一株溶藻细菌的分离鉴定及其溶藻特性

从对藻类及藻毒素有良好去除作用的海绵固定化微生物系统中分离到一株溶藻细菌P0 7,对该菌溶解铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)、栅藻(Scenedesmus)及小球藻(Chlorella)的效果、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,该菌株不但对铜绿微囊藻具有良好的溶解效果,而且对淡水中常见的栅藻及小球藻也具有良好的去除作用.初始菌浓度越大,溶藻效果越明显,达到最佳溶藻效果的时间越短.当菌浓度为2 . 4×10 7个·mL- 1 时,3d后铜绿微囊藻的去除率可达到81 .67% .该菌溶藻无需菌体与藻细胞直接接触,是通过分泌某种非蛋白质类物质溶藻.该菌革兰氏染色呈阳性,可运动;不能利用大多数常见碳源.16SrDNA序列分析表明,P0 7菌株与多株芽孢杆菌的16SrDNA核苷酸序列的同源性均在99. 7%以上,归属于芽孢杆菌属.     

芦苇化感物质对藻类细胞膜选择透性的影响

以藻类渗出的K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺浓度为表征,以ICP-MS检测为手段,研究了芦苇抑藻化感物质2-甲基乙酰乙酸乙酯(eathyl-2-methyl acetoacetate, EMA)对铜绿微囊藻、蛋白核小球藻和普通小球藻细胞膜选择透性的影响. 结果表明, 在实验条件下, 铜绿微囊藻和蛋白核小球藻细胞经煮沸完全破坏细胞膜时K⁺渗出量为1 .45、1 .59 μg·(10⁹ cell)^-1, 当EMA浓度为2 mg·L^-1时, 铜绿微囊藻和蛋白核小球藻的K⁺渗出量为1 .38、1 .40 μg·(10⁹ cell)^-1,当EMA浓度为4 mg·L^-1时, 铜绿微囊藻和蛋白核小球藻的K⁺渗出量为1 .44、1 .58 μg·(10⁹ cell)^-1,离子渗出量达到完全破坏细胞膜最大渗出量的95%以上. EMA浓度为4 mg·L^-1时,普通小球藻的细胞内K⁺渗出量为0 .64 μg·(10⁹ cell)^-1, 仅为完全破坏细胞膜后K⁺渗出量的31 .5%. EMA对Mg²⁺、Ca²⁺的渗出量的影响规律与K⁺相同. EMA破坏了铜绿微囊藻和蛋白核小球藻的细胞膜,但对普通小球藻的细胞膜透性没有显著影响.这是EMA选择性抑藻的机理之一.     

Isolation and algae-lysing characteristics of the algicidal bacterium B5

Water blooms have become a worldwide environmental problem.Recently,algicidal bacteria have attracted wide attention as possible agents for inhibiting algal water blooms.In this study,one strain of algicidal bacterium B5 was isolated from activated sludge.On the basis of analysis of its physiological characteristics and 16S rDNA gene sequence,it was identified as Bacillusfusiformis.Its algae- lysing characteristics on Microcystis aeruginosa,Chlorella and Scenedesmus were tested.The results showed that:(1)the algicidal bacterium B5 is a Gram-negative bacterium.The 16S rDNA nucleotide sequence homology of strain B5 with 2 strains of B.fusiformis reached 99.86%,so B5 was identified as B.fusiformis;(2)the algal-lysing effects of the algicidal bacterium B5 on M.aeruginosa, Chlorella and Scenedesmus were pronounced.The initial bacterial and algal cell densities strongly influence the removal rates of chlorophyll-α.The greater the initial bacterial cell density,the faster the degradation of chlorophyll-α.The greater the initial algal cell density,the slower the degradation of chlorophyll-α.When the bacterial cell density was 3.6 x l07 cells/ml,nearly 90% of chlorophyll-αwas removed.When the chlorophyll-αconcentration was less than 550μg/L,about 70% was removed;(3)the strain B5 lysed algae by secreting metabolites and these metabolites could bear heat treatment.     

南京玄武湖微囊藻水华种类组成的研究

2005-08～2006-10采集蓝藻水华样品, 通过形态学特征和ITS序列分子标记的方法对南京玄武湖水华的优势种类进行了鉴定. 结果表明,玄武湖水华主要由微囊藻构成, 通过形态特征鉴定主要种类为铜绿微囊藻(M. aeruginosa)、M. novacekii 和惠氏微囊藻(M. wesenbergii). 3种藻的生物量在水华中的相对比例分别为30%～45%、35%～40%和10%～15%. 采用分子标记的方法对２种优势种类进行了分子鉴定. PCR扩增ITS序列并进行测序, 通过基因序列比对和基于ITS序列的系统发生树分析, 进一步确定了优势种类为M. aeruginosa和M. novacekii; 通过检测产毒基因mcyB来确认2株优势微囊藻的产毒特性, PCR扩增结果均出现了大约为780 bp的特异性片段, 表明这2种藻均为产毒种. 对水华提取物的高效液相色谱(HPLC)测定表明, 玄武湖水华中微囊藻毒素的种类主要是MC-LR和MC-RR.     

铜绿微囊藻生长的营养动力学

应用Monod方程考察氮、磷营养盐对铜绿微囊藻生长的影响.分别计算得到铜绿微囊藻对总磷的半饱和常数Ks_P与对总氮的半饱和常数Ks_N.结果表明:Ks_N>Ks_P,说明总磷对铜绿微囊藻生长的影响大于总氮.铜绿微囊藻的现存量(X)与特定增长率(μ)随着总磷或总氮浓度的升高而升高,但都存在拐点.当总磷或总氮为单一限制性底物时,铜绿微囊藻特定增长率快速增加的总磷与总氮浓度区间分别为:0.005～0.2mg/L与0.01～2mg/L;由于铜绿微囊藻对氮磷亲和力(半饱和常数)的不同,氮磷比对铜绿微囊藻生长的影响并不表现在一个确定值上,也不能用某一确定比例来衡量一个特定水环境中影响铜绿微囊藻生长的限制性营养元素,而应结合氮、磷浓度与氮磷比进行综合考察确定.     

氮磷对微囊藻和栅藻生长及竞争的影响

为了揭示不同营养条件下,藻类优势种的形成规律,选取了3种具有代表性水体的营养盐浓度,对于蓝藻水华的常见种铜绿微囊藻和绿藻水华的常见种四尾栅藻进行了竞争实验.通过竞争抑制参数对相互间的竞争关系进行了分析.结果表明,在贫营养水平下,栅藻的存在能够刺激微囊藻的生长,N/P值越小,刺激作用越明显,微囊藻也能刺激栅藻的生长;富营养水平下,竞争抑制作用与N/P有关;超富营养水平下,栅藻对微囊藻的抑制能力约为微囊藻对栅藻的抑制能力的3倍,N/P值的变化对竞争抑制作用的影响不明显.在较低氮磷浓度的水体中,微囊藻容易成为优势种,而在较高的氮磷浓度的水体中,四尾栅藻更容易成为优势种.     

填充床放电等离子体反应器对铜绿微囊藻的生长抑制

研究了放电等离子体反应器中气量和填加固体玻璃球介质对铜绿微囊藻生长抑制和过氧化氢产量、能量与pH对藻生长抑制,以及填充床反应器对藻叶绿素a和细胞数的影响.结果表明,气量的增加和玻璃球介质的填加虽然提高了放电等离子体反应器处理当天对藻生长抑制的效果,但作用不明显;而随着处理后放置培养时间的增加,藻的光密度先略微增加后显著下降,在气量为0.75 m3/h的填充床放电等离子体反应器中,处理40 min后的样品在放置培养到第5 d时,藻的光密度去除率达到了87.3%;过氧化氢产量也随气量的增加和玻璃球介质的填加而得到提高,尤其是固体玻璃球介质的填加使得放电40 min时(气量为0.75 m3/h),过氧化氢的浓度即从无添加玻璃球介质时的4.6μmol/L提高到了38.3μmol/L,进而提高系统在处理后放置培养过程中过氧化氢对藻的破坏作用;向填充床放电等离子体反应器注入的能量越大,藻生长抑制的效果越明显;弱碱性处理条件对藻生长抑制的作用比弱酸性明显,且酸性溶液在处理当天pH升高,碱性溶液降低,但在放置培养期间均趋于中性;该填充床反应器对藻叶绿素a浓度和细胞数的去除效果显著,在处理40 min后放置培养的第5 d,叶绿素a浓度和细胞数去除率全部达到100%.     

芦苇化感物质EMA对铜绿微囊藻生长及藻毒素产生和释放的影响

研究了芦苇化感物质2-甲基乙酰乙酸乙酯（ethyl-2-methylacetoacetate,EMA）对铜绿微囊藻PCC7806的生长抑制特性以及对微囊藻毒素MC-LR产生和释放的影响.结果表明,EMA在培养1周内对铜绿微囊藻PCC7806具有较强的抑制作用,EC_50,7d值为2.0 mg·L^-1,但EMA的抑制效果随时间的延长而减弱.整个培养期间,EMA对MC-LR的胞外释放无显著影响.培养7　d后,单位藻细胞内MC-LR的含量随EMA浓度的增加而升高,EMA投加浓度为1.5　mg·L^-1时,单位藻细胞MC-LR的含量为25 ng·(10⁶个)^-1,比对照组增加了39%.但单位体积培养液中MC-LR总量（胞内和胞外的总和）随EMA浓度增加先略微升高后显著降低,EMA投加浓度为3 mg·L^-1时,培养液中MC-LR胞内胞外总量为28 μg·L^-1,约为对照组的一半;16　d后,EMA对单个细胞内MC-LR的含量以及MC-LR总量均无显著影响.     

芽孢杆菌Z5溶铜绿微囊藻特性研究

从利用铜绿微囊藻液人工驯化的活性污泥中分离出一株编号为Z5的溶藻细菌,通过生理生化实验及16S rDNA序列分析,鉴定为芽孢杆菌.研究了Z5菌对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa PCC 7806)的溶藻能力,考察了不同生长期的Z5菌无菌滤液及添加比例对铜绿微囊藻生长的影响.结果表明,作用6d后,Z5菌稳定期的无菌滤液对处于稳定期的铜绿微囊藻的去除效果达到91.36%.在4%~12%的投加范围内,无菌滤液的投加量与对铜绿微囊藻生长的抑制作用和溶解作用呈正比.研究表明芽孢杆菌Z5是通过分泌具有部分热稳定性的溶藻活性物质进行溶藻.     

不同形态磷源对铜绿微囊藻与附生假单胞菌磷代谢的影响

实验研究磷酸二氢钠、β-甘油磷酸钠(Na-β-glycerophosphat,NaGly)、磷酸钙和卵磷脂(lecithin ,LEC) 4种不同形态的磷源对铜绿微囊藻的生长代谢及其与附生假单胞菌磷代谢关系的影响.测定了微囊藻的生长,水中磷浓度的变化,碱性磷酸酶活性(alkalinephosphataseactivity ,APA)和微囊藻中总磷含量的变化.结果表明,附生假单胞菌的存在能促进铜绿微囊藻的生长,并可以将微囊藻不易直接吸收的磷形态转化为磷酸盐等物质供微囊藻利用.碱性磷酸酶在微囊藻和X菌利用大分子有机磷的过程中起重要作用.     

缺磷及高光照条件下紊动对铜绿微囊藻生长的影响

通过试制隔栅搅拌模拟紊动装置,设置格栅转动频率为0,500,1000,1500Hz（对应紊流能量耗散率范围0～8.93×10^-3m²/s³）,研究高光照与缺P的不利环境条件下紊动对铜绿微囊藻生长的影响.结果发现,在高光照（8000lx）下,微囊藻生长明显受到抑制,静止条件下藻浓度仅为正常光照的47.7%,但紊动可一定程度上减缓高光环境的影响,其中高光照下1000Hz组藻浓度最高,相对静止提高了1.8倍.高光照试验组的叶绿素a含量是正常光照条件1.52~1.78倍,因此高光照并未促进藻细胞的生长分裂,而叶绿素a的大量累积可能是铜绿微囊藻应对高光照不利条件作出的抵御反应.在缺P条件下,藻生物量仅为正常营养条件1/6~1/4,但随紊动强度增加,藻生物量略有增加,而叶绿素较初始浓度增加明显,其中1000Hz组生长情况最好.水体紊动可缓解高光照、缺P等恶劣环境条件对铜绿微囊藻生长的抑制,叶绿素a的累积可能是藻细胞对不利环境条件的响应.     

NO2——N对铜绿微囊藻生理特性的影响

采用藻类生物测试标准方法研究了不同NO2--N初始浓度条件下铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的生长及生理变化.结果表明,相对BG11(NO2--N初始浓度为0)培养基,低初始NO2--N浓度(1,10mg/L)条件下铜绿微囊藻生长良好;高NO2--N初始浓度(20,30,40mg/L)条件下藻生长缓慢甚至停滞. NO2--N初始浓度由10mg/L到30mg/L,亚硝酸还原酶(NiR)活性和过氧化氢酶(CAT)活性呈增加趋势;在NO2--N初始浓度分别为20~30mg/L和20~40mg/L时,叶绿素a(Chl-a)含量和丙二醛(MDA)含量随NO2--N浓度增大而逐渐升高;在初始NO2--N浓度0,1,10,20,30mg/L条件下硝酸还原酶(NR)没有明显变化.这表明,铜绿微囊藻在NO2--N初始浓度10,20,30mg/L条件下能维持一定的生长,主要由于藻叶绿素含量的增加,NiR活性和防止细胞过氧化的酶CAT活性的提高所致.     

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。     

基于高光谱特征提取的藻类叶绿素a反演模型

选取自然界中分布较广泛的小球藻和铜绿微囊藻为研究对象,进行室内藻类光谱试验,同步测定其ρ(叶绿素a),并分别建立基于混合高斯函数的小球藻和铜绿微囊藻高光谱信息模型. 在此基础上,利用模拟退火算法实现模型的非线性参数拟合,提取这2种藻的高光谱特征,通过非线性回归分析,反演得到分解后的高光谱信息模型的峰高(h_i)与ρ(叶绿素a)的定量模型,实现对水体中小球藻和铜绿微囊藻ρ(叶绿素a)的预测. 结果表明:藻类高光谱特征提取算法能有效揭示小球藻和铜绿微囊藻的光谱本质特征,并得出相应的小球藻和铜绿微囊藻叶绿素a反演模型.      

硅藻土强化混凝去除铜绿微囊藻的影响因素研究

以原水中常见的铜绿微囊藻为研究对象,研究了联合硅藻土与聚合氯化铝(PAC)强化混凝去除铜绿微囊藻的效果.考察了PAC和硅藻土的投加量、溶液pH值、天然有机物腐植酸(HA)对藻和浊度去除的影响,并用zeta电位分析方法对混凝剂的静电中和能力进行表征.结果表明:硅藻土具有良好的助凝作用,投加其有助于改善絮体的沉降性能,提高铜绿微囊藻的混凝去除效果,PAC为6mg/L,pH值为7~8,硅藻土投加量为30mg/L时,叶绿素a(Chl-a)去除率可达96%,剩余浊度低于0.9NTU. HA存在会明显抑制铜绿微囊藻的混凝去除,当HA浓度大于1.0mg/L时, Chl-a去除率大幅度下降同时剩余浊度明显上升,硅藻土的投加可以在一定程度上缓解负面作用.     

盐度对化感物质青蒿素胁迫下铜绿微囊藻生长及叶绿素荧光的影响

化感物质青蒿素已被证明具有良好的控制蓝藻水华的作用。为探究盐度存在情况下,青蒿素对铜绿微囊藻的胁迫作用是否受到影响,在0～15‰盐度条件下,测定青蒿素对铜绿微囊藻生长、叶绿素a含量以及叶绿素荧光参数的影响。结果表明：铜绿微囊藻具有一定的适盐性,5‰的盐度可以促进铜绿微囊藻生长,但盐度>10‰则对藻产生显著抑制作用。加入化感物质青蒿素后,低盐度对藻的促进作用消失,盐度强化了青蒿素对铜绿微囊藻的抑制和对光合系统的破坏,具体体现在破坏铜绿微囊藻光合色素、光合作用结构,降低光合反应中心的活性,降低PSⅡ受体侧的电子传递能力等方面。研究成果中为青蒿素在微咸水中的应用提供参考。     

高浓度酚降解菌的选育及其降酚性能

以苯酚为唯一碳源,对活性污泥进行筛选及驯化,得到能降解高酚浓度的优势降酚菌.该混合菌在15h内将1700mg/L浓度的酚完全降解,同时使COD降至102.9mg/L,降解率达到96.9%.经分离纯化,得到4种不同的单一菌株,并对各菌株的菌属进行了初步鉴定.同时,还考察了初始酚浓度、菌投加量、温度、pH等因素对降酚菌降解COD和酚的影响.混合菌的降酚效果要优于所分离出的4种单菌株.     

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).     

高效苯酚降解菌Bacillus sp.L5-1的分离及其降解特性

从污水处理厂活性污泥中分离筛选出一株高效苯酚降解菌L5-1,经菌落形态观察和16S rDNA基因测序,结果表明菌株L5-1为蜡样芽胞杆菌（Bacillus cereus）,美国国家生物信息中心（NCBI）的注册号为MN784421.将苯酚设置为唯一碳源,对其生长和苯酚降解特性展开研究.结果表明：菌株L5-1在10%接种量、温度30~35℃、pH值7~8的条件下,均能高效降解培养基中苯酚（培养基体积为100mL,初始苯酚浓度为500mg/L,14h时降解率>93%）.而在最优降解条件下（10%接种量,培养温度为35℃,pH值7.0,NaCl浓度为1%）,初始苯酚浓度为500mg/L,菌株在14h内的苯酚降解率可达97.1%;而当初始苯酚浓度为1000mg/L,菌株也可在46h内达到97.71%的降解率.运用Haldance方程动力学模拟菌株在不同浓度苯酚下的生长过程,其最大比生长速率为0.355h^-1,半饱合常数104.27mg/L,抑制常数为322.83mg/L,R²=0.997.菌株L5-1为目前已报道的Bacillus菌属中降解苯酚能力较强的菌株,为实际处理含酚废水中提供理论参考.     

氮磷营养盐水平对灰化薹草浸泡液化感抑藻的影响

为了解不同氮、磷营养盐水平下植物化感作用对铜绿微囊藻生长的影响,以鄱阳湖洲滩优势植物灰化薹草为研究对象,在室内控温、控光无菌条件下,采用锥形瓶批式培养法,分别观测3组氮、磷营养盐水平〔5.0、0.5 mg/L（超富营养）;2.0、0.2 mg/L（富营养）;1.0、0.1 mg/L（中营养）〕条件下,灰化薹草质量浓度（以干质量计）为0（对照组）、0.05、0.1、1.5、3和6 g/L时,培养液中铜绿微囊藻细胞密度.通过对比分析铜绿微囊藻的生长曲线、最大比增长率和抑制率得到不同培养条件下铜绿微囊藻生长特征的差异.结果表明:在超富营养和富营养水平下,灰化薹草浸泡液对铜绿微囊藻的生长均呈现“低促高抑”现象,抑制率分别在-23.3%~26.1%和-10%~76.5%之间,由促转抑时灰化薹草质量浓度分别为3和1.5 g/L;而在中营养水平下抑制铜绿微囊藻生长,抑制率在1.6%~85.6%之间.铜绿微囊藻最大比增长速率随氮、磷营养盐水平表现为超富营养（0.81~0.88 d-1）>富营养（0.55~0.80 d-1）>中营养（0.40~0.76 d-1）.相同灰化薹草质量浓度对铜绿微囊藻的化感抑制作用,随氮、磷营养盐水平的增加而降低.3组氮、磷营养盐水平间最大比增长速率的差值,随灰化薹草质量浓度的增加而增大.研究显示,水体氮、磷营养盐对植物化感抑藻起着重要作用,因此利用植物化感控藻效果需综合考虑水体氮、磷质量浓度.