共凝集細(xì)菌的篩選、鑒定及凝集機(jī)理初步研究.pdf

1、共凝集是無親緣關(guān)系的細(xì)菌通過細(xì)胞表面分子進(jìn)行特異性識(shí)別進(jìn)而凝集在一起的行為，在多菌種生物膜的發(fā)育與成熟中，共凝集影響了生物膜的形成和生物膜群落的多樣性。調(diào)查發(fā)現(xiàn)很多細(xì)菌間會(huì)發(fā)生不同程度的共凝集，但是目前能與多個(gè)種屬的細(xì)菌同時(shí)發(fā)生較強(qiáng)程度的共凝集、在多菌種生物膜形成中起到核心或橋梁作用的架橋細(xì)菌(Bridging bacterium)則只發(fā)現(xiàn)少數(shù)幾種。
　　 為了篩選有廣泛共凝集能力的架橋細(xì)菌，本文從市政污水、工業(yè)廢水處理系統(tǒng)等7

2、種生態(tài)系統(tǒng)的生物膜中分離到23株細(xì)菌，測(cè)定了細(xì)菌間共263個(gè)配對(duì)組合的共凝集率，結(jié)果顯示，有3株細(xì)菌G5、G8和T1分別能與20株(占總測(cè)定菌株的91％)、20株(占總測(cè)定菌株的91％)和17株(占總測(cè)定菌株的77％)細(xì)菌配對(duì)發(fā)生共凝集率大于50％的共凝集，表現(xiàn)出廣泛的共凝集能力；并且在成膜試驗(yàn)中，3株細(xì)菌在10％LB/5％LB培養(yǎng)液中，能分別使18/19、16/16和20/20株配對(duì)菌生物膜形成量增加，表現(xiàn)出促進(jìn)生物膜形成的能力。經(jīng)形

3、態(tài)學(xué)、部分生理生化和16S rDNA序列鑒定，T1、G5和G8分別為巨大芽孢桿菌Bacillus megaterium、蠟樣芽胞桿菌Bacillus cereus和黃海芽孢桿菌Bacillus marisflavi。
　　 為了探討理化環(huán)境對(duì)細(xì)菌間共凝集能力及共凝集體穩(wěn)定性的影響，以T1與3株配對(duì)細(xì)菌G5、G8、H3(希瓦氏菌屬Shewanella sp．)為材料，研究了細(xì)菌生長(zhǎng)期、環(huán)境因子(溫度、pH、水力剪切力)、表面活性劑

4、(SDS、吐溫80)、螯合劑(EDTA—Ca2+/Mg2+)及其他化學(xué)試劑(H2O2、琥珀酸)對(duì)共凝集能力及共凝集體穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明：T1與G5配對(duì)在pH5—9的酸堿度范圍內(nèi)共凝集率變化不大，但T1與G8或H3配對(duì)在pH5時(shí)共凝集率有較大程度的降低，酸性條件對(duì)其共凝集能力有一定程度的影響；T1與3株配對(duì)菌在10℃—40℃時(shí)共凝集率均保持在較高的水平，在4℃低溫和50℃高溫條件下共凝集率較低，但未表現(xiàn)出對(duì)溫度極端敏感的特性；T1與3

5、株配對(duì)菌的共凝集率在靜置條件下最高，但0—300 r/min的剪切力對(duì)共凝集率沒有產(chǎn)生顯著的影響；不同生長(zhǎng)期的T1與3個(gè)配對(duì)菌的共凝集率均沒有表現(xiàn)出顯著差異，共凝集作用沒有受到T1生長(zhǎng)期的影響；Ca2+、Mg2+多價(jià)陽(yáng)性離子的存在明顯提高了3個(gè)配對(duì)菌的共凝集率，而表面活性劑(SDS、吐溫80)或氧化劑(H2O2)的存在則降低了3個(gè)配對(duì)菌的共凝集率，表明T1與3株配對(duì)菌的共凝集能力對(duì)常規(guī)環(huán)境變化不敏感，但對(duì)表面活性劑和氧化劑敏感，這給我們

6、污水處理實(shí)踐共凝集菌的應(yīng)用提供了一定的參考依據(jù)。
　　 為了探討共凝集的分子機(jī)制，采用胰蛋白酶酶解(非特異性去除菌體表面蛋白)、80℃熱激(檢測(cè)熱敏感性蛋白)、高碘酸鈉氧化(非特異性去除菌體表面糖鏈)、琥珀酸酐?；?非特異性?；揎椖?，使其失去活性)和糖抑制試驗(yàn)(判斷凝集素類型)，初步探索了T1與配對(duì)菌G5、G8、H3和I1(蠟樣芽胞桿菌 Bacilluscereus)的共凝集機(jī)制，結(jié)果顯示胰蛋白酶處理和80℃熱激T1后其共

7、凝集能力下降(p<0．05)，表明T1表面有熱敏感性蛋白參與共凝集。T1用高碘酸鈉氧化處理后，與I1或H3配對(duì)共凝集率有明顯下降(p<0．05)，而與G5或G8配對(duì)共凝集率沒有明顯變化；對(duì)T1進(jìn)行琥珀酸酐?；琓1與I1或H3配對(duì)共凝集率無明顯變化，而與G5或G8配對(duì)共凝集率則明顯下降(p<0．05)，兩項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果表明：T1表面的凝集素受體參與其與I1、H3的共凝集，T1表面的凝集素參與其與G5、G8的共凝集。結(jié)合T1與I1配對(duì)的共凝集

8、能被50 mM的甘露糖和乳糖抑制(p<0．05)；T1與H3配對(duì)的共凝集能被50 mM的N—乙?！狣—葡萄糖胺抑制(p<0．05)；T1與G5或G8配對(duì)的共凝集分別被50 mM的D(+)—半乳糖和D—乳糖抑制(p<0．05)，綜合判斷：T1表面擁有的甘露糖和乳糖敏感的凝集素受體、N—乙?！狣—葡萄糖胺敏感的凝集素受體、D(+)—半乳糖和D—乳糖敏感的凝集素分別參與與配對(duì)菌I1、H3、G5和G8的共凝集。與此相對(duì)應(yīng)，I1表面為甘露糖型和乳