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本研究通过深度元条形码、qPCR和LC-MS/MS技术，首次在库克群岛揭示了罕见冈比亚藻物种（Gambierdiscus polynesiensis）的丰度与哨兵鱼（Ctenochaetus striatus）内脏中雪卡毒素（CTX）浓度的空间相关性，表明特定稀有产毒藻株而非总藻群密度主导了雪卡豚中毒（CP）风险，为气候变化下海洋食品安全预警提供了新范式。
摘要
雪卡毒素（CTX）是由海洋微生物真核生物冈比亚藻/福库藻（Gambierdiscus/Fukuyoa）产生的聚醚类神经毒素，通过附着于大型藻类等基质生长，经食物链在海鲜中累积后可引发雪卡豚中毒（CP）。全球每年约2万–5万人受CP影响，其风险因气候变暖加剧。本研究以CP高发的库克群岛拉罗汤加岛为研究区，结合定制化深度元条形码技术、定量PCR（qPCR）、以及哨兵鱼（纹首刺尾鱼Ctenochaetus striatus）的毒素检测，首次实现从产毒微生物到鱼体毒素累积的局部生态关联解析。
引言
CP是全球最常见的非细菌性海产品中毒疾病，主要分布于热带-亚热带地区。其致病因子CTX的毒性极强，如太平洋CTX1B对小鼠腹腔注射的半数致死量（LD50）低至0.25 μg/kg。南太平洋地区是CP热点区，过去20年病例数增加60%。气候变暖、珊瑚白化、营养物质输入等因素可能促进冈比亚藻增殖，但局部CP风险的精准预测一直面临挑战：一方面，冈比亚藻物种间CTX产量差异显著，且多数物种的产毒特性未经化学表征确认；另一方面，高营养级鱼类活动范围大，其CTX携带状态难以反映局部风险。
材料与方法
- 1.
采样设计：在拉罗汤加岛6个站点采集大型藻类、人工基质及鱼类样本，同步收集水体营养盐数据。
- 2.
藻类分析：通过显微计数、LSU rDNA深度元条形码（针对D1-D2区）和qPCR（特异性检测G. polynesiensis）解析冈比亚藻群落结构。
- 3.
毒素检测：采用神经母细胞瘤细胞试验（CBA-N2a）和液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）分别定量鱼组织（肌肉与内脏）及藻株培养物中的CTX类似物。
- 4.
哨兵鱼模型：以活动范围小（<0.30 km2）的纹首刺尾鱼为指示物种，通过耳石重量标定年龄，分析CTX累积与年龄/体型的独立性。
结果
- 1.
藻群多样性：共检出8种冈比亚藻和1种福库藻（Fukuyoa yasumotoi），为单一地点报道的最高多样性。站点间藻群结构差异显著（ANOSIM: R=0.66, p=0.0001），其中穆里站点（Muri）藻群多样性最低且以G. carpenteri为主。
- 2.
产毒藻株鉴定：分离的8株冈比亚藻中，仅3株G. polynesiensis产生太平洋CTX类似物（CTX3B、3C、4A、4B等），其余菌株主要合成44-甲基冈比尔酮（44-MG）或裸甲藻毒素（MTX1）。
- 3.
鱼体毒素分布：CTX在6科鱼类中广泛检出，其中鹦鹉鱼（Chlorurus frontalis）肌肉、山羊鱼（Parupeneus spp.）肝脏含量最高。纹首刺尾鱼内脏中CTX3B浓度与G. polynesiensis的元条形码读长丰度呈正相关（r=0.746, p=0.05），而与总冈比亚藻显微计数无关（r=-0.69, p=0.20）。
- 4.
哨兵鱼有效性：纹首刺尾鱼内脏CTX水平与鱼龄无相关性，证实其可作为局部风险指示物种。
讨论
本研究通过多技术联用，明确了G. polynesiensis这一稀有物种在库克群岛CP风险中的核心作用。结果颠覆了“藻群密度决定CTX风险”的传统认知，指出“稀有生物圈”中的关键产毒物种可能主导毒素流。哨兵鱼模型结合靶向qPCR，为CP风险监测提供了低成本、可标准化的工具。随着气候变暖加剧珊瑚礁退化，此方法有望助力小岛屿发展中国家（SIDS）构建主动式食品安全预警体系。
结论
罕见冈比亚藻物种（G. polynesiensis）的局部丰度可精准预测哨兵鱼（C. striatus）的CTX累积水平。基于深度元条形码的藻群结构解析与哨兵鱼毒素监测相结合，能够实现CP风险的站点特异性评估，为应对气候变暖引发的公共卫生威胁提供新策略。
