中肋骨条藻与锥状斯氏藻藻际细菌溶藻效应研究

通过向对数生长期的中肋骨条藻和锥状斯氏藻培养体系中分别加入体积分数1%和10%的2216E培养基,以未加入培养基的对照组和10%无菌组作为对照,研究藻际细菌的溶藻效应.结果表明,对照组、1%组及10%无菌组的中肋骨条藻和锥状斯氏藻生长未受抑制,而10%组的中肋骨条藻和锥状斯氏藻生长则受到显著的抑制(p0.001),在第96h时,藻细胞几乎都被裂解,藻细胞数、叶绿素a含量及叶绿素荧光效率(Fv/Fm)显著低于对照组、1%组及10%无菌组(p0.001),表明藻际细菌具有抑制微藻生长的作用.在整个溶藻过程中,中肋骨条藻10%组细菌丰度增加了约250倍,锥状斯氏藻10%组藻际细菌丰度增加了约300倍,藻际细菌丰度的剧增可能是溶藻的主要原因.作为溶藻效果的评价指标,叶绿素荧光效率要优于细胞形态的改变、藻细胞数量的变化及叶绿素a含量,是较理想的溶藻检验指标.     

2株高效溶赤潮异湾藻放线菌的鉴定及溶藻特性

从武汉周边土壤中分离得到2株具有强溶藻能力的放线菌,命名为B-10和G-11.研究了2株菌对赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)、锥状斯克里普藻(Scrippsiella trochoidea)、微小原甲藻(Prorocentrum minimum)、金藻(Golden algae)的溶藻效果及溶藻方式,通过形态学特征、培养特征、生理生化鉴定、16S rDNA序列分析对其进行鉴定.研究结果表明,株放线菌对赤潮异湾藻和锥状斯克里普藻都有较好的溶藻效果,对微小原甲藻和金藻的生长也有抑制作用,且在传代5次后能够保持稳定的溶藻效果, 按1％的体积比接种5d后B-10和G-11对异湾藻的去除率分别为90%和99.44%.通过溶藻方式研究,发现2菌株都是通过释放胞外代谢物溶藻,且胞外代谢产物对温度敏感,当温度达到100℃时会使2种溶藻物质失活.经形态学特征、生理生化鉴定及16S rDNA序列分析结果,可初步判断,B-10菌株属于链霉菌属的细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)类群,菌株G-11属于链霉菌属的变异链霉菌(Streptomyces variabilis )类群.     

氮限制对三种赤潮藻生长以及种间竞争效应的影响

为了了解不同类别的赤潮藻类对氮(N)限制的响应,在实验室单独培养以及混合培养条件下,研究了N限制对3种典型赤潮微藻(中肋骨条藻、锥状斯氏藻和海洋卡盾藻)生长的影响.结果显示,N限制对3种赤潮藻类的生长均具有明显影响,其中中肋骨条藻对N限制较为敏感.混合培养体系中,藻细胞生长同时还受到种间竞争的明显抑制;而在3种藻混合培养条件下,种间竞争成为了藻细胞生长的决定性因素,锥状斯氏藻和海洋卡盾藻能对中肋骨条藻的生长能产生协同抑制作用.锥状斯氏藻是一种可形成孢囊的种类,N限制和种间竞争能促进其孢囊的提前形成,并且种间竞争能显著提高孢囊的形成率.     

溶藻细菌对棕囊藻溶藻过程的电子显微镜研究

从珠海海域的赤潮海水中分离出2株溶藻细菌Y01和Y04,对球形棕囊藻有显著的溶藻效果.利用扫描电镜对溶藻细菌的作用过程进行观察研究.结果表明,藻菌共同培养初期,藻菌密度均有较大的增长,在24 h内出现溶藻现象,72 h后绝大部分的藻细胞被溶解.溶藻过程为:溶藻细菌在藻细胞表面吸附、细菌密度增加、细菌包围藻细胞、藻细胞表层开始破裂、藻细胞内容物溶出、藻细胞破碎、死亡.溶藻过程循环往复,直至藻液中藻细胞全部被溶解.     

溶藻细菌L7(Algicidal Bacteria Strain L7)与中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的相互作用

将6组不同初始种群密度的溶藻细菌L7(Bacillus cereus)菌悬液和添加了溶藻细菌L7胞内、外代谢产物的2216E培养液加入到中肋骨条藻(Skeletonema costatum)悬浮液中,将5组不同初始种群密度的中肋骨条藻悬浮液和添加了中肋骨条藻胞内外代谢产物的f/2-Si培养液加入到溶藻细菌L7悬浮液中,探讨溶藻细菌L7和中肋骨条藻的相互作用。在第7天时,L7胞外代谢产物使中肋骨条藻细胞数量下降95.42%,表现为间接溶藻,胞内代谢产物使藻细胞数量增长361.47%,表现为加快藻增长。L7初始种群密度为3.89×106 cfu/mL和3.89×107 cfu/mL时,在第7天藻细胞数量均下降80%以上;初始种群密度为3.89×102~3.89×104 cfu/mL时,在第7天L7促进藻生长。中肋骨条藻种群密度为3.89×103 cells/L、3.89×104 cells/L及3.89×106 cells/L时,最迟于第7天,L7种群密度开始低于对照组,即中肋骨条藻能够在一段时间后抑制L7生长。从第4天开始,中肋骨条藻胞外代谢产物使L7种群密度低于对照组,即中肋骨条藻对L7产生抑制作用;胞内代谢产物对L7生长的影响不明显。     

中肋骨条藻高效溶藻菌FDHY-C3的分离鉴定及溶藻作用研究

从福建长乐海域的表层海水中分离获得一株对中肋骨条藻具有高效溶藻作用的溶藻菌FDHY-C3,通过形态学、生理生化及16S rDNA序列分析表明,菌株FDHY-C3属于交替单胞菌属(Alteromonas)。该菌株对常见的甲藻（dinoflagellate）、硅藻(diatom)以及针胞藻（raphidophyte）类的多种赤潮藻都有较高的溶藻作用,对中肋骨条藻溶藻效果尤为明显,72 h可达98.18%。溶藻菌FDHY-C3通过胞外分泌物间接溶藻;溶藻物质的溶藻特性不受反复冻融的影响,但是受酸碱性及温度的影响;溶藻活性物质具有被乙醇和乙酸乙酯沉淀的特性,为蛋白类物质,分子量为10～14 kD。     

细菌Chryseobaterium sp.溶藻方式及其溶藻胶囊制备条件研究

为探究细菌Chryseobaterium sp.的溶藻能力及方式,通过扫描电镜观察细菌Chryseobaterium sp.对藻Anabaena flosaquae的作用效果,进一步通过分离菌体和菌上清液的方法探讨其溶藻的作用机制。结果表明:细菌Chryseobaterium sp.具有很强的溶藻能力,其主要通过分泌溶藻活性物质进行间接溶藻。胶囊制备的优化条件为:SA、CaCl_2、EC和柠檬酸质量分数分别为3%、3%、3%和2%,CaCO_3与SA的质量分数比为4/5,交联时间为30 min,溶藻物质质量分数为16%,该条件下所制胶囊缓慢释放溶藻物质,具有长效的溶藻能力。揭示了细菌Chryseobaterium sp.主要通过分泌溶藻活性物质进行间接溶藻,所制胶囊具有较强的溶藻能力,为细菌Chryseobaterium sp.溶藻机理和生物控藻技术的研究提供了理论依据。     

营养盐限制对中肋骨条藻产生化感作用的影响

实验室内开展了东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)、亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)在4种营养条件下生长的中肋骨条藻藻液中的培养实验,4种营养条件下N∶P∶S i分别为16∶1∶16(营养盐充足),4∶1∶16(N限制),64∶1∶64(P限制),16∶1∶4(S i限制)。实验结果显示3种微藻在各种中肋骨条藻藻液中的生长均好于对照组。中肋骨条藻藻液对其自身的促进作用顺序为:营养盐充足S i限制N限制P限制;对亚历山大藻的促进作用为:营养盐充足S i限制P限制N限制;对东海原甲藻促进作用是:P限制营养盐充足S i限制N限制。中肋骨条藻在P限制的条件下对东海原甲藻的生长较明显的促进作用说明,除其它理化因子外,中肋骨条藻在P限制条件下对东海原甲藻等甲藻较强的化感作用可能是东海春季骨条藻赤潮后甲藻赤潮爆发的一种内因。     

一株海洋细菌对中肋骨条藻的溶解效应及其溶藻特性

从山东胶州湾分离得到1株海洋溶藻菌,暂将其命名为JZ-1.根据生理生化及16S rDNA 序列分析鉴定,菌株JZ-1属于交替单胞菌属(Alteromonas).研究表明,菌株JZ-1对中肋骨条藻具有很好的溶解效果,它能够破坏藻细胞膜内物质的结构和细胞膜的完整性,使细胞膜内物质流出导致藻细胞死亡.溶藻现象发生在细菌培养液的上清液和0.2μm的过滤液中,而不是在细菌菌体中,这表明菌株JZ-1通过分泌代谢物对中肋骨条藻产生溶解作用,且当菌株JZ-1由对数生长期向稳定期过渡时,其代谢物的溶藻率达到最大.代谢物分子量<5kD,具有热稳定性、耐酸性,但不耐碱.     

光照对东海典型赤潮藻生长及硝酸还原酶活性的影响

选用东海赤潮高发区两种典型赤潮藻种:东海原甲藻和中肋骨条藻,采用实验室一次性培养,参照东海海水的实际光照,研究了不同自然光强对两种赤潮藻生长及硝酸还原酶活性(NRA)的影响.结果表明在30～60 W.m-2光照范围内,东海原甲藻和中肋骨条藻均能正常生长,生长曲线皆为S型;而光强为9 W.m-2和0 W.m-2时,东海原甲藻和中肋骨条藻几乎无法生长.在实验设定的0～60 W.m-2范围内,两种藻的硝酸还原酶活性最大值NRAmax、最大生长速率μmax和终止生物量Bf随光照的变化趋势一致,说明光的强弱通过影响细胞硝酸还原酶活性大小间接影响藻类的生长.中肋骨条藻的最大生长速率及单位体积的NRAmax在数值上均远大于东海原甲藻,表明相对于东海原甲藻而言,中肋骨条藻能更好地利用硝酸盐.     

溶藻细菌BS03分离、鉴定及其对塔玛亚历山大藻生长的影响

从福建漳江口红树林区筛选出一株对产贝毒赤潮原因藻——塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamatense)具有强溶藻能力的细菌,命名为BS03,通过生理生化及16S rDNA序列分析对该菌株进行鉴定,并探讨了菌株BS03对塔玛亚历山大藻的溶藻特性和溶藻代谢产物的初步性质.结果发现,菌株BS03属于微泡菌属(Microbulbifer sp.)相似性达99％;对塔玛亚历山大藻的杀藻效果具有一定浓度效应,在一定浓度范围内处理浓度越高,溶藻效果越好;菌株BS03对处于不同生长时期的塔玛亚历山大藻都表现出较好的杀藻效果,其中对处于延滞期的塔玛亚历山大藻表现出最佳的杀藻效果,处理96 h后,抑藻率达98.17％;不同生长期菌株对塔玛亚历山大藻溶藻作用无明显差异;菌株BS03通过间接作用方式溶藻,所分泌的胞外活性物质的分子量小于1 kDa,耐酸碱、具热稳定性,推测为非蛋白质、非核酸和非多糖类物质.     

溶藻活性物质对棕囊藻溶藻及其脂肪酸影响的模拟

为了探讨芽孢杆菌B1分泌的胞外溶藻活性物质对球形棕囊藻的溶藻特性和藻毒素物质脂肪酸的影响,比较了模拟自然水体中叶绿素a、p H、溶解氧DO、高锰酸盐指数和营养元素N、P浓度在溶藻前后的变化,并利用GC-MS检测了球形棕囊藻脂肪酸的成分和含量.用体积比1∶100的芽孢杆菌B1胞外活性物质处理模拟水体14 d,发现水体中叶绿素a、p H值和高锰酸盐指数随处理时间的增加而降低,DO和N、P浓度随处理时间的增加而增加.在第14 d时,处理组水体中p H值由8.50降低到7.51,叶绿素a降低82.3%(P0.05),DO增加29.5%(P0.05),高锰酸盐指数降低55.2%(P0.01).NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N和PO3-4-P浓度分别增加了0.46、1.50、6.24和1.30倍.投加活性物质处理14 d后,球形棕囊藻藻毒素中的主要3种脂肪酸C18:2、C16:0和C18:1分别降低了100%、97.7%和85.4%(P0.01),总脂肪酸含量降低83.4%(P0.01).结果表明,芽孢杆菌B1胞外溶藻活性物质在模拟自然水体中能有效抑制球形棕囊藻的生长,并降低藻毒素脂肪酸的含量.研究结果为芽孢杆菌B1胞外活性物质的生态安全性应用提供理论基础.     

Isolation, identification and characterization of an algicidal bacterium from Lake Taihu and preliminary studies on its algicidal compounds

In an effort to identify a bio-agent capable of controlling cyanobacterial blooms, we isolated a bacterial strain, A27, which exhibited strong algicidal activity against the dominant bloom-forming species of Microcystis aeruginosa in Lake Taihu. Based on 16S rRNA gene sequence analysis, this strain belongs to the genus Exiguobacterium. This is the first report of an algicidal bacterial strain belonging to the genus Exiguobacterium. Strain A27 exhibited algicidal activity against a broad range of cyanobacteria, but elicited little or no algicidal activity against the two green algal strains tested. The algicidal activity of strain A27 was shown to be dependent on the density of the bacteria and to have a threshold density of 1.5× 10⁶ CFU/mL. Our data also showed that the algicidal activity of strain A27 depended on different growth stages of Microcystis aeruginosa (exponential ≈ lag phase > early stationary) rather than that of the bacterium itself. Our results also suggested the algicidal activity of strain A27 occurred via the production of extracellular algicidal compounds. Investigation of the algicidal compounds revealed that there were at least two different algicidal compounds produced by strain A27. These results indicated that strain A27 has great potential for use in the control of outbreaks of cyanobacterial blooms in Lake Taihu.     

寒区水体中溶藻铜绿假单胞菌的分离和性质研究

我国北方,尤其是东北地区的一些水体由于富营养化导致的水华现象呈增加趋势,成为急需解决的水环境问题.溶藻菌可从生态调控的角度来控制水华的爆发,因此,在富营养化水体治理方面逐渐得到重视.本文从寒区水华爆发水体中分离获得了一株溶藻细菌JM1,系统发育分析表明,菌株JM1与铜绿假单胞菌的同源性最高.VITEK系统鉴定表明,菌株JM1与铜绿假单胞菌的相似度为98%.菌株JM1在不同的碳源和氮源培养基中可产生不同颜色和p H值的代谢产物,而以葡萄糖和蛋白胨分别为碳源和氮源时发酵液的溶藻效果明显好于其它培养基.菌株JM1的溶藻效果随藻细胞初始密度的降低而增强,随发酵液添加量的增加而增加;当菌体细胞的密度达到1011CFU·m L-1时,可单一抑制藻细胞的生长;当菌体细胞的密度大于105CFU·m L-1时,菌体细胞可促进发酵液的溶藻作用.发酵液作用于藻细胞6 h时可明显影响其恢复能力,当暴露时间达18 h时,藻细胞彻底丧失了恢复能力.菌株JM1发酵液在中性和偏碱性的藻液中的溶藻效果最强,并且经过酸化、碱化和高温处理后,仍然保持较高的溶藻活性.本研究可为基于微生物作用过程的水华控制提供优势的土著菌种及其应用上的技术支持.     

杀藻细菌色素Deinoxanthin的理化性质及其制剂研发

塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)是一种有毒甲藻,常引发赤潮,对海洋环境及人类健康造成极大的威胁.前期研究发现,耐辐射球菌属的一株细菌Y35能够通过分泌杀藻化合物Deinoxanthin达到控制塔玛亚历山大藻生长的效果.为了加强Deinoxanthin的应用效果,对其在不同条件下的稳定性进行了研究.结果表明,杀藻化合物Deinoxanthin有较高的热稳定性,且在中性和碱性条件下稳定,在光照和紫外线辐射下易分解.而通过壳聚糖和海藻酸钠对Deinoxanthin进行包埋固定化,从而构建缓释微球提高了Deinoxanthin的稳定性.杀藻制剂能够高效地表现出杀藻效果,杀藻制剂的研发为杀藻细菌色素应用于藻华治理奠定了基础.     

一株溶藻菌株的分离鉴定及溶藻特性

从某湖泊中分离出一株具有溶藻作用的菌株W4,并且研究了该菌株溶解铜绿微囊藻的作用效果、作用方式以及铜绿微囊藻与溶藻菌株所处生长期对溶藻效果的影响,并对溶藻菌株进行了生理生化鉴定.结果表明,该菌株对铜绿微囊藻具有很好的去除效果,加入特定量的菌株培养液,8d后铜绿微囊藻的去除率可达99.5%.该菌株通过间接作用方式溶解铜绿微囊藻,并且该菌株分泌的抑藻活性物质为非蛋白质类物质.菌株W4对铜绿微囊藻的溶解作用受藻细胞所处生长期的影响,但不受该菌株所处生长期的影响.根据形态特征及生理生化试验初步鉴定W4菌株为链霉菌属.     

营养物质对铜绿微囊藻生长和藻际细菌的影响

菌-藻"体系在水生态平衡中发挥重要作用,为探明蓝藻水华时期的菌藻关系,研究了原位营养刺激后藻际微生物对铜绿微囊藻生长的影响.结果表明,LB培养基可抑制铜绿微囊藻生长,抑藻率为86.49%;而乙酸钠、葡萄糖和柠檬酸钠可促进藻细胞生长,增长率均在50%以上.对LB培养基和蛋白胨刺激后的藻际细菌进行溶藻菌的筛选,共分离出6株具有强效抑藻作用的菌株,其中Bacillus sp.A1抑藻率高达97.55%.16S rRNA高通量测序表明,向铜绿微囊藻中投加营养物质均可改变藻际细菌群落结构并增加物种丰富度,添加LB培养基和蛋白胨可促使藻际细菌群落数量剧增.生理生化响应表明,藻细胞受LB培养基和蛋白胨胁迫后,活性氧（ROS）水平和丙二醛（MDA）含量激增,细胞氧化损伤严重;超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性先急剧上升后下降,抗氧化酶系统受损.扫描电镜显示,LB培养基可使藻细胞逐渐萎缩,最终破碎;而藻际细菌显著增多.因此,在蓝藻水华暴发的水体进行适当的外部营养刺激可在一定程度上实现溶藻菌原位抑藻.     

高效铜绿微囊藻溶藻菌WJ6的分离鉴定及溶藻特性

以铜绿微囊藻为研究对象,从富营养化水体分离了一株高效溶藻菌,通过分析形态学、生理生化特征及16S rDNA序列比对,鉴定了该溶藻菌株,分析了该菌株对铜绿微囊藻的溶藻方式、溶藻特性及其不同培养时期、不同浓度菌液及不同环境因子对溶藻效果的影响,并探讨了其可能的溶藻机制.研究表明：WJ6属于沙雷氏菌属（Serratia sp.GenBank登录号为KY462187）;溶藻菌WJ6以胞外释放溶藻物质为主直接溶藻为辅的溶藻方式;溶藻菌WJ6处于对数期时的溶藻率最高达87.50%;菌液浓度达1.4×10⁹CFU/mL以上,溶藻率最高为95.69%;在30℃、pH8条件下,溶藻率达90.00%;改良的基本培养基培养的溶藻菌溶藻率最高达98.50%;铵离子浓度大于2mol/L时,溶藻菌的溶藻率98.33%;当盐度为0.5%时,溶藻率较高为92.77%.溶藻菌株WJ6是1株高效溶铜绿微囊藻菌,在富营养化治理方面具有较好的应用前景.     

Uptake of radioiodide by Paenibacillus sp., Pseudomonas sp., Burkholderia sp. and Rhodococcus sp. isolated from a boreal nutrient-poor bog

Radionuclides, like radioiodine(~(129)I), may escape deep geological nuclear waste repositories and migrate to the surface ecosystems. In surface ecosystems, microorganisms can affect their movement. Iodide uptake of six bacterial strains belonging to the genera Paenibacillus,Pseudomonas, Burkholderia and Rhodococcus isolated from an acidic boreal nutrient-poor bog was tested. The tests were run in four different growth media at three temperatures. All bacterial strains removed iodide from the solution with the highest efficiency shown by one of the Paenibacillus strains with 99% of iodide removed from the solution in one of the used growth media. Pseudomonas, Rhodococcus and one of the two Paenibacillus strains showed highest iodide uptake in 1% yeast extract with maximum values for the distribution coefficient(K_d) ranging from 90 to 270 L/kg DW. The Burkholderia strain showed highest uptake in 1% Tryptone(maximum K_d170 L/kg DW). The Paenibacillus strain V0-1-LW showed exceptionally high uptake in 0.5% peptone + 0.25% yeast extract broth(maximum K_d 1,000,000 L/kg DW). Addition of 0.1% glucose to the 0.5% peptone + 0.25% yeast extract broth reduced iodide uptake at 4℃ and 20℃ and enhanced iodide uptake at 37℃ compared to the uptake without glucose. This indicates that the uptake of glucose and iodide may be competing processes in these bacteria. We estimated that in in situ conditions of the bog,the bacterial uptake of iodide accounts for approximately 0.1%–0.3% of the total sorption of iodide in the surface, subsurface peat, gyttja and clay layers.     

扑草净降解菌的分离、筛选与鉴定及降解特性初步研究

从安徽农药厂废水处理系统的活性污泥中筛选扑草净(prometryne)降解菌.通过富集驯化和选择性培养筛选纯化细菌,分离到2株细菌,分别命名为P-1、P-2.根据表型特征、生理生化特性和16S rDNA序列同源性分析:P-1为G-,鉴定为苍白杆菌属(Ochrobactrum);P-2为G+,鉴定为芽胞杆菌属(Bacillus).GenBank登录号分别为HM004554和HM004555.通过12 d液体降解实验,菌株P-1、P-2对40 mg.L-1扑草净降解率分别达到46.5%和65.4%.该研究为扑草净的生物降解与污染土壤的生物修复提供了依据.