銅綠微囊藻溶藻菌的分離鑒定、溶藻特性及溶藻機(jī)制研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，全球范圍內(nèi)水生態(tài)系統(tǒng)藻類水華尤其是有害藍(lán)藻水華(Harmful cyanobacterial algal blooms, CyanoHABs)的爆發(fā)頻率和影響程度逐年遞增。微生物控藻技術(shù)因?yàn)榫哂谐杀镜?、操作簡單和環(huán)境友好等特點(diǎn)而備受關(guān)注。本文以分布廣泛、危害最大的水華藍(lán)藻銅綠微囊藻（Microcystis aeruginosa）為控制對(duì)象，從重慶紫色土中分離出一批具有高效溶藻活性的溶藻菌，以溶藻效果最好的放線菌G

2、3、G9和細(xì)菌AF-1為研究對(duì)象，對(duì)藻-菌相互作用關(guān)系、溶藻特性和溶藻機(jī)制進(jìn)行了深入研究，主要結(jié)果如下所述：
　　1.溶藻放線菌的分離與鑒定。本部分研究從紫色土中分離得到了10株高效溶藻放線菌，其中放線菌G3和G9的溶藻效果最好（溶藻效率分別為84％、87%， t=5 d），結(jié)合它們的形態(tài)學(xué)特征以及16S rRNA基因序列分析，G3和G9被鑒定為鏈霉菌屬(Streptomyces)。
　　2. Streptomyces sp

3、. G3和G9溶藻特性的研究。G3和G9溶藻具有廣譜性，不僅對(duì)銅綠微囊藻表現(xiàn)出高效的溶藻效果，對(duì)其它常見水華藍(lán)藻，如水華魚腥藻、顫藻和席藻等也具有很好的溶藻效果，溶藻效率均達(dá)到了60%以上（t=5 d），并且能夠造成絲狀藍(lán)藻藻絲的斷裂。這兩株菌的溶藻效率隨銅綠微囊藻的濃度增加而降低，控制對(duì)數(shù)生長期藻的效果好于穩(wěn)定期的藻，但隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長最終都能導(dǎo)致藻的黃化死亡。透析袋培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，G3和 G9是通過釋放某種溶藻活性物質(zhì)間接溶藻。

4、
　　3.多功能溶藻菌的分離鑒定及其溶藻特性的研究。利用平板對(duì)峙法從土壤中分離了一株具有禾谷鐮刀菌（Fusarium graminearum）強(qiáng)拮抗活性的細(xì)菌，命名為AF-1。該菌在平板上抑制禾谷鐮刀菌生長，形成明顯的抑菌圈，并且導(dǎo)致真菌菌絲發(fā)生明顯的形態(tài)變化。根據(jù)菌體細(xì)胞和菌落形態(tài)學(xué)特征及16S rRNA基因序列分析將 AF-1鑒定為芽孢桿菌屬（Bacillus）細(xì)菌。AF-1對(duì)銅綠微囊藻有強(qiáng)烈的殺滅作用，5 d的溶藻效率可達(dá)9

5、3%。AF-1的有效溶藻細(xì)胞密度低至1.56×103 cfu/mL。此外，該菌株還能利用銅綠微囊藻釋放的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生長發(fā)揮溶藻活性。AF-1的溶藻效率與銅綠微囊藻的生長時(shí)期有關(guān)，幾乎不受自身生長時(shí)期的影響；AF-1對(duì)銅綠微囊藻的溶藻作用具有種屬特異性，對(duì)絲狀藍(lán)藻和真核綠藻的生長沒有抑制作用。
　　4. Bacillus sp. AF-1溶藻活性物質(zhì)及溶藻機(jī)制的研究。AF-1的溶藻方式為分泌活性物質(zhì)間接溶藻。分泌的溶藻活性物質(zhì)具有

6、耐熱、耐酸堿和蛋白酶的特點(diǎn)，表明活性物質(zhì)不是蛋白質(zhì)，是性質(zhì)穩(wěn)定的化合物；采用不同極性的有機(jī)物抽提溶藻活性物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)AF-1分泌的溶藻活性物質(zhì)親水性更強(qiáng)。對(duì)溶藻過程中藻細(xì)胞的形態(tài)變化和ROS積累水平研究結(jié)果表明，在AF-1的培養(yǎng)液上清作用下，銅綠微囊藻細(xì)胞內(nèi)積累高水平的 ROS，進(jìn)而造成藻細(xì)胞的氧化脅迫，導(dǎo)致藻細(xì)胞完整性受到嚴(yán)重破壞，最終導(dǎo)致藻細(xì)胞的裂解死亡。用 RT-qPCR研究藻細(xì)胞重要基因差異表達(dá)的結(jié)果表明，AF-1無菌濾液造成藻細(xì)