溶藻細菌對水華與赤潮微藻的抑制效應(yīng)研究.pdf

1、由于淡水與海洋水體富營養(yǎng)化程度的日益加劇，有害藻類暴發(fā)日趨頻繁，嚴重影響了水域生態(tài)系統(tǒng)的安全以及附近居民的生活健康，因此探索行之有效的抑制藻華暴發(fā)的途徑是極為迫切的.在利用物理、化學(xué)和其它生物方法處理不甚理想的情況下，利用溶藻細菌除藻成為目前生物控藻的研究熱點，具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 溶藻細菌一般從發(fā)生富營養(yǎng)化的水體中直接分離，具有一定的針對性，且控藻效果非常好，尤其是在藻華發(fā)生初期使用，短期內(nèi)即可達到控制藻類生物量或阻止藻

2、類大量增殖的效果。本文從江蘇太湖水樣和山東膠州灣海底沉積物中分別分離得到3株和2株高效溶藻細菌，在對這5株菌株進行生理生化和分子鑒定的基礎(chǔ)上，分別研究了其對水華與赤潮常見有害藻類…銅綠微囊藻（Microcystis aeruginosa）與中肋骨條藻（Skeletonema costatum）的溶解特性和作用機理，并結(jié)合生物化學(xué)手段對細菌的溶藻活性成分進行分析，推進了溶藻細菌對藻類的抑制效應(yīng)研究.1、銅綠微囊藻溶藻菌株的篩選、鑒定

3、>　　 1)從太湖水樣中共分離出24株細菌，其中3株細菌表現(xiàn)出較強的溶藻效果，將其編號TL1、TL2、TL3，并以這三株細菌作為試驗材料進行下一步研究。
　　 2)對3株溶藻細菌的16Sr DNA進行測序，采用BLAST程序?qū)y序結(jié)果與GenBank中的已知序列進行相似性分析，結(jié)合生理生化鑒定，結(jié)果表明：細菌TL1、TL2和TL3分別屬于無色桿菌屬（Achromobacter sp.）、寡養(yǎng)單胞菌屬(Stenotrophomo

4、nassp.)和芽孢桿菌屬（Bacillus sp.）.2、銅綠微囊藻溶藻細菌的溶藻特性及溶藻方式
　　 1)試驗發(fā)現(xiàn)，細菌TL1，TL2、TL3都能夠強烈抑制銅綠微囊藻、斜生柵藻和小球藻的生長，導(dǎo)致其葉綠素a含量顯著下降，且尤以TL1菌株的溶解效果最好。
　　 2)在細菌TL1，TL2與TL3培養(yǎng)液的處理下，銅綠微囊藻的葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)參數(shù)：PS II的最大光能轉(zhuǎn)化效率（Fv/Fm）、PS II的實際光能轉(zhuǎn)化效率(Yi

5、eld)和最大相對電子傳遞速率（Pm即rETRmax），隨著時間的增加而持續(xù)下降.細菌TL1、TL2、TL3的溶藻機理是破壞銅綠微囊藻的光合系統(tǒng)，強烈地抑制銅綠微囊藻的光合活性，從而抑制銅綠微囊藻的生長.
　　 3)對細菌TL1、TL2、TL3的溶藻作用機理進行探究，發(fā)現(xiàn)這三株細菌的溶藻因子不是細菌菌體，而是各自的胞外分泌物。細菌TL1、TL2、TL3均是通過分泌胞外活性物質(zhì)進行間接溶藻。3、銅綠微囊藻溶藻細菌發(fā)酵的優(yōu)化及溶藻活

6、性物質(zhì)性質(zhì)的研究
　　 1)通過單因子試驗的研究，探索了溶藻細菌TL1、TL2、TL3的最佳發(fā)酵條件，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：當細菌TL1的培養(yǎng)溫度為35℃，pH為8.0，培養(yǎng)時間為96h時，所分泌的溶藻物質(zhì)的溶藻效果最明顯；當細菌TL2的培養(yǎng)溫度為30℃，pH為7.0，培養(yǎng)時間為60h時，所分泌的溶藻物質(zhì)的溶藻效果最明顯；當細菌TL3的培養(yǎng)溫度為30℃，pH為7.0，培養(yǎng)時間為72h時，所分泌的溶藻物質(zhì)的溶藻效果最明顯。
　　 2)

7、蛋白酶K處理后的三株溶藻細菌的胞外分泌物都喪失溶藻活性，說明細菌TL1、TL2、TL3的溶藻因子—胞外分泌物郝不是蛋白類。
　　 3)細菌TL1、TL2、TL3的胞外分泌物中也沒有檢出磷的存在，表明這三株溶藻細菌的胞外分泌物不是核酸。
　　 4)細菌TL1、TL2的口·萘酚反應(yīng)呈陰性，細菌TL1、TL2的溶藻活性物質(zhì)不屬于糖類，可能是具有耐熱性的其它小分子物質(zhì)；TL3菌株的胞外溶藻活性成分可能是一種水溶性糖。4、中肋骨條

8、藻溶藻細菌的篩選鑒定
　　 1)從膠州灣海底沉積物中共分離出2株對中肋骨條藻有較強溶解作用的溶藻細菌，將其編號為JZ1、JZ2、并以這兩株細菌作為試驗材料進行一下研究.
　　 2)鑒定結(jié)果表明，菌株JZ1及JZ2分別屬于交替單胞菌屬（Alteromonas sp.）和列文虎克屬（Maribacter sp.）.5、中肋骨條藻溶藻細菌的溶藻特性及溶藻方式
　　 1)按照10％的體積比向中肋骨條藻藻液中加入菌株JZI

9、、JZ2培養(yǎng)液，10d啟，中肋骨條藻藻細胞全部死亡.細菌JZ1、JZ2具有較強的溶藻效果。
　　 2)根據(jù)熒光顯微鏡的觀察，經(jīng)過菌株JZ1培養(yǎng)液后的中肋骨條藻藻細胞的膜內(nèi)物質(zhì)首先開始變得渾濁，接著藻細胞膜出現(xiàn)破裂，胞內(nèi)物質(zhì)外漏。因此細菌JZI、JZ2的溶藻機理是能夠破壞中肋骨條藻細胞的完整性，使藻細胞程序性死亡.
　　 3)中肋骨條藻的生長階段對菌株JZ1、JZ2溶藻效果均有影響，不同生長階段的中肋骨條藻對細菌JZI溶藻

10、效果的敏感度可認為：穩(wěn)定期>對數(shù)生長期>遲緩期；而菌株JZ2在中肋骨條藻的整個生長期內(nèi)均對藻細胞的生長產(chǎn)生抑制作用.
　　 4)細菌JZ1對供試的球等鞭金藻有較強的溶解作用，對杜氏鹽藻的生長影響較小，但對周氏扁藻、魯茲帕夫藻、微綠球藻、司西扁藻、假微型海鏈藻的生長卻沒有任何影響.
　　 5)細菌JZ2對供試的魯茲帕夫藻和球等鞭金藻有明顯的溶解作用，但對周氏扁藻、杜氏鹽藻、微綠球藻、司西扁藻、假微型海鏈藻的生長卻沒有任何影

11、響
　　 6)細菌JZl、JZ2的溶藻因子不是細菌菌體，同細菌TL1、TL2、TL3一樣，也是細菌的胞外分泌物，細菌JZ1、JZ2也是通過間接溶藻的方式進行溶藻活動.6、中肋骨條藻溶藻細菌活性物質(zhì)的分離提純
　　 1)細菌JZ1的溶藻活性物質(zhì)具有一定的耐酸性，但在硪性和高溫條件下失活；而細菌JZ2的溶藻活性物質(zhì)具有耐酸、耐堿和耐高溫性.
　　 2)經(jīng)過分子篩過濾、離子交換樹脂篩選、高效液相色譜分離，得到純化的細菌

12、JZ1的溶藻活性物質(zhì).
　　 3)根據(jù)基質(zhì)輔助激光解吸質(zhì)譜及高效液相色譜.電噴霧質(zhì)譜聯(lián)用儀分析，得知細菌JZI的溶藻活性物質(zhì)一種是分子量為1267Da的多肽.
　　 綜上所述，細菌TL1、TL2、TL3分泌的胞外溶藻活性物質(zhì)阻礙了銅綠微囊藻的光合作用，間接抑制了銅綠微囊藻的生長；細菌JZ1、JZ2分泌的胞外溶藻活性物質(zhì)破壞了中肋骨條藻藻細胞膜的完整性，繼而抑制了中肋骨條藻的生長。另外，通過對5株溶藻細菌的溶藻特性、溶藻方