溶藻細(xì)菌對水華銅綠微囊藻的去除特性及對微囊藻毒素的降解研究.pdf

1、隨著我國水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象的日趨嚴(yán)重及有毒藻類水華的頻繁暴發(fā),探索行之有效的抑制藻類水華暴發(fā)的途徑極為迫切。在利用物理、化學(xué)和其它生物方法控制藻類水華不甚理想的情況下,利用溶藻細(xì)菌除藻成為目前生物控藻的研究熱點(diǎn),而且利用溶藻細(xì)菌控制藻類水華有著廣闊的應(yīng)用前景。本文從不同細(xì)菌分離源分離獲得4株高效溶藻細(xì)菌,以導(dǎo)致水華暴發(fā)的常見藻類銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa)為研究對象,系統(tǒng)研究了4株溶藻細(xì)菌對銅綠微囊藻的去除特

2、性及其對微囊藻毒素MC-LR的降解效果,初步探討了溶藻細(xì)菌的溶藻機(jī)理,并利用16S rDNA序列分析法從分子生物學(xué)水平上對4株溶藻細(xì)菌進(jìn)行了鑒定。
　　 本文首先以銅綠微囊藻馴化的活性污泥、黃化的銅綠微囊藻液及水華水體等作為溶藻細(xì)菌的分離源,分離出4株高效溶藻細(xì)菌,編號分別為T5、H1、K2、D1。以小白鼠為實(shí)驗(yàn)對象,對4株細(xì)菌的生態(tài)毒性效應(yīng)進(jìn)行了檢測,結(jié)果表明,4株溶藻細(xì)菌均未產(chǎn)生對小白鼠具有致病作用的毒素。
　　 溶

3、藻細(xì)菌對銅綠微囊藻的溶藻特性研究表明,菌藻濃度及環(huán)境因子變化對溶藻細(xì)菌的溶藻效果有很大影響。處理相同chla濃度的銅綠微囊藻液,加入的溶藻細(xì)菌菌體濃度越大,對藻液的chla去除能力越強(qiáng);反之,去除能力越弱。相同菌體濃度的溶藻細(xì)菌T5、Hl、K2、D1分別加入到不同chla濃度的銅綠微囊藻液中,藻液的chla濃度越高,溶藻細(xì)菌對其去除率越低,反之,則去除率越高。4株溶藻細(xì)菌對受試銅綠微囊藻液的chla去除率隨著溫度的升高而增大,在30～3

4、5℃時(shí)去除率最高。分別測試pH為7.2、7.6、8.1時(shí)各株溶藻細(xì)菌對銅綠微囊藻的溶藻效果,結(jié)果表明,在不同pH影響下,4株溶藻細(xì)菌T5、H1、K2、D1對銅綠微囊藻的去除規(guī)律相同,溶藻效果大小依次為:pH7.6＞pH7.2＞pH8.1。在外界條件恒定的情況下分別測試全光照、光循環(huán)和黑暗三種光照條件下的溶藻效果變化,結(jié)果表明:黑暗條件下溶藻細(xì)菌的溶藻效率較光循環(huán)和全光照要高。
　　 對4株溶藻細(xì)菌T5、H1、K2、D1的溶藻機(jī)理

5、進(jìn)行了初步研究,結(jié)果表明,4株溶藻細(xì)菌均是通過釋放胞外溶藻物質(zhì)間接溶藻的。其中細(xì)菌T5、H1、K2釋放的胞外溶藻物質(zhì)為耐高溫的非蛋白酶類物質(zhì),而細(xì)菌D1釋放的胞外溶藻物質(zhì)則由蛋白酶類物質(zhì)與耐高溫的非蛋白酶類物質(zhì)共同組成。
　　 本文在溶藻細(xì)菌溶藻的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了其對銅綠微囊藻釋放的胞內(nèi)毒素-微囊藻毒素MC-LR的降解效果,HPLC檢測結(jié)果表明,溶藻細(xì)菌T5、H1、K2、D1對MC-LR均有較好的去除效果,反應(yīng)5天后各菌株對

6、供試樣品的MC-LR的去除率分別為73.4％,42.1％,65％和70.4％。在反應(yīng)體系中加入蛋白酶抑制劑重復(fù)實(shí)驗(yàn),各菌株對MC-LR的降解效果消失,說明4株菌都是通過胞內(nèi)或胞外酶的作用完成對MC-LR的降解的。
　　 對4株溶藻細(xì)菌的16SrDNA進(jìn)行測序,采用BLAST程序?qū)y序結(jié)果與GenBank中的已知序列進(jìn)行相似性分析,并做了系統(tǒng)發(fā)育分析。結(jié)果表明,菌株T5和與一株蒼白桿菌Ochrobactrum sp.的16S rD

7、NA序列同源性最高,為94％,可歸屬于蒼白桿菌屬;菌株H1與一株短芽孢桿菌Brevibacillus parabrevis的16SrDNA序列的同源性最高,為100％,歸屬于短芽孢桿菌屬;菌株K2與一株蒼白桿菌Ochrobactrumsp.的16S rDNA序列同源性最高,為99％,歸屬于蒼白桿菌屬;菌株D1與多株短芽孢桿菌.Brevibacillus sp.16S rDNA核苷酸序列的同源性為97％,歸屬于短芽孢桿菌屬。將各菌株的16