一株溶藻细菌的分离鉴定及溶藻效果

从太湖分离到一株溶藻细菌CA,该菌对铜绿微囊藻具有强烈的溶藻效果.通过形态学、生理生化特征及16SrDNA序列比对,鉴定该菌株属于水单胞菌属(Aquimonas sp.).将CA菌悬液与铜绿微囊藻共培养,10 d内铜绿微囊藻细胞降解率为100%,叶绿素a降解率为83.9%,且溶藻效果与菌悬液浓度呈正相关,与藻浓度呈负相关.CA菌体本身没有溶藻效果,但其无菌滤液可以溶藻,因此CA是通过释放物质来间接溶藻.在CA菌体的菌藻共培养液中添加少量的牛肉膏、葡萄糖或尿素,菌体显示出溶藻效果.本研究为菌株CA控制铜绿微囊藻水华提供了一种潜在的应用前景.     

溶藻细菌Microbacterium oleivoran 溶藻进程与叶绿素降解动力学

从太湖土著花鲴鱼肝、肠等内脏中筛选出7株具有溶藻功效的菌株,其中溶藻率最高的1株菌命名为GHJ,经DNA测序并构建系统发育树,确定该菌属于微杆菌属(Microbacterium oleivoran),以太湖流域常见藻类———铜绿微囊藻为溶藻对象,以叶绿素a(Chla)含量变化表征溶藻特性,初步揭示溶藻进程中的GHJ菌生长动力学和铜绿微囊藻降解动力学机制,探讨了二者相关关系.结果表明,GHJ的溶藻进程是通过直接溶藻与间接溶藻协同作用,破碎并溶解藻细胞,其在牛肉膏蛋白胨培养基中生长曲线符合Logistic生长模型,动力学方程为■,R~2=0.9797.菌藻比为1:12时的溶藻率最高达到99.60%,此条件下叶绿素与溶藻时间之间的关系符合一级动力学模型[Chla]=111.96×e~(-0.21t),R~2=0.8997;所取菌藻体积比在1∶8—1∶50范围内的叶绿素减少量与溶藻过程时间关系均符合一级动力模型,R~2介于0.6897—0.8997之间,GHJ菌在整个溶藻过程中溶藻趋势相同.本研究可为溶藻菌菌种来源和溶藻过程其他工程应用提供基础理论支撑.     

一株溶藻细菌对铜绿微囊藻的溶藻机理初探

为确定溶藻细菌S7（Chryseobaterium）对铜绿微囊藻的溶藻方式,分别采用高温灭菌（121~123℃）、离心（10 000 r.min-1）、0.22μm滤膜过滤等方式对S7菌液进行处理,检测其对铜绿微囊藻的去除效果。并通过对溶藻过程中叶绿素a和丙二醛（MDA）含量的测定,藻细胞显微结构的观察和细胞成分的红外光谱分析,初步探讨菌株S7对铜绿微囊藻的作用机理。结果表明,S7是通过释放胞外活性物质间接溶藻,该物质具有很强的热稳定性,不属于蛋白质类物质。该活性物质对铜绿微囊藻的叶绿素a有明显的去除效果,并可导致藻细胞膜脂过氧化产物MDA积累量的显著提高和藻细胞解体。藻细胞红外光谱分析表明,经过溶藻物质作用的藻细胞,其蛋白质结构遭到破坏。通过试验结果,推测出菌株S7的溶藻机理：溶藻物质先损伤铜绿微囊藻的细胞壁和粘质胶被,然后通过改变膜的选择透过性进入藻细胞内部,分解叶绿素a,破坏蛋白质,造成藻体正常生理功能的丧失,最终导致藻细胞破裂。     

三株溶藻细菌溶藻活性代谢产物的初步研究

已知3株溶藻细菌L7、L8和L18的活性代谢产物具有明显的溶藻效果。为获得较高活性和浓度的目标产物,研究了培养基、碳源、氮源对溶藻效果的影响;为考察溶藻活性代谢产物保存和应用的环境条件,研究了其热、酸稳定性。在牛肉膏蛋白胨、淀粉、查氏和高氏1号4种培养基里,淀粉培养基最适宜用于获得溶藻活性代谢产物。以淀粉培养基为基础,碳、氮源组合依次为淀粉 (NH4)2SO4、淀粉 (NH4)2SO4,葡萄糖 KNO3时,3株溶藻细菌的溶藻活性代谢产物溶藻活性最高。这一结果为目标产物的分离奠定了物质背景。3株溶藻细菌溶藻活性代谢产物均具有良好的热稳定性,经热处理后,对叶绿素a的去除率仍高于73%。L7的无菌滤液调至pH值4.0或2.5,2h后丧失溶藻活性;L8和L18的无菌滤液调至pH值4.0,2h后未丧失溶藻活性,调至pH值2.5,2h后丧失溶藻活性。上述结果为溶藻活性代谢产物的分离奠定了基础。     

溶藻细菌及其分子生物学研究进展

溶藻细菌在"水华"防治中的作用和潜力,已广受关注.本文从系统分类、溶藻机制和杀藻物质等方面对已报道的溶藻细菌的研究结果进行了归纳和总结,并对近年来在细菌溶藻研究中应用的分子生物学技术,包括PCR、核酸探针和全细胞杂交、变性梯度凝胶电泳(DGGE)等,以及溶藻机制研究巾的分子生物学进展进行了综述,最后提出了在溶藻细菌的研究和应用中值得注意的几个问题.表1参66     

溶藻细菌DC-L14的分离、鉴定与溶藻特性

从滇池蓝藻水华集聚区分离获得一株溶藻细菌DC-L14,经16S rDNA序列分析鉴定为Lysinibacillus fusiformis;小白鼠毒性试验初步显示该菌株未产生小白鼠中毒毒素;该菌能使铜锈微囊藻905聚集成团,沉于瓶底,最终黄化;该菌作用4 d,使惠氏微囊藻107、绿色微囊藻102、水华束丝藻和水华鱼腥藻的叶绿素a下降率最高为70.1%.最低为65.5%,平均为67.2%;当细菌处于稳定生长期时溶藻效果最强,共培养4 d能使铜锈微囊藻905的叶绿素a含量下降82.1%;离心沉降后检测,发现菌体本身无溶藻效果,而无菌上清液与原菌液溶藻效果相同,高温处理后的菌液溶藻能力增强,推测该细菌是通过分泌溶藻物质溶藻,该物质可能为非蛋白质类,高温可能有利于溶藻物质的释放.图4表1参25     

溶藻细菌胶囊与植物共生系统的建立及其对Microcystis aeruginosa的控制

当前,蓝藻水华时常爆发,其中铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)是我国蓝藻水华的典型代表.微生物控藻技术具有高效、生态安全性好、原位修复等特点,近年来已经成为治理蓝藻水华的主要手段.本文通过搭建芦苇湿地试验装置,模拟太湖近岸水域原生环境,以水生植物控藻与溶藻细菌胶囊强化相结合的方式对Microcystis aeruginosa进行生态学-微生物操控试验.从藻胆蛋白、抗氧化系统、膜脂值活性等方面的研究来探究控藻系统的溶藻机制,并通过高通量技术与主成分分析来探索溶藻细菌与藻之间的群落动态关系.试验结果表明,原位藻类控制系统效率高,14 d溶藻率为(88.74%±1.10%),其中溶藻细菌胶囊占主导地位,植物修复为辅.通过对藻胆蛋白的破坏和藻类抗氧化系统的摧毁来导致藻类膜结构的受损,胞内物质流出而死亡.利用高通量技术发现,溶藻细菌胶囊所包埋的菌株Bacillus sp.HL在微生物体系中成为优势菌种.主成分分析结果表明高效原位控藻体系促进了藻体内ROS水平,增强了藻的Zeta电位和抗氧化酶活性,从而抑制了Microcystis aeruginosa的生长.     

一株放线菌对铜绿微囊藻的溶藻活性

从庐山土样中分离得到一株放线菌JXJ 0071,研究了该菌的孢子、菌丝体和代谢产物对铜绿微囊藻(Micro-cystis aeruginosa)的溶藻活性以及溶藻活性成分的稳定性,并对其分类地位进行鉴定。结果表明,放线菌JXJ 0071的孢子和菌丝体均能使铜绿微囊藻细胞密度显著降低。该菌代谢产物对铜绿微囊藻具有很强的溶藻活性,在藻密度为1.0×107 mL-1的藻液中加入体积分数φ为2%的该菌发酵上清液3,d后溶藻效率达98%。溶藻活性成分主要来自水溶性胞外产物,其对高温、pH和紫外线处理均具有较好的稳定性。以60℃以下的温度处理发酵液2h,溶藻活性成分的溶藻效率基本不变,保持在95%以上;pH 7.0～9.0条件下,其溶藻效率仍很高,在93.8%以上;经波长为254 nm的紫外线照射2 h,其溶藻效率仍达85.7%。基于16S rRNA基因序列的系统发育分析表明,该菌株属链霉菌属,与Streptomyces rectiviolaceus的序列相似性达99%,但JXJ0071与S.rectiviolaceus的部分生理生化特性有所不同,需要进一步的实验数据确定其种一级分类学单元。     

溶藻菌发酵液及其溶藻产物的生物急性毒性试验

应用发光细菌（Photobacteriumphosphoreum）急性毒性试验,研究了溶藻菌（Streptomycessp．HJC-D1）发酵液及其对铜绿微囊藻（Microcystisaemgmosa）抑制产物的生物急性毒性。结果表明,溶藻菌发酵液本身对发光细菌具有一定的低毒性,发酵3-5d时其相对发光度为（67．59％1：3．11％）-（72．35％±2．76％）;体积分数5％的溶藻菌发酵液可有效抑制初始质量浓度高达（O．1483±0．0032）mg-L-1的铜绿微囊藻生长,其抑藻率达85％以上,且藻液毒性明显低于对照组;以微囊藻毒素为主要溶藻产物进行毒性试验发现,其半抑制质量浓度为1096．92μg·L-1,水体藻毒素质量浓度低于20μg·L-1时其生物毒性较低。     

溶藻放线菌对铜绿微囊藻和小球藻竞争生长的影响

从土壤中分离获得l株对铜绿微囊藻有明显抑制作用的橄榄网状链霉菌SG-001（Streptomyces olivoreticuli SG-001）,研究其对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）和小球藻（Chlorefla pyrenoidosa）竞争生长的影响。结果表明：SG-001菌株的活性物质主要存在于无菌滤液中,能够强烈抑制铜绿微囊藻的生长,但对小球藻的生长具有明显的促进作用。当混藻中两种藻细胞初始接种浓度均为4.0×106 mL-1时,在BG11纯培养条件下,添加SG-001无菌滤液有利于小球藻生长,但对铜绿微囊藻抑制作用不明显;而SG-001无菌滤液对天然加富水样中的铜绿微囊藻具有明显抑制作用,在同时接种有铜绿微囊藻和小球藻的混合藻液中,添加SG-001无菌滤液能够明显提高小球藻的生长竞争能力,且水体中氨氮和可溶性总磷的去除率可分别达到85%和93.33%,而铜绿微囊藻在第8天时生长基本被小球藻抑制。     

溶藻细菌HSY-03对赤潮异弯藻抗氧化系统的影响

为研究溶藻细菌HSY-03(Bacillus sp.)对赤潮异弯藻的溶藻机制,采用不同浓度HSY-03无菌上清液处理赤潮异弯藻藻细胞,测定藻细胞光合色素含量、叶绿素荧光效率、细胞内部活性氧(ROS)水平和抗氧化系统活性变化.结果表明,HSY-03无菌上清液作用24 h之后,赤潮异弯藻叶绿素a含量、类胡萝卜素含量和最大光...     

溶藻微生物菌群的富集及其溶藻因素

为探索行之有效的抑制藻类水华暴发的途径,采集重庆地区蓝藻爆发水域的环境水样,与铜绿微囊藻多次重复共培养富集出具有溶藻能力的高效溶藻液,显示出强而稳定的溶藻能力.通过离心、膜过滤、温度及抗生素因素分析溶藻活性物的主要特性.结果显示:离心处理该高效溶藻液,3 000 r/min离心5 min便可沉淀溶藻活性物,7 000 r/min离心5 min后上清液便失去溶藻能力;膜过滤处理该高效溶藻液,溶藻活性物不能通过2μm的滤膜;温度处理该高效溶藻液,45℃水浴处理10 min即可使其溶藻活性显著降低,48℃水浴处理10 min便可使其完全失去溶藻能力;抗生素处理该高效溶藻液,加入放线菌酮对其溶藻能力没有影响,加入氯霉素对其溶藻能力稍有影响,加入四环素则丧失溶藻能力,抗生素处理结果说明溶藻活性物不是真菌,革兰氏阳性菌的缺失对溶藻活性的影响要大于革兰氏阴性菌;LB培养基分离的单菌落都没有显示出显著的溶藻活性.本研究表明多轮富集的高效溶藻液具有显著稳定的溶藻效果,溶藻液经离心、膜过滤、高温及添加抗生素的结果均显示溶藻因素是细菌,单菌落培养结果说明其溶藻活性依赖于多种细菌组成的微生物菌群共同作用.     

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.     

干粉菌剂保护剂对溶藻菌溶藻效果与稳定性能的影响

针对液体菌剂在使用过程中易受杂菌污染以及运输过程中存储不便等问题,选取蔗糖、甘油、谷氨酸钠、脱脂乳粉等4种常见材料做干粉菌剂保护剂,真空冷冻干燥条件下,以小麦粉作为载体,分析不同浓度保护剂作用下的活菌数量及冷冻干燥前后的活菌率变化,作为探究4种保护剂在干粉菌剂制备过程中保护作用与机理的依据.实验结果表明,浓度为10%蔗糖溶液、10%甘油溶液、4%脱脂乳粉溶液以及8%谷氨酸钠溶液做保护剂时活菌率最高、活菌数最大,蔗糖浓度为10%,冷冻干燥前液体菌剂中溶藻菌的数量约为9.65×10~9 CFU·mL~(-1),冷冻干燥后干粉菌剂中溶藻菌数量约为15.20×10~9 CFU·mL~(-1),溶藻菌成活率为157.51%,高于其他3种保护剂.整个溶藻过程大致持续8 d,在第8 d时,蔗糖作保护剂的菌剂溶藻率达96.04%,以甘油作保护剂菌剂溶藻率达96.11%,菌剂中含有谷氨酸钠和脱脂乳粉,溶藻率分别为94.14%和94.22%.蔗糖和甘油在菌体新陈代谢过程中对菌的保护能力较强,溶藻菌菌体数量多,成活率高,菌体稳定性好,溶藻效果比液体菌剂稍差.     

非生物胁迫诱导青蒿素生物合成基因的表达

对离体培养青蒿试管苗中3个青蒿素合成相关基因的非生物胁迫诱导表达模式进行了初步研究.半定量RT-PCR测定结果表明,当暴露于冷、热和紫外光后,青篙植株的紫穗槐-4,11-二烯合酶基因(ADS)和细胞色素P450单加氧酶基因(CYP71AV1)转录上调;相反,在未经胁迫处理的情况下,ADS和CYP71AV1基因的表达水平较低,而在胁迫处理前后细胞色素P450还原酶基因(CPR)转录所产生的mRNA均保持恒定.同时,冷胁迫的诱导效果也得到实时荧光定量RT-PCR测定数据的支持.经低温锻炼的青蒿试管苗,其ADS和CYP71AV1基因的转录产物拷贝数比对照分别提高11倍和7倍,而CPR基因的mRNA拷贝数与对照基本持平.短暂预冷处理还可显著提高青蒿试管苗的青蒿素含量,达到7.5～8.8 mg/g干重,比对照提高66.7%～95.6%,为进一步探索利用环境胁迫促进青蒿素高产的新途径提供了可能性.图2表3参21     

外源Cd对小白菜吸收与分配Cd、Zn的影响

采用盆栽试验研究外加Cd处理下红沙泥田和乌栅土中小白菜(Brassica chinensis L.)[四月慢(SYM)和高梗白(GGB)]对Cd、Zn的吸收与分配规律.结果表明:(1)小白菜对Cd、Zn的吸收积累受土壤类型、蔬菜品种和外源Cd剂量的影响,四月慢吸收Cd能力比高梗白强,外加Cd处理、土壤、品种间的正交互作用使小白菜植株Cd/Zn比值提高;(2)小白菜食用部位Cd/Zn比值并不服从于植株对Cd、Zn的总吸收量之比,而是取决于其在根和地上食用部位中的分配,Cd的地上部分配系数为56.3%～71.1%,而Zn则为77.6%～80.6%.在一定Cd处理水平下,地上部Cd分配系数下降,而Zn分配系数无明显变化,从而减缓了Cd/Zn比值升高的趋势,使小白菜地上部受Cd毒害的风险性降低;(3)2种小白菜对Cd和Zn的吸收动态随生长时间不同而异,Cd积累量随时间延长呈不断增加趋势,而对Zn的吸收积累能力自苗期后缓慢降低.这种差异使小白菜生长后期Cd/Zn比值升高,从而提高了小白菜Cd暴露的潜在风险.此现象在红壤加Cd处理下表现尤其明显.     

活性炭及不同土壤吸附-超临界CO2再生四氯乙烯的特性

为解决干洗店等清洗行业排放的含四氯乙烯(PCE)三废的环境污染问题,开发一种使用经济、适用、有效且无污染的处理技术,需要收集相关的基础参数.文章研究了活性炭及兰州市三种不同的土壤对水中PCE吸附特性及超临界CO2再生活性炭及土壤萃取回收PCE的特性,结果表明,活性炭与土壤吸附水中PCE达到平衡的时间均为7 d,吸附等温线均可用Freundlich等温式拟合,且有较好的相关性;活性炭与不同土壤对PCE吸附能力差异较大,吸附能力由大到小为活性炭>林土>灌淤土>黄绵土,且土壤的吸附能力与土壤有机质、含水率及pH值关系密切;超临界CO2再生活性炭与土壤回收PCE,分别在35 ℃、20 MPa和60 ℃、20 MPa这样不太苛刻的条件下通过调整S/F值可获得较高的回收率,为PCE的污染治理技术提供理论依据.     

菲对黑麦草根系几种低分子量分泌物的影响

有机污染的植物修复过程与植物根系分泌密切相关,近年来,对于持久性有机污染多环芳烃的植物修复研究得到了很大发展,但对于多环芳烃污染下植物根系分泌物的研究很少.该实验以多年生黑麦草(Lolium perenne L.)为供试材料,以营养液栽培方式研究了在多环芳烃菲处理下,黑麦草根系对几种低分子量有机物的分泌情况.研究结果显示,黑麦草根系分泌有机酸、总糖以及氨基酸的量都随菲质量浓度的上升而变化.黑麦草根系分泌的低分子有机酸主要为草酸,在菲处理下,低分子有机酸的组成无明显变化,但含量随菲质量浓度上升而提高(由对照时的2.33 mg·g-1 FW升高至8 mg·L-1时的4.75 mg·g-1 FW);总糖和氨基酸含量均随菲质量浓度上升出现先升高后下降的趋势,但是最高值出现的菲质量浓度不同,从含量上来看,有机酸是黑麦草根系低分子量分泌物的主要部分.结合其它研究结果分析,植物分泌的有机酸可能在加速多环芳烃清除中发挥了重要作用.     

硅酸盐、腐殖酸对Cr污染土壤中小白菜生理及吸铬量的影响

针对在铬污染区土壤中的叶菜类吸铬量是果菜类2~3倍,以及硅酸盐或腐植酸在重金属污染土壤上的最佳施用量研究较少的问题,为保障蔬菜的品质安全,文章通过土壤盆栽试验,研究硅酸盐、腐殖酸不同用量对Cr污染土壤中小白菜(Brassica Chinensis)生理指标和吸铬量的影响.结果表明,施低质量分数的硅酸盐(1.0 g·kg-1)效果最佳,既能提高受Cr污染小白菜的生物量、叶绿素相对含量,又能减轻Cr毒害对抗氧化酶系统中SOD酶活性的抑制,缓解小白菜受到的过氧化胁迫,有效降低小白菜吸铬量;高质量分数硅酸盐(2.0 g·kg-1)对生长产生抑制.腐殖酸在设计的3个质量分数水平上均不能有效降低小白菜吸铬量,对生长的促进作用也不明显.