智利贻贝（*Mytilus chilensis*）对有毒甲藻亚历山大氏链藻（*Alexandrium catenella*）和网纹三角甲藻（*Protoceratium reticulatum*）的组织学及转录组学响应

《Marine Pollution Bulletin》：Histological and transcriptional responses of the Chilean mussel Mytilus chilensis to the toxic dinoflagellates Alexandrium catenella and Protoceratium reticulatum

　　

•有害藻华暴露诱发养殖智利贻贝的分子和组织学变化
•有毒甲藻导致养殖贻贝组织特异性损伤
•链状亚历山大藻激活鳃部应激和免疫通路
•网格原菱角藻改变消化腺组织的免疫功能
•研究结果突显了对贻贝养殖性能的潜在影响

**引言**

有害藻华（HAB），通常被称为赤潮，是由微藻引起的自然现象，可对沿海生态系统、公共健康、旅游业、渔业和水产养殖资源产生不利影响，在全球范围内造成重大的经济和社会影响（Avdelas等，2021；Díaz等，2019；Hallegraeff等，2021）。有害藻华可根据致因生物及其相关效应分为三类：非毒性，即不影响旅游业并导致溶解氧耗竭，进而引起海洋生物死亡；鱼毒性，即能够对鱼类造成机械性和生理性损伤；以及毒性，即由产毒微藻组成，能够通过海洋食物链传递毒素（Glibert等，2014；Hallegraeff，2003；Hallegraeff，1993）。近几十年来，有报道指出有害藻华事件的频率和强度不断增加，地理分布范围也在扩大（Wells等，2020）。然而，近期对全球毒性/有害事件数据库IOC-UNESCO HAEDAT（https://haedat.iode.org）的荟萃分析未发现所分析的三十年间有害藻华事件全球增加的确凿证据，其发现将报道数量的增加与监测观察的指数级增长相关联（Hallegraeff等，2021）。更准确地说，2024年海洋状况报告指出，有害藻华的变异性模式及其与多种气候和人为压力因素的关联应在区域和局部尺度上进行分析，重点关注形成藻华物种的特定适应性特征（IOC-UNESCO，2024）。

在智利已鉴定出三个与有害藻华相关的海洋生物毒素主要类别。根据其作用方式和毒性效应，这些化合物被分为：i）麻痹性贝类毒素（PSTs），属于河鲀毒素类神经毒素（Guzmán等，2002）；ii）脂溶性贝类毒素（LSTs），包括四组：a）冈田酸（OA）和藻毒素（DTXs），可引起人类的腹泻性贝类中毒（DSP）；b）扇贝毒素（PTXs），从未与人类中毒事件相关联（Blanco，2018；Grattan等，2016；Toyofuku，2006；Vilarino等，2018），并于2021年被欧盟取消监管（European Commission，2021）；c）贻贝毒素（YTXs），尽管是一种强效细胞毒素，但尚未发现会引起人类中毒（Munday等，2008）；d）棘壳毒藻毒素（AZAs），自1995年以来与严重的胃肠道人类中毒事件相关（Díaz等，2022；Reguera等，2014；Twiner等，2008）；以及iii）失忆性贝类毒素（AST），与虾毒素相关（Suárez-Isla等，2002）。负责智利毒性有害藻华事件的微藻包括链状亚历山大藻（PST）、尖顶双列藻、尖形双列藻和网格原菱角藻（LST），以及南 pseudo-nitzschia 属（AST）（Barría等，2022；Díaz等，2019）。麻痹性贝类毒素被认为是最令人担忧的，因为它们对人类可能具有致死效应（Anderson等，2012；Lagos，2003；van Egmond，2004），此外还具有重要的社会生态影响（álvarez等，2019；Díaz等，2024c；Marín等，2022）。

上述物种在麦哲伦和艾森大区定期发生藻华。然而，自2002年以来，已在拉各斯大区的奇洛埃省南部确认链状亚历山大藻的存在（Barría等，2022；Díaz等，2019），代表着明显的向北扩展。事实上，这种扩展甚至已到达比奥比奥大区（Díaz等，2024c；Paredes-Mella等，2021；Rodríguez-Villegas等，2024）。此外，对该种甲藻对鱼类和软体动物的负面影响已有所归因（álvarez等，2019；Navarro等，2011；Navarro和Contreras，2010）。

脂溶性毒素，此前因其在人类中的症状效应而被称为DSP毒素，是一类由多种甲藻物种产生的广泛海洋毒素。据报道产YTX的物种包括甲藻网格原菱角藻、多角舌形藻、尖刺夜光藻和泰勒夜光藻（álvarez等，2011；álvarez等，2016；Alves de Souza等，2014；Díaz等，2024a；Krock等，2009；Paz等，2008；Tubaro等，2010）。这些藻毒素由约100种脂溶性毒素类似物组成（Miles等，2005），其中仅四种受监管：贻贝毒素、同系贻贝毒素、45-羟基贻贝毒素和45-羟基同系贻贝毒素，监管限值为贝类中每千克3.75毫克贻贝毒素当量（European Commission，2013）。这些海洋聚醚是强效细胞毒素，对滤食性贝类的不同发育阶段造成严重影响（Nieves等，2024a；Nieves等，2024b；Pitcher等，2019），此外还会导致包括软体动物和棘皮动物在内的无脊椎动物大规模死亡事件（álvarez等，2020；Pitcher等，2019）。在过去二十年间，智利沿岸已记录了多起此类死亡事件。例如，在智利北部一场强烈的夏季网格原菱角藻藻华期间，细胞密度达到350个/mL，幼年紫扇贝受到影响（álvarez等，2011）。随后的另一场夏季藻华事件与数百个属于不同类群的个体死亡相关联，包括海星、蛤蜊、海胆和鱿鱼。对受影响生物的分析显示贻贝毒素浓度范围为每千克0.1至0.4毫克（álvarez等，2020）。迄今为止，智利记录到的最大规模网格原菱角藻藻华发生在2022年4月的北部巴塔哥尼亚普伊胡阿皮峡湾，最大细胞密度达到407个/mL，导致智利贻贝中贻贝毒素浓度高达每千克9.42毫克（Díaz等，2024b）。

智利南部（41°–55°S）的地理特征长期以来支撑着集约化工业水产养殖业以及依赖多种海洋生物的渔业发展（Cabello和Godfrey，2016）。软体动物出口占全国水产养殖产量的29%，主要以贻贝养殖为代表（智利贻贝），2024年总收获量为403,169吨。智利约90%的双壳类软体动物产量来自贻贝养殖，使智利成为全球最大的生产国和出口国，年收入为2.97亿美元（Sernapesca，2024）。奇洛埃省以生产三文鱼和贻贝为特色，并深受此类毒性事件的影响。有害藻华已导致海洋无脊椎动物和脊椎动物死亡，并导致天然礁区和贻贝养殖场双壳类收获区关闭（álvarez等，2019；Díaz等，2019；Molinet等，2003）。此外，智利峡湾系统气候变异性高，极端天气状况（如洪水、热浪和野火）的报道频率增加。这种变异性确保了该地区成为全球有害藻华事件的热区（Barría等，2022；Díaz和Figueroa，2023；Mardones，2021）。

鉴于贻贝是国际市场上商业和生态最重要的双壳类之一，特别是来自智利的智利贻贝，代表重要的养殖资源，因此评估产毒微藻对这些生物潜在的影响至关重要。由产毒甲藻引起的有害藻华在智利峡湾中频繁发生，可能影响养殖贻贝的生理、健康和更广泛的存活能力。因此，本研究的目标是评估成体智利贻贝暴露于有毒微藻链状亚历山大藻和网格原菱角藻后的分子和组织学反应。

**研究片段**

**微藻的来源与维护**

为制备智利贻贝的实验饲料（包括对照组和毒性处理组），采用无毒微藻新月新月藻（T-iso克隆）的纯培养作为基础饲料。培养物在过滤海水（0.45 μm）中以25°C、14:10小时光暗光周期条件下维持，并按照Guillard方案用f/2培养基进行富集（Guillard，1975）。本研究使用的链状亚历山大藻菌株由渔业促进研究所分离……

**毒素积累**

在第15天（链状亚历山大藻）和第10天（网格原菱角藻）的暴露期进行海洋毒素分析，仅在暴露处理组中检测到毒素，而对照组毒素水平低于定量限（LOQ）。在第15天链状亚历山大藻暴露时，观察到毒素浓度为1191.5 μg 河鲀毒素当量/千克；在第10天网格原菱角藻暴露时，观察到贻贝毒素浓度为0.14 mg/千克（表2）。其余脂溶性毒素（即冈田酸、……

**讨论**

多年来，人们认为有害藻华对双壳类软体动物没有不利影响，因为这些微藻被视为其天然食物的一部分，对其生长和发育必不可少。然而，这一范式近年来已发生转变。Bricelj等（2005）表明，暴露于麻痹性贝类毒素（PSTs），特别是河鲀毒素，可通过阻断电压门控钠通道对双壳类产生深远的生理效应，导致……

**结论**

多年来，有害藻华被认为对双壳类软体动物的影响很小或没有影响，因为微藻是其生长和发育的重要食物来源。然而，已证明与某些产毒微藻物种的负面相互作用。本研究发现表明，暴露于有毒微藻链状亚历山大藻和网格原菱角藻可诱导基因表达和组织病理学变化……

**CRediT作者贡献声明**

Camila Barría：写作——审阅与编辑、写作——初稿、可视化、验证、监督、软件、资源、项目管理、方法学、调查、资金获取、形式分析、数据整理、概念化。Jorge M. Navarro：监督、方法学、资金获取。Alejandro Ortiz：资源、方法学、资金获取。M. Belén Araya：资源、方法学、调查。Pamela Carbonell：资源、方法学、调查。Karin……

**利益冲突声明**

作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本论文所报道的工作。

**致谢**

本工作由国家研发机构（ANID）通过智利博士奖学金计划（Camila Barría资助编号2121010，J.S.资助编号21220809）资助。M.T.由国家研究计划（参考号PID 2020-113221RB-I00）和Ramón y Cajal合同（参考号RYC 2019-026841-I）资助。P.A.D.部分由ANID FONDECYT项目1262020和跨学科水产研究交流中心——应用研究资助……

Camila Barría | Jorge M. Navarro | Alejandro Ortiz | M. Belén Araya | Pamela Carbonell | Karin Lohrmann | Nataly Carvajal | Juan Soto | José Luis Iriarte | J. Carles Balasch | Mariana Teles | Patricio A. Díaz | Doris Oliva