溶藻细菌分离体系的优化及解淀粉芽孢杆菌的分离与溶藻机理研究

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随着社会经济快速发展和城市化建设的加快,我国水环境质量日趋恶化,富营养化问题突出。经济、便捷、具有环境友好性的微生物控藻技术受到越来越多的关注,成为水体修复领域的研究热点。论文拟从富营养水体分离获取高效溶藻细菌,对其溶藻效果及其溶藻机理进行研究,并通过T-RFLP技术对快速挂膜分菌体系的可行性进行分析,研究成果将为富营养化水环境中藻类的控制提供一定的理论依据。   以水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)、铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和聚球藻(Synechococcus7942)为对象,从滇池湖泊采集水样,对淡水湖泊溶藻细菌分离体系进行优化。通过反复空斑纯化、SM纯培养体系、液体溶藻效果检验等步骤,分离出5株溶藻细菌(编号分别为DC1、DC2、DC3、DC4、DC5)。对传统的细菌培养基是否对藻具有影响进行了验证研究,试验结果表明牛肉膏蛋白胨培养基等对试验藻类的生长存在不同程度的抑制作用。因此,筛选了一种排除影响的溶藻细菌的基本培养基。   对具有高效溶藻效果的菌株进行了鉴定,结果表明DC1是一株解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。这是关于解淀粉芽孢杆菌在控藻方面的首次报道。DC1对水华鱼腥藻、铜绿微囊藻和聚球藻都具有明显的溶藻效果。当鱼腥藻的初始叶绿素a(Chl-a)浓度范围为0.23~1.92 mg·L-1、DC1菌体浓度108cells·mL-1时,6天后藻液平均去除率为93.5%,最高为95.54%、最低为91.35%。   通过原子力显微镜对藻菌共培养体系进行观察,发现DC1菌株可导致藻细胞的凝集、细胞裂解和生物降解。溶藻机理研究表明,DC1主要是通过分泌的胞外物质间接产生溶藻作用。该溶藻活性物质分子量小于3.5 kD,具有很强的热稳定性,可能属非蛋白酶类物质,在中性偏酸条件下溶藻活性最强,且离心上清液保存1个月仍具有明显溶藻作用。   利用末端标记限制性片段长度多态性技术(Terminal Restriction FragmentLength Polymorphism,T-RFLP)对富营养化湖泊水环境惰性载体自然挂膜的微生物群落进行分析,HhaⅠ、HaeⅢ、MspⅠ、RsaⅠ四种酶切结果的综合分析结果表明,惰性载体挂膜的的微生物群落结构与淡水生态系统的微生物种群分布类似,β-变形菌纲、γ-变形菌纲和放线菌纲是优势细菌类群,并且包含了交替单胞菌、放线菌、弧菌、肠杆菌等已有报道的溶藻细菌种类。T-RFLP分析结果有助于优化溶藻细菌分离体系和丰富溶藻细菌种类。
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