Vindividual. Toxin accumulation in L. japonicus and N. awatschensis directly from the feeding on A. tamarense or indirectly froin the vector of A. salina was also studied. The mice injected with extracts from L. japonicus and N. awatschensis samples that accumulated PST either directly or indirectly showed PST intoxication symptoms, indicating that low levels of PST existed in these samples. Conclusion Paralytic shellfish toxins can be transferred to L. japonicus, N. awatschensis, and A. salina from A. taniarense directly or indirectly via the food chains.