微生物控制水华藻的研究进展

水华藻的过度繁殖及引发的水生生态系统的安全问题亟待解决。随着溶藻微生物逐步发现,以微生物手段治理水华,越发得到广泛的关注和认可。在概述微生物抑藻研究现状及机理的基础上,从提高微生物对水华藻的控制效率和保障环境安全性的角度对水华的微生物防治进行了探讨,以期为实际应用微生物治理水华提供参考,并为微生物抑藻实践中可能出现的问题提供解决方法的理论依据。     

溶藻细菌L7(Algicidal Bacteria Strain L7)与中肋骨条藻(Skeletonema costatum)的相互作用

将6组不同初始种群密度的溶藻细菌L7(Bacillus cereus)菌悬液和添加了溶藻细菌L7胞内、外代谢产物的2216E培养液加入到中肋骨条藻(Skeletonema costatum)悬浮液中,将5组不同初始种群密度的中肋骨条藻悬浮液和添加了中肋骨条藻胞内外代谢产物的f/2-Si培养液加入到溶藻细菌L7悬浮液中,探讨溶藻细菌L7和中肋骨条藻的相互作用。在第7天时,L7胞外代谢产物使中肋骨条藻细胞数量下降95.42%,表现为间接溶藻,胞内代谢产物使藻细胞数量增长361.47%,表现为加快藻增长。L7初始种群密度为3.89×106 cfu/mL和3.89×107 cfu/mL时,在第7天藻细胞数量均下降80%以上;初始种群密度为3.89×102~3.89×104 cfu/mL时,在第7天L7促进藻生长。中肋骨条藻种群密度为3.89×103 cells/L、3.89×104 cells/L及3.89×106 cells/L时,最迟于第7天,L7种群密度开始低于对照组,即中肋骨条藻能够在一段时间后抑制L7生长。从第4天开始,中肋骨条藻胞外代谢产物使L7种群密度低于对照组,即中肋骨条藻对L7产生抑制作用;胞内代谢产物对L7生长的影响不明显。     

海洋细菌N3对几种赤潮藻的溶藻效应

从深圳大鹏湾南澳赤潮暴发海域的表层沉积物中分离得到1株海洋溶藻细菌(编号N3),以三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)和常见赤潮生物锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)、海洋原甲藻(Prorocentrum micans)和中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)为实验藻种,利用液体感染法研究了该株溶藻细菌的溶藻效应及溶藻方式.结果表明,菌株N3对中肋骨条藻和三角褐指藻均无溶藻活性,而菌悬液的体积分数为2%和10%时分别对锥状斯氏藻和海洋原甲藻有较好的溶藻效果,但溶藻现象不同.菌株N3可使锥状斯氏藻的细胞变形,胞内物质分布不均匀并最终死亡;使海洋原甲藻的藻细胞膨胀变形,细胞膜内物质聚集于一端,最终藻细胞破裂死亡.菌株N3对锥状斯氏藻和海洋原甲藻的溶藻方式相同,均以直接溶藻为主.菌株N3的菌悬液以2%、1%和0.1%的体积分数接种到锥状斯氏藻藻液中时,细菌的密度整体上呈下降趋势,2%处理组中藻细胞在120 h内全部死亡,而1%和0.1%处理组藻细胞的增长率略低于对照组.菌株N3的菌悬液以10%、5%和1%的体积分数接种到海洋原甲藻藻液中时,细菌的密度呈下降趋势,10%和5%处理组中藻细胞至120 h时死亡率分别为78%和70%,而1%处理组的藻细胞与对照组无显著差异.电镜观察、生理生化鉴定及16S rRNA鉴定结果表明,菌株N3为芽胞杆菌属(Bacillus sp.).     

一株溶铜绿微囊藻真菌的分离与鉴定

从土壤中分离得到一株具有溶藻能力的真菌,命名为J20。经形态学和18srDNA序列对比分析鉴定,J20菌株属于青霉属(Peniciliium)。研究了J20菌株对铜绿微囊藻DS的溶藻效果,初步探讨了其溶藻方式及溶藻物质。结果表明:该菌株对铜绿微囊藻DS有一定的去除效果,实验第3天时,试验组比对照组的叶绿素a减少达82%;该菌株培养物的最低有效抑藻效应浓度为1∶100(即向100mL藻液中加入1mL菌液);该菌株通过分泌胞外产物的方式溶解铜绿微囊藻且溶藻物质主要为具有热稳定性的非蛋白类物质。     

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。     

一株具有藻毒素降解和溶藻功能细菌的分离鉴定

从太湖水华腐烂蓝藻中富集筛选出一株编号A-8的细菌。该菌株菌落圆形、灰白色,革兰氏染色阴性,氧化酶阴性,接触酶阳性;分子系统进化树显示为溶血不动杆菌。根据以上结果,将此菌株鉴定为溶血不动杆菌。此外,对这株菌降解微囊藻毒素、不同生长时期的细菌的溶藻效果及溶藻专一性进行了研究。结果显示:该菌在3 d时间里将藻毒素降解了30.4%;细菌通过分泌胞外物质溶藻,细菌在衰退期时胞外分泌物的溶藻效果最好;该菌还对瘤状念珠藻、颤藻等9种蓝藻有溶藻作用。     

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.