3株溶藻细菌的分离鉴定及其溶藻效应

从武汉市的池塘分离到3株编号分别为M6,M8和M13的溶藻细菌,对这3株细菌的生理生化特性、溶藻专一性和溶藻原因进行了研究.结果表明:M6,M8和M13分别属于葡萄球菌属(Staphylococcus sp.)、芽孢杆菌属(Bacillus sp.)和节杆菌属(Arthrobacter sp.);它们分别能溶解鲍氏织线藻、念珠藻、鱼腥藻、坑形席藻、铜绿微囊藻、鞘丝藻等多种蓝藻,并且它们的液体溶藻现象较固体溶藻现象明显;3株溶藻细菌培养液的过滤液仍有溶藻效应,说明溶藻原因可能是细菌释放某种化学物质所致.      

一株溶藻细菌对铜绿微囊藻生长的影响及其鉴定

从山东黄岛边某富营养化池塘中分离得到1株具有溶藻作用的菌株(J1),研究了其对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的抑制效果、作用方式以及细菌培养基、菌株与铜绿微囊藻不同生长阶段等因素对溶藻效果的影响,并对该菌株进行了生理生化鉴定.结果表明,将牛肉膏蛋白胨培养基加入藻液,培养基与藻液的投放体积比为6%时,9d内对藻的生长无影响.将初始浓度为6×107 cfu/mL的菌液加入藻液,共培养第9d,铜绿微囊藻的去除率达87%以上.对数期的J1细菌具有较好的溶藻效果,作用于稳定期铜绿微囊藻的实验组,藻的去除率较低.J1通过分泌溶藻物质的间接作用方式抑制铜绿微囊藻的生长,且溶藻活性物质具有一定的热稳定性.根据生理生化及16S rDNA序列分析鉴定,菌株J1属于芽胞杆菌属(Bacillus).     

一株溶藻菌的分离、鉴定及其溶藻物质的研究

从青岛市黄岛边的某富营养化池塘中分离得到1 株具有溶藻能力的细菌,命名为YZ.通过生理生化及16S rRNA 序列对比分析鉴定,YZ 菌株属于无色杆菌属(Achromobacter).该株细菌能够有效地溶解铜绿微囊藻、小球藻和栅藻.YZ 的菌体过滤液经高温灭菌以及蛋白酶K 处理后,能强烈抑制铜绿微囊藻的生长.而YZ 菌体悬液对微囊藻无溶解作用,因此可推断YZ 菌株的溶藻因子,是一种菌体胞外分泌的非蛋白类、具有热稳定性的物质.YZ 处理过的铜绿微囊藻溶液中的丙二醛含量有较大提高,说明藻发生了膜脂过氧化.     

溶藻放线菌的分离鉴定及其溶藻特性

从水华发生水塘的泥土中分离到一株溶藻放线菌L74,对该菌溶解铜绿微囊藻、鱼腥藻、颤藻、水华束丝藻的效果及溶藻方式进行了研究,利用16SrDNA序列分析对其进行了鉴定。结果表明,该菌不仅对铜绿微囊藻具有良好的溶藻效果,而且对鱼腥藻、颤藻、水华束丝藻也有良好的去除作用。对铜绿微囊藻的效解作用依赖于初始菌浓度,当初始藻液中菌浓度>1×104cfu/mL时,可产生明显的溶藻作用,6d后对铜绿微囊藻的去除率达82.6%。通过溶藻方式的研究发现,该菌菌体和胞外代谢产物都具有溶藻作用,且这种胞外代谢产物对温度敏感,当温度达到110℃时会使该溶藻物质失去活性。16SrDNA序列分析表明L74菌与多株弗氏链霉菌的16SrDNA核苷酸序列的同源性达到了100%,归属于弗氏链霉菌。     

两株溶藻细菌的分离鉴定及其溶藻特性

从富营养化池塘中筛选分离出两株溶藻细菌L7和L18,通过生理生化实验及16SrDNA测序进行鉴定,对其单一以及混合菌液去除铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)的效果进行研究,并考查其溶藻方式。结果表明:菌液的滤液有溶藻效果,溶藻细菌具有间接溶藻特性;细菌需要一定的初始浓度才能有明显的溶藻效果,初始浓度越高,溶藻效果越好;溶藻效果大致趋势为混合菌液>L18>L7;不同生长时期溶藻菌,其滤液的溶藻效果差异很大,衰减期的滤液溶藻效果好于对数生长期和稳定期的;滤液投加体积分数与溶藻效果成正相关;细菌鉴定结果表明,L7为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),L18为短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus)。     

1株溶藻菌的部分生物学特性及溶鱼腥藻作用

从淡水湖泊(武汉东湖)水样中成功筛选出1株具有溶藻特性的细菌,编号为A01.显微镜和电镜观察结果表明,菌株A01形态为杆状,长约1.5μm,宽约0.45μm,无鞭毛结构.革兰氏染色及16S rDNA的分子鉴定结果表明,该菌呈革兰氏阴性,属于不动杆菌属(Acinetobacter sp.).溶藻实验结果表明,菌株A01能有效溶解鱼腥藻(Anabaena eucompacta),向对数生长的鱼腥藻藻液中加入A01培养上清或菌体、并培养7 d后,鱼腥藻培养液的叶绿素a去除率分别为77%和61%.显微观察结果表明,与菌株A01的培养上清共培养3 d后的鱼腥藻细胞几乎都被破坏,而与菌体共孵育5 d后的鱼腥藻细胞才有明显裂解.这些结果表明,不动杆菌菌株A01的溶藻作用主要与其培养上清中的有效成分有关,不动杆菌菌株A01可分泌能有效溶解鱼腥藻的活性物质.     

溶藻细菌YZ对铜绿微囊藻的溶藻特性研究

为了进一步研究本实验室前期从青岛一池塘分离出的溶藻细菌YZ的溶藻效应.考察了不同量的YZ无菌滤液对铜绿微囊藻生长量、叶绿素含量、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性、PSⅡ实际光能转化效率、最大相对电子传递效率、光能利用效率的影响.结果表明,在一定范围内,YZ溶藻效果与加入的无菌滤液的量成正比.当100mL中加入超过10mL的基础柠檬酸培养基时,铜绿微囊藻的生长即受到抑制.YZ无菌滤液使其丙二醛含量显著上升,微藻的SOD活力在处理6,72h时显著上升,溶藻细菌YZ滤液可以在72h内使藻细胞的PSⅡ实际光能转化效率、最大相对电子传递效率、光能利用效率等显著下降.YZ无菌滤液主要是通过降低保护酶活性、加大膜脂过氧化、显著抑制光合能力,起到对铜绿微囊藻的溶解作用.     

两类藻毒素聚酮合成酶遗传相似性及其二级结构预测分析

研究微囊藻毒素聚酮合成酶、节球藻毒素聚酮合成酶之间的遗传关联性,并对其二级结构进行预测分析.应用聚合酶链反应得到2株蓝绿藻的毒素聚酮合成酶(PKS)基因,并进行基因序列分析.从GenBank中提取产微囊藻毒素、产节球藻毒素藻株的相应基因序列,利用DNAStar和phylip软件分析目的基因一致性及2类藻毒素PKS的进化情况.采用Garnier-Robson法、Karplus-Schulz法预测项圈藻株202A1/35、节球藻株NSOR10PKS蛋白片段的二级结构,Kyte-doolittle法分析蛋白的亲水性,Emini法预测蛋白质的表面可能性.结果表明,2类藻毒素PKS目的基因的相似性非常高;项圈藻属、念珠藻属的微囊藻毒素PKS与节球藻毒素PKS的进化关系较近;2种藻毒素PKS分析片段二级结构具有较大的相似性,其亲水性与表面可能性区域等特征也极为相似.     

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.     

一株耐碱溶藻菌耐受力及其溶藻特性研究

溶藻微生物能引起水华蓝藻的快速消亡,从而达到控制淡水水华之目的。黄河三角洲盐碱地区采集水样后富集培养,采用涂布平板法,分离获得一株高效耐碱溶藻细菌菌株(编号RZ14),对该菌株进行了细胞学、环境耐受能力和溶藻特性的研究,并对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)丙二醛含量进行了分析。结果表明,该菌株细胞呈短杆状,革兰氏染色阳性,芽孢中生;在所试温度及pH条件下,RZ14菌株均可生长,最适温度36℃,最适pH为10。对盐度耐受能力较好,在0.5%~2%的盐度内生长良好,最适盐度0.5%;对高NH_4~+环境耐受能力较差,在低于1 mol/L可生长,最适NH_4~+浓度为0.5 mol/L。RZ14菌株无菌滤液溶藻效果显著,可促进铜绿微囊藻细胞内丙二醛含量大幅度升高。该菌株是一株耐碱性强的产芽孢菌,具有迟缓的溶藻效果,溶藻方式为间接溶藻,对环境的耐受能力较广,有望开发为盐碱地区治理水华的溶藻生物制剂。     

Stable-isotope probing of bacterial community for dissolved inorganic carbon utilization in Microcystis aeruginosa-dominated eutrophic water

Dissolved inorganic carbon (DIC) is an important source of carbon in aquatic ecosystems, especially under conditions of increased frequency of cyanobacterial bloom. However, the importance of bacteria in direct or indirect utilization of DIC has been widely overlooked in eutrophic freshwater. To identify the functional bacteria that can actively utilize DIC in eutrophic freshwater during cyanobacterial bloom, stable-isotope probing (SIP) experiments were conducted on eutrophic river water with or without inoculation with cyanobacteria (Microcystis aeruginosa). Our 16S rRNA sequencing results revealed the significance of Betaproteobacteria, with similar relative abundance as Alphaproteobacteria, in the active assimilation of H¹³CO₃^? into their DNA directly or indirectly, which include autotrophic genera Betaproteobacterial ammonia-oxidizing bacteria. Other bacterial groups containing autotrophic members, e.g. Planctomycetes and Nitrospira, also presented higher abundance among free-living bacteria in water without cyanobacteria. Microcystis aggregates showed a preference for some specific bacterial members that may utilize H¹³CO₃^? metabolized by Microcystis as organic matter, e.g. Bacteroidetes (Cytophagales, Sphingobacteriales), and microcystin-degrading bacteria Betaproteobacteria (Paucibacter/Burkholderiaceae). This study provides some valuable information regarding the functional bacteria that can actively utilize DIC in eutrophic freshwater.     

Study on bioremediation of eutrophic lake

Bioremediation is considered as one of the effective ways to deal with the pollution of natural water because of its high efficiency, low cost and causing no secondary pollution. The multiple microbial preparation is composed of bacteria that can transfer nutritive material harmless and some natural humic acid which can destroy algae. The qualified bacteria were selected, separated, and enriched from the water and bottom sediment of eutrophic lake. A field trial of bioremediation was carried out in 60 m³ of eutrophic water body in Yingze Lake of Anshan for four months. TN (total nitrogen), TP (total phosphorus), ammonia nitrogen, COD_Cr, and turbidity of the trial water and untreated water were measured termly. Contrastive analysis showed the mulriple microbial preparation can increase the water capacity of self-purification, decrease the turbidity, inhibit algae growth and improve water quality gradually at substantially lower cost. Thus the problem of lake eutrophication can be solved radically by bioremediation.     

淡水湖泊营养状态监测新方法——叶绿素比值模型

选取铜绿微囊藻、鱼腥藻、蛋白核小球藻、汉氏菱形藻、薄甲藻和小定鞭金藻作为湖泊水体从富营养状态到贫营养状态的代表藻种,用热乙醇-反复冻融-分光光度法测定其叶绿素a、b、c的浓度,通过分析叶绿素(chl)的比值、藻类种群组成和水体营养水平之间的响应关系,建立了叶绿素比值模型作为评价水体营养状态的一种新方法.在计算单种藻类chlb/chla、chlc/chla比值的基础上,结合目前我国湖泊水体不同营养水平藻类种群组成的统计数据,得到不同营养状态下多种藻类同时存在时水体chlb/chla和chlc/chla比值的变化曲线.结果表明,在中营养和贫营养水体中,chlc/chla值随营养水平的降低呈明显单调上升的趋势;在富营养化水体中,chlb/chla值随营养水平的降低而呈明显单调上升的趋势.根据这个规律,提出了判断水体营养水平的新标准,即:当chlc/chla0.30时,水体为贫营养;当0.18chlc/chla0.30时,水体为中营养;当chlc/chla0.18时,水体为富营养,此时,需要借助chlb/chla的值进行进一步的判断:当chlb/chla0.14时,水体为轻度富营养化;当0.08chlb/chla0.14时,水体为中度富营养化;当chlb/chla0.08时,水体为重度富营养化.以白洋淀为研究案例,分析结果表明,叶绿素比值模型判断和综合营养状态指数法判断结果相符.因此,叶绿素比值模型可以作为简单、快捷、准确的评价我国淡水湖泊营养状态的方法.     

鲢鱼联合常规水处理工艺除藻特性

将鲢鱼引入到某水厂预沉池中用以去除藻类,并对该水厂从原水到滤后水中藻类种类和数量进行监测.结果表明,鲢鱼对水华微囊藻可进行有效滤食,但对单细胞绿藻滤食效果不佳,从而导致预沉池出水中水华微囊藻数量和比例大幅下降,使单细胞绿藻获得了更大的生长优势.预加氯对叶绿素a氧化作用显著.混凝沉淀过程对杆状藻类去除明显,具有较长突起尖刺的藻类会阻碍混凝沉淀效果.少量个体较小和突起物带有尖刺的藻类能够深入滤池.当原水中微囊藻浓度较高时,鲢鱼联合常规水处理工艺能够对藻类实现较为彻底的去除.     

巢湖藻类生物量季节性变化特征

在2008年对巢湖浮游藻类的生态分布进行了为期1 a的调查研究,并采用自制"藻类上浮/下沉捕集器"定量研究了水柱中藻类上浮和下沉速率的季节性变化.结果表明,蓝藻为巢湖主要的水华优势群落,但各个季节优势水华种群有所差别,春季鱼腥藻占优势,微囊藻次之;夏、秋两季微囊藻占绝对优势.5月开始,水柱中藻类生物量明显增加;8月份达到最大值,叶绿素含量全湖平均为146.37 mg.m-3.表层沉积物中藻类生物量在9.75～16.24 mg.kg-1之间,最小值出现在夏季,然后逐渐升高,最大值出现在冬季的11月.研究期间(5～10月),水柱中浮游藻类一直存在上浮和下沉现象,上浮速率在总体上呈先上升后下降的趋势,最大值出现在8月初,为0.036 8 mg.(m2.d)-1;下沉速率则呈现先缓慢上升后急剧下降的趋势,最大值出现在9月初,为0.032 1 mg.(m2.d)-1.多元逐步回归统计表明,温度是巢湖藻类生物量变化最为显著的影响因子,其次为总氮(TN)和总磷(TP).     

铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)水华毒性及毒素的研究

以巢湖铜绿微囊藻水华为材料,采用昆明鼠腹腔注射法对其毒性进行了测试,结果表明,有些时期的水华具毒性,其LDmin为60mg干藻/kg鼠重,致毒症状主要是引起实验动物肝脏淤血肿大。该藻毒素呈热稳定性。经分离纯化后,毒素回收率为16.36%,纯度达95.75%,与有毒水华的毒症状相同。毒素在240nm处有一强烈吸收峰。毒素的氨基酸组成为:天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、亮氨酸和精氨酸。 以铜绿微囊藻毒株7820纯毒素为标准毒素,对该藻有毒水华的毒素进行了定量研究。结果表明,其毒素含量相当于4.45mg7820毒素/g干藻。纯化所得毒素的LDmin为0.33mg/kg鼠重。