菌群条件下铜绿微囊藻休眠体复苏期间光合效率变化

将3株冲天湖底泥优势菌(Exiguobacterium.sp013、Bacillus.spD06与Bacillus.spD24)按不同配比与铜绿微囊藻休眠体用底泥包埋,在梯度温度下(10、15、20和25℃)进行复苏模拟实验.结果表明,在15、20和25℃条件下,菌组和无菌组铜绿微囊藻休眠体均能从底泥复苏进入上覆水体,但菌组复苏率显著高于无菌组(p0.05).在10℃条件下,菌组铜绿微囊藻休眠体能复苏,而无菌组不能.在20和25℃时,菌组对铜绿微囊藻休眠体光合系统的光合效率F_v/F_m无显著提升作用(p 0.05),而在10和15℃时,菌组能显著提升铜绿微囊藻休眠体的光合效率F_v/F_m(p0.05),且菌组Mix-4的提升能力显著强于其他菌组和无菌组.基因测序和KEGG富集分析发现,15℃时菌组Mix-4差异表达的基因显著富集于Cell cycle通路中,包括氧化磷酸化(ATP生成反应)通路和内质网蛋白合成通路,同时与光合作用相关的蛋白基因psaB、psbA及rbcL的表达量均发生显著上调,这可能是Mix-4菌群在较低温度下(15℃)提升铜绿微囊藻休眠体光合效率F_v/F_m并促进其复苏的分子机理.     

两株浅层底泥菌对铜绿微囊藻休眠体复苏的调控作用

将起始浓度不同的单菌和混合菌(Ba.sp06+Str.v13)分别与铜绿微囊藻休眠体及底泥共包埋,在梯度温度下进行24 d休眠体复苏实验.结果表明,温度低于10℃时,菌株Str.v13的生长增殖能力显著强于菌株Ba.sp06,各菌组休眠体复苏率最高为0.02%;在温度为15和20℃条件下,Ba.sp06与Str.v13两菌株浓度比例(以下简称"菌比")为1∶1时混合菌组休眠体复苏率(15℃时为15.5%,20℃时为23.5%)与对照组无显著差异(15℃时为15%,20℃时为22.6%),但显著低于Ba.sp06单菌组(34.5%);菌比2∶1时Ba.sp06菌对Str.v13菌具抑制效应,混合菌组复苏率(15℃时为31%,20℃时为35%)显著高于对照组,而与Ba.sp06单菌组无显著差异;菌比为1∶2时Str.v13菌对Ba.sp06菌具抑制效应,混合菌组休眠体复苏率(15℃时为6%,20℃时为6.5%)均显著低于菌比为1∶1、2∶1时及Ba.sp06单菌组,但高于Str.v13单菌组(3%).同时,各复苏阶段对复苏率的贡献主要集中在启动复苏的第12~18 d.实验表明,底泥表层铜绿微囊藻休眠体复苏不仅受温度影响(10℃),且复苏率受底栖菌Ba.sp06与Str.v13的起始浓度影响,Ba.sp06菌的起始浓度高于Str.v13菌时促进休眠体复苏,低于Str.v13菌时复苏受到抑制.因此,可以在铜绿微囊藻休眠体复苏前期通过调节Ba.sp06与Str.v13菌比来调控休眠体复苏率,为从源头防控微囊藻水华暴发提供理论依据.