微生物溶藻进程与机制的三维荧光分析方法

以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为实验对象,利用三维荧光谱解析微生物溶藻进程与溶藻机制.构建了藻细胞数量-荧光光强、叶绿素a-荧光光强关系模型,验证荧光法测定藻液的准确性.通过Em656 nm下荧光激发光谱,考察了溶藻菌R1菌(Lysinibacillus macroides)的溶藻能力.根据菌藻混合液三维荧光光谱图,解析了藻细胞分泌物和溶藻(降解)产物.结果表明,荧光光强可以用来表征藻细胞浓度,在低浓度下(浓度阈值为细胞数量120 cell·mL-1或chl-a含量0.2 mg·L~(-1)),其与藻细胞及其叶绿素a呈正相关(R20.95,P0.01);采用荧光强度表征溶藻菌R1溶藻率,10 d溶藻率可达89.8%,与chl-a表征的溶藻率(82.64%)基本一致.菌藻混合液三维荧光光谱图解析表明,溶藻菌R1对铜绿微囊藻的溶藻产物中含有藻细胞溶解生成的可溶性物质、芳香族蛋白质;混合液中类腐殖酸大量减少,推测其为细菌分泌的溶藻活性物质.溶藻机理为细胞分泌胞外物质(酸性物质)作用于藻细胞!细胞结构被破坏!胞内物质(蛋白质物质等)释放出来.     

太湖土著激浪鱼内脏中溶藻菌R1的筛选及其特性研究

从长期生活在蓝藻暴发区域的太湖土著激浪鱼体中,筛选出1株高效溶藻菌,命名为R1,经生理生化鉴定及其16S r DNA分析其与Lysinibacillus macroides相似性最高,达99.50%。以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为受试对象,以Chl-a含量检验R1溶藻效果,考察了菌株的生长特性、溶藻能力及其溶藻过程等。结果表明:菌株R1具有较强的溶藻特性,10 d内chl-a质量浓度从205.11 mg/m~3降至35.61 mg/m~3,溶藻率达82.64%;菌株R1对数生长期末时溶藻能力最强,最适生长p H值为7.5,盐度为0.8%,最适碳源为葡萄糖,最适氮源为玉米汁;溶藻路径可总结为:菌液感染细胞—藻细胞细胞壁及膜被破坏—胞内物质(细胞质、细胞核及色素等)外泄—细胞死亡。本研究为生物除藻提供理论基础。     

藻毒素降解菌CQ5对MC-LR粗提液的降解动力学

针对近年来采用微生物法降解水体中的微囊藻毒素(microcystins,MCs)这一研究热点问题,以本课题组前期从太湖芦苇荡底泥中筛出的耐硼赖氨酸芽孢杆菌CQ5(Lysinibacillus boronitolerans)为考察对象,研究微生物对MC-LR的降解动力学.分别采用Logistic生长方程和Monod动力学方程构建菌株CQ5细胞生长动力学模型和MC-LR降解动力学模型.结果表明,菌株CQ5在以MC-LR粗提液为碳、氮源的无机盐培养基中的生长曲线符合Logistic生长模型,其中菌株生长环境承载量K为1.306,菌株生长平均速率r为0.1685,无量纲参数a为1.688;该菌株在6 d内可使MC-LR的浓度由14.12μg·L~(-1)降至1.57μg·L~(-1),降解率达88.86%,其一级反应速率常数k为0.3698,半衰期t_(1/2)为1.88 d;该降解过程中MC-LR浓度、菌株细胞密度和MC-LR降解速率3者间的偶合关系符合低浓度下的Monod模型,其中υ_max/K_s为0.342;一级反应动力学方程式S=e~(2.648-0.3698t)和Monod模型方程式S=14.12e~(-0.342Nt)(N=1.08)均可模拟预测降解体系中的MC-LR浓度,二者的模拟结果高度一致.本文可为研究微生物降解MC-LR的机理和推动MC-LR降解菌的工程应用提供理论参考.     

太湖芦苇荡底泥中藻毒素降解菌的筛选及其特性研究

针对连年蓝藻暴发造成的饮用水源水微囊藻毒素(Microcystins,MCs)污染问题,从蓝藻暴发时期江苏太湖百渎港芦苇荡的底泥中筛选出一株MC-LR降解菌,命名为CQ5,对该菌株进行形态观察、生理生化试验及16S r DNA分子鉴定,并考察pH值和接菌量对其增殖和降解MC-LR的影响。结果表明,菌株CQ5在系统发育分类学上与耐硼赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus boronitolerans)亲缘关系最近,两者同源性高达99%;菌株能以MC-LR为碳、氮源进行生长,且耐弱酸弱碱;当pH值为7,接菌量为3%时,菌株的增殖及降解效果最好,6 d内可使初始质量浓度为14.12μg/L的MC-LR降至1.68μg/L,降解率达87.96%。