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扭转局势

BGSU的澳博官方网站人员致力于解开非洲藻华的遗传秘密

从伊利湖岸边到肯尼亚的维多利亚湖, 鲍灵格林州立大学的教授和学生们正在澳博官方网站有毒藻类大量繁殖的原因,以及如何才能阻止它们.

不管 不管你在地球上的地理位置——无论是在俄亥俄州西北部,还是在遥远的肯尼亚——一个基本的真理可以浓缩成一滴水:水就是生命. 这两个截然不同的地区包含了两个有着惊人相似问题的水体,来自鲍灵格林州立大学的一个澳博官方网站小组正在努力揭开伊利湖和维多利亚湖都受到藻华困扰的原因, 为什么有些藻华可能在基因上具有毒性,我们可以做些什么来关闭这些基因,改善水质.

Dr. 乔治·布尔扬是 生物科学 BGSU的主任 五大湖淡水和人类健康中心, 和迈克·麦凯, 他是BGSU的澳博官方网站教授,温莎大学五大湖环境澳博官方网站所的执行主任, 正在评估他们夏季基苏木澳博官方网站之旅的数据, 肯尼亚, 一群BGSU的澳博官方网站生. 和麦凯和布尔扬合作 Dr. 我公司Otiso, 北京外国语大学地理学教授, 他是肯尼亚人,负责这次旅行的后勤和学生培训工作.

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肯尼亚海洋渔业澳博官方网站所(KMFRI)的澳博官方网站船R.V. 在澳博官方网站人员对维多利亚湖的水进行采样后,Uvumbuzi驶入港口, 沉积物和鱼类在2022年6月的旅行中.
Dr. 乔治Bullerjahn, BGSU生物科学名誉教授,五大湖淡水和人类健康中心主任, 正在澳博官方网站为什么伊利湖和维多利亚湖都有藻华问题.
Dr. 乔治Bullerjahn, BGSU生物科学名誉教授,五大湖淡水和人类健康中心主任, 正在澳博官方网站为什么伊利湖和维多利亚湖都有藻华问题.

该团队获得了美国国家科学基金会近400美元的资助,为了进行一项比较澳博官方网站,他们认为这可以有助于了解有毒的藻华.

“我认为我们都需要获得清洁的饮用水和娱乐用水, 也为牲畜和宠物的健康着想,布尔扬说. “我们希望能够预测这些水华何时发生,以及我们可以防止它们发生的条件.

一群人在船旁边
澳博官方网站人员在维多利亚湖码头检查他们的设备.
一个男人跪在网边
最近毕业于BGSU的瑞安·瓦格纳正在制作船上使用的渔网.
箱子被放在卡车上
样本在维多利亚湖采集后被装上卡车

“最终, 我们最终将拥有一个更健康的环境,水中的营养物质更少, 蓝藻较少, 总的来说藻类更少. 整个目标是改善水质,这样饮用水和娱乐活动就能得到保护,渔业、牲畜和宠物也能得到保护.”

北京外国语大学的澳博官方网站人员与肯尼亚海洋和渔业澳博官方网站所(KMFRI)和基西大学的肯尼亚澳博官方网站人员合作进行了这次旅行, 以及威斯康辛大学的代表, 田纳西大学, 明尼苏达大学德卢斯分校, 詹姆斯麦迪逊大学, 温莎大学和肯特州立大学.

Dr. 科法·奥蒂索(右)在6月份前往肯尼亚基苏木的澳博官方网站之旅中从事一项澳博官方网站项目.
Dr. 科法·奥蒂索(右)在6月份前往肯尼亚基苏木的澳博官方网站之旅中从事一项澳博官方网站项目.

两个湖的故事

维多利亚湖和伊利湖都经历了相同类型的蓝藻生长,BGSU团队正在澳博官方网站湖泊中的细菌菌株有何不同. 从肯尼亚旅行中采集的样本正在进行基因组测序,这一过程将需要几个月的时间才能完成.

“我们有大量的样本,做所有的DNA测序需要一年的时间. 我们的想法是观察维多利亚湖的种群,看看它与伊利湖的种群有多相似. 通过比较基因组序列和其他我们可以测量的东西, 我们想要确定这些开花群落是否有什么特殊和不寻常的地方,可能使它们适应不结冰的热带环境,布尔扬说.

“在伊利湖,你必须有一些适应能力才能生活在一个结冰的湖里. 在肯尼亚,每天都有12个小时的白天,从不结冰,温度是一样的.”  

尽管气候不同, 这两个湖之间有相似之处,这可能有助于解释为什么容易形成水华, Bullerjahn说. BGSU澳博官方网站小组探索的维多利亚湖区域位于湖的最东北部分. 布尔加恩说,这个海湾很浅,就像伊利湖一样,水流也很少, 这使得它成为有害蓝藻生长的主要环境.

影响澳博官方网站的澳博官方网站

在肯尼亚时, 澳博官方网站人员还在湖泊的一个区域发现了一种新的蓝藻毒素的证据,该区域以前没有记录过这种毒素, 哪个在取水口附近.

“我们用这种方法调查了湖中的一切,寻找负责制造不同种类毒素的基因. 我们正在澳博官方网站水中蓝藻的遗传能力,以制造这些令人讨厌的化合物,布尔扬说. “躲在一个地方, 我们发现了大量编码另一种毒素的基因, 叫cylindrospermopsin. 它是由一种不同的蓝藻产生的,没有人曾经记录过在湖中产生圆柱精子蛋白的程度.  

“这很重要,因为这里有水入口,人们不知道寻找这种毒素, 所以这是一个新事件. 这是我们从样本中最先发现的东西之一——在一个没有记录的地方发现了一种不同的蓝藻毒素的证据.”

这些信息对肯尼亚西部当地居民来说是很好的, Bullerjahn说, 因为这可以让他们调整他们的水处理方案,以去除那种毒素.

“去除毒素其实很简单——如果他们知道毒素在那里的话. 这是他们需要知道的事情, 我们会提醒人们在维多利亚湖的威纳姆湾东部寻找这种毒素,他说.

“这只是我们所做的各种事情的一个例子,也是我们正在做的工作中最先产生的重要事情之一. 看看这些样本, 这是BGSU澳博官方网站生凯特·布朗在我们实验室做的第一步, 她还有很多工作要做.”

BGSU的澳博官方网站生有所作为

三个来自BGSU - Brown的澳博官方网站生, 凯蒂·巴克和瑞安·瓦格纳在对肯尼亚为期三周的访问中进行了自我驱动的澳博官方网站项目. 巴克, 布朗和瓦格纳都选择了北京外国语大学攻读澳博官方网站生学位,因为该校教师在这一课题上的澳博官方网站专长, 自2014年有毒藻华导致伊利湖西部盆地的水暂时不能饮用以来,这一直是一个引起公众极大兴趣的问题.

巴克正在测试不同的便携式技术,在现场识别蓝藻毒素, 这为澳博官方网站人员提供了快速, 可靠的数据,不需要运输到实验室. 现在, Bullerjahn说, 在这个领域,没有任何东西能立即给出一个定量的测量答案.

“我们测量这些有毒物质的典型方法是使用必须在实验室里进行的测试,这些测试需要几个小时. 做起来不难,但需要时间。. “你不能走到野外,然后说, ‘OK, 我们我们去拿一包水一小时后再告诉大家.“凯蒂·菲尔德测试了一种毒素检测设备,并记录了微囊藻毒素在我们预期中出现的地方, 证明这项技术是有效的.”

“我通常会去桑达斯基湾, 伊利湖和周围一些较小的湖泊都有水华问题, 所以我基本上把我的工作转移到了维多利亚湖,巴克说.

另外, 布朗和巴克正在编制一个大型数据集,用于跟踪营养成分, 毒素, 叶绿素和基因组数据,旨在提供整个细菌群落的更全面的观点, 这可以作为未来澳博官方网站人员的出发点,他们不必重新收集大量的数据.

“当你有一个更大的蓝图时,这是很好的,”巴克说. “当你开始说, “我们知道这种毒素或这种物种在这里, 这些是环境条件,你就可以开始描绘出一幅更大的图景,看看是什么导致了不同的情况, 不管它们是否有毒.”

三个学生在实验室里
BGSU的澳博官方网站生Ryan Wagner, 凯特·布朗(Kate Brown)和凯蒂·巴克(Katie 巴克)澳博官方网站了伊利湖和维多利亚湖的藻华活动.
 船上的澳博官方网站人员
BGSU的水澳博官方网站在伊利湖进行.
两个人在一条船上
BGSU澳博官方网站生Katie 巴克和Dr. 乔治·布尔扬在伊利湖上测量.

瓦格纳的澳博官方网站领域主要是真菌寄生虫和病毒, 以及它们对水中毒素产生的影响. 除了他在肯尼亚进行的澳博官方网站, 瓦格纳在这次旅行中担任技术人员, 帮助其他团队成员完成他们的项目,并处理维多利亚湖上的水.

“这些样本需要很长时间来分析, 但瑞恩澳博官方网站的是那些会杀死这些水华事件的因素. 有病毒会杀死花朵,也有真菌以花朵为食. 这两种病原体都能杀死藻华。. “通过瑞安的工作, 我们对破坏伊利湖蓝藻的病毒和真菌有很多了解. 问题是,它们与我们在维多利亚湖发现的病毒和真菌相似吗?”

澳博官方网站这些水样——净化和检测病毒DNA——需要大量时间,这也是瓦格纳继续澳博官方网站的一部分.

瓦格纳说:“从水华动态来看,伊利湖和维多利亚湖非常相似。. “他们有着非常相似的社区,尽管他们在相当不同的气候条件下, 所以我们正在澳博官方网站这两种气候,看看它们有什么不同和相似之处, 同时也与其他小组一起澳博官方网站开花科学." 

布朗正在继续澳博官方网站DNA和RNA数据,以探索细菌群落是如何运作的, 这可以让澳博官方网站人员更好地了解毒素何时可能产生.

“通过基因组数据, 我还会澳博官方网站这个群体的DNA组成, 所以我要寻找与毒素相关的基因,这些基因表明毒素可能在任何时候产生, 即使他们现在不在那里,布朗说. “当我们做了很多这样的测序, 我们会想到蓝藻以外的细菌, 我们可以了解整个社区是如何运作的.”

和巴克一样,布朗也在澳博官方网站检测蓝藻的方法. 她正在开发便携设备, 易于使用的内场技术,可以对常见类型的蓝藻进行半定量计数.

继续致力于改善水质

一旦维多利亚湖样本的基因分型数据返回, 澳博官方网站人员将能够澳博官方网站是什么导致藻华变得有毒.

布尔扬说,典型的绿藻爆发可能看起来像一个巨大的有机体,但实际上不是. 它实际上是一种密切相关的蓝藻细菌的混合物, 有些基因会导致毒性,有些则不会.

“关于这些事件的一个真正神秘的事情是,你可以看到水是惊人的绿色,而且它可能没有那么毒. 你还可以看到水呈淡绿色的花, 这可能会很糟糕,布尔扬说. “所以很多基因分型将告诉我们藻华有多少毒素基因,以及这些基因是否活跃.”

BGSU的澳博官方网站人员还在调查是什么触发了基因产生毒素,一旦了解了这一点, 如何关闭触发器.

三个人看着一个平板电脑
在肯尼亚进行的这项澳博官方网站涉及到BGSU生物科学系, Kisii(肯尼亚)大学的澳博官方网站人员, 肯尼亚科技大学, 肯尼亚海洋和渔业澳博官方网站所(KMFRI)和维多利亚湖流域的当地官员.
BGSU教授. 我公司Otiso
Dr. 我公司Otiso广泛澳博官方网站城市和经济问题, 特别是在涉及非洲国家发展的时候.
一群澳博官方网站人员在河边
Dr. 我公司Otiso说,这项澳博官方网站符合BGSU做公益的总体使命, 在本地, 国家和全球.

“传统的想法是,如果你有毒素, 基因总是处于开启状态它们总是引导细胞制造毒素. 现在我们知道事实并非如此。. 

他们计划明年5月带着一批新的学生返回肯尼亚,继续进行比较澳博官方网站,目的是保护珍贵的淡水资源.

“水澳博官方网站是一件值得做的好事——这是公众关心的事情. 这不仅仅是一个单方面的问题. 我认为改善水质是人们普遍关心的事情。.

“各行各业的人都在更好地理解水的重要性,以及是什么让好水变坏. 当这种情况发生时,我们需要做些什么.”

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更新时间:11/04/2022 02:45PM