溶藻細(xì)菌S7對(duì)銅綠微囊藻的作用機(jī)理及其溶藻活性物質(zhì)研究.pdf

1、隨著全球范圍水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象的日趨嚴(yán)重及有害藻類水華的頻繁暴發(fā)，探索行之有效的抑藻途徑尤為迫切。由于物理、化學(xué)方式在淡水水體控藻方面還有很大的局限性，溶藻細(xì)菌作為一種新的生物控藻手段，受到了越來越多的關(guān)注。溶藻細(xì)菌一般從暴發(fā)水華的水體中直接分離，這種土著細(xì)菌在工程應(yīng)用中其生態(tài)和生物毒性遠(yuǎn)小于外來菌種和化學(xué)除藻劑，具有安全、特異、高效的特點(diǎn)。論文針對(duì)課題組前期從三峽庫(kù)區(qū)暴發(fā)水華的河流中分離到的一株溶藻細(xì)菌S7（金黃桿菌），以導(dǎo)致水華暴發(fā)的

2、常見藻類銅綠微囊藻為研究對(duì)象，探討了菌株S7對(duì)銅綠微囊藻的作用機(jī)理，研究了其胞外溶藻活性物質(zhì)的理化性質(zhì)和分離特性，并對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行了初步的分離和純化。
　　對(duì)溶藻細(xì)菌S7的溶藻方式進(jìn)行初步研究表明，菌株S7是通過釋放胞外活性物質(zhì)間接溶藻，該物質(zhì)具有很強(qiáng)的熱穩(wěn)定性，不屬于蛋白質(zhì)類物質(zhì)。
　　對(duì)溶藻細(xì)菌S7作用銅綠微囊藻過程中藻細(xì)胞的葉綠素a、丙二醛含量進(jìn)行檢測(cè)，觀察和分析藻細(xì)胞結(jié)構(gòu)和藻細(xì)胞成分的紅外光譜變化。結(jié)果表明，溶藻過程中

3、銅綠微囊藻葉綠素a下降明顯，丙二醛含量顯著提高，且葉綠素a和丙二醛含量的變化與藻細(xì)胞結(jié)構(gòu)的損傷具有一致性。紅外光譜分析顯示藻細(xì)胞蛋白質(zhì)遭到破壞、細(xì)胞解體。初步推測(cè)溶藻細(xì)菌S7的溶藻機(jī)理為：溶藻物質(zhì)先損傷銅綠微囊藻的細(xì)胞壁和粘質(zhì)膠被，然后通過改變細(xì)胞膜的選擇透過性進(jìn)入藻細(xì)胞內(nèi)部，分解葉綠素a，破壞蛋白質(zhì)，進(jìn)而使藻體喪失正常的生理功能，最終導(dǎo)致細(xì)胞破裂。
　　采用有機(jī)溶劑萃取、乙醇沉淀、透析等方式研究菌株S7胞外溶藻活性物質(zhì)的理化性質(zhì)

4、和分離特性。菌株S7的上清液經(jīng)過環(huán)己烷、乙酸乙酯、氯仿等有機(jī)溶劑萃取后，有機(jī)相基本沒有溶藻效力，而所有水相都表現(xiàn)出良好的溶藻效果，對(duì)葉綠素a的去除率依次為環(huán)己烷(水相)>乙酸乙酯(水相)>氯仿(水相)，表明環(huán)己烷可以更有效的把溶藻物質(zhì)分配到水相，該活性物質(zhì)具有較好的親水性和較強(qiáng)的極性。細(xì)菌S7的溶藻物質(zhì)不能被無水乙醇沉淀下來，其活性成分還保留在上清液中，該物質(zhì)可能不是蛋白質(zhì)、核酸和多糖等物質(zhì)。透析試驗(yàn)表明菌株S7的活性物質(zhì)的分子量小于8

5、~14KD。
　　采用濃縮菌株S7上清液、環(huán)己烷萃取、透析、醇沉、硅膠柱層析、氯仿與甲醇混合溶液梯度洗脫等方式對(duì)溶藻物質(zhì)進(jìn)行分離和純化，其洗脫組分的溶藻活性檢測(cè)試驗(yàn)表明，當(dāng)氯仿與甲醇的體積比小于1時(shí)，洗脫組分才表現(xiàn)出溶藻能力，且溶藻效果隨洗脫溶劑極性的增加而增強(qiáng)，其中氯仿/甲醇（v/v：1:9）和純甲醇的洗脫組分對(duì)銅綠微囊藻的溶藻效果較好。對(duì)氯仿/甲醇（v/v：1:9）和甲醇洗脫組分進(jìn)行200~900nm的紫外光譜掃描，其洗脫組分