星云湖中紫色非硫光合細菌的生態(tài)分布特征及初步應用.pdf

1、光合細菌(PhotosyntheticBacteria)是一類地球上最早出現(xiàn)的可利用光能在厭氧條件下進行不放氧光合作用的細菌。光合細菌的研究具有重要的理論意義和應用價值：理論上它是研究光合作用、固氮作用和探索生命起源和生物進化的理想實驗材料；應用上，可用來生產(chǎn)氫氣、生物可降解塑料、生物殺蟲劑、生物肥料，可用來凈化有機污染、處理高濃度有機廢水及進行生物脫氮。 星云湖作為典型的高原湖泊，至今還沒有人對該湖中微生物種群的分布，空間與時

2、間上的數(shù)量變化及這種分布與湖泊富營養(yǎng)化之間的關(guān)系等問題有所研究和報道。本論文針對上述問題，選取生態(tài)系統(tǒng)中重要的微生物類群——光合細菌為研究對象，以求了解環(huán)境微生物光合細菌在星云湖的不同垂直分布和水平分布及其對水質(zhì)的調(diào)節(jié)和凈化功能，并且能篩選到具有應用價值的優(yōu)良菌株，為進一步開發(fā)高原湖泊微生物資源打下基礎(chǔ)。 本論文進行了以下三個方面的研究工作：1.星云湖的環(huán)境因子綜合分析；2.星云湖紫非硫光合細菌的數(shù)量分布和種群結(jié)構(gòu)；3.對具有應

3、用價值的紫非硫光合細菌優(yōu)良菌株進行處理廢水、染料降解的初步應用研究。 本論文主要研究結(jié)果和結(jié)論如下： 1.星云湖水體的各理化因子(SD、TN、TP、BOD、COD和Chl-a)在位點間和季節(jié)間差異都顯著，在深度上只有DO和溫度的變動差異不顯著。采用修正的卡森指數(shù)法，對星云湖營養(yǎng)化狀態(tài)作出的評價表明目前星云湖全湖大部分水域已呈富營養(yǎng)化狀態(tài)，部分水域(主要是螺絲鋪水域)已呈重富營養(yǎng)化狀態(tài)。 2.星云湖PNSB數(shù)量在水

4、平位點及不同采水期的分布上有顯著差異，而在垂直位點的分布上差異不顯著。PNSB數(shù)量水平分布為螺絲鋪＞李家灣＞湖心，引起差異的原因是不同位點間的污染程度差異；垂直位點上，DO含量低的水層PNSB數(shù)量多，但差異不顯著，平均數(shù)量為110.8±2.13cells/ml；PNSB數(shù)量在豐水期達到最高值，達128.2±2.36cells/ml，枯水期次之(105.6±2.70cells/ml)，平水期最少(98.5±2.84cells/ml)。

5、 3.利用聚類分析方法，對星云湖進行種群結(jié)構(gòu)分析和鑒定。根據(jù)菌株的形態(tài)及培養(yǎng)特征、對不同基質(zhì)的利用、耐鹽性、生長的pH范圍、不同光和氧條件下的生長豐度以及活細胞吸收光譜等檢測結(jié)果，對從星云湖中分離純化的30株有代表性的PNSB進行聚類，在距離測度值為24時聚為三簇。 4.對每個相似簇中代表菌株(Xl、X7、X10和X19)進行深入的實驗。以X1、X7為代表的14株菌與紅假單胞菌屬(Rhodopseudomonas()())的

6、特征相符，以X19為代表的11株菌與紅細菌屬(Rhodobacter())特征相符，以X10為代表的5株菌與紅螺菌屬(Rhodospirillum())特征相符，表明它們應是星云湖中紫色非硫細菌的主要類群。2004年度從星云湖分離、純化PNSB共112株，其中紅假單胞菌屬(Rhodopseudomonas())和紅細菌屬(Rhodobacter())是優(yōu)勢種，分別占總數(shù)的61.6％和27.7％，少數(shù)的紅螺菌屬(Rhodospirillu

7、m())占10.7％。 5.星云湖中112株P(guān)NSB中有27株帶質(zhì)粒DNA。在污染程度高的螺絲鋪水域的質(zhì)粒檢出率為28.89％，遠遠高于中度(22.22％)和輕度污染地區(qū)(19.35％)；在星云湖中廣泛分布的3種PNSB中，紅假單胞菌的質(zhì)粒檢出率最高(28.99％)，其次是紅細菌(22.58％)，而紅螺菌檢出率為0。 6.從星云湖中篩選出了功能優(yōu)秀、活性高的4株P(guān)NSB：X1、X7、X10和X19。這4株P(guān)NSB的復合培