溶血素作为蓝藻毒素的一种,对水产养殖业以及环境安全的危害是不容忽视的。深入研究蓝藻溶血素的理化特性及其溶血作用机制,可以正确评估蓝藻溶血素在水质恶化和鱼贝类死亡中的作用和影响,为蓝藻毒素生理生态学和生态毒理学的研究提供科学理论依据。本论文在国家自然科学基金项目和山东省自然科学基金项目的支持下,主要针对集胞藻Synechocystis sp. PCC6803的野生型（wild-type,WT）菌株所分泌的溶血素,研究了各种理化因子对其离体保存稳定性和溶血活性的影响,了解了该溶血素的理化特性;并通过研究其与血红细胞的相互作用,结合电镜观察溶血过程中血红细胞形态结构的改变,初步探讨了集胞藻Synechocystis sp. PCC6803的WT菌株溶血素的溶血作用机制,为集胞藻Synechocystis sp. PCC6803溶血素毒理机制的深入研究奠定了基础,并为评估蓝藻溶血素的危害提供了理论数据。在离体条件下保持溶血素的溶血活性是保证实验顺利进行的前提。因此,本论文研究了保存理化条件的不同对集胞藻6803溶血素稳定性的影响,结果表明集胞藻Synechocystis sp. PCC6803的WT菌株分泌的溶血素在提取初始仅具有较低的溶血活性,但在胞外离体保存3～6 d后,活性急剧升高,然后随保存时间延长而逐渐下降。-20℃低温保存有利于该溶血素活性的维持;集胞藻6803溶血素并不是光敏感型,但见光有利于溶血活性提高和保持稳定;而且添加半胱氨酸盐酸盐、牛血清白蛋白和血红蛋白都能提高溶血素的活性,它们可以作为该溶血素的稳定剂。因此,集胞藻6803溶血素提取液被保存于-20℃下,并且在提取后3～6 d内用于后续实验。各种理化因子对集胞藻6803溶血素溶血活性的影响研究表明:溶血素的溶血活性随反应温度而升高;酸性条件促进了集胞藻6803溶血素的溶血活性;低浓度的血红蛋白能够促进集胞藻6803溶血素的溶血活性,而高浓度的血红蛋白则抑制了其活性;此外,该溶血素活性能被氧化剂激活,被还原剂抑制,说明该溶血素为非巯基依赖型;金属离子Ca²⁺、Co²⁺、Fe³⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺和Mg²⁺均抑制溶血素活性,仅Zn²⁺能增加其溶血活性,金属螯合剂EDTA也能增强其溶血活性。集胞藻6803溶血素的溶血图谱表明:小鼠、绵羊、兔子的血红细胞对集胞藻6803溶血素最为敏感,金鱼、人、鸡的血红细胞对该溶血素较不敏感;利用兔血红细胞进一步研究溶血素的溶血机制,发现红细胞膜组分鞘磷脂显著抑制了集胞藻6803溶血素的溶血活性,而胆固醇和卵磷脂对溶血活性无明显抑制作用,说明鞘磷脂可能是集胞藻6803溶血素在细胞膜上的受体。集胞藻6803溶血素的溶血作用至少包含了与血红细胞结合和裂解细胞两个过程,并且两个过程都与温度存在显著相关性;同时,提高血红细胞和溶血素的比例造成了溶血作用的下降,说明集胞藻6803溶血素分子对血红细胞可能采取多攻击机制;不同水合分子直径的渗透保护剂都没能有效抑制集胞藻6803溶血素的溶血作用,提示该溶血素的溶血作用不是通过成孔机制。扫描电镜观察发现血红细胞经集胞藻6803溶血素处理后,细胞变形的数量和变形程度随反应时间延长而增多。反应0.5h时许多细胞发生变形,处理1h的反应体系中形成大量的棘红细胞,反应2h到3h时,许多细胞彻底溶解破碎。透射电镜观察发现反应1h和3h的血红细胞内血红蛋白出现凝集,部分血红细胞膜溶解。溶血反应时血红细胞的形态变化与成孔机制作用下明显不同,推测集胞藻6803溶血素可能是通过去污剂效应或酶活性促使血红细胞的裂解。