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。

芽孢杆菌dhs-330-021对链状亚历山大藻的溶藻机理研究

目的:本实验室通过转座突变技术获得了一株高产表面活性物质的芽孢杆菌dhs-330-021,研究其对链状亚历山大藻的抑制效果,及其溶藻作用方式。方法:在链状亚历山大藻的培养液中添加dhs-330-021的发酵液等,间隔一定时间计数获得藻细胞的数量。结果:菌株dhs-330-021培养后期的发酵液溶藻效果好于培养前期和中期;在一定浓度范围内,dhs-330-021的发酵液对不同生长期的链状亚历山大藻均有溶藻效果,其中对延滞期和稳定期效果最好;菌株的发酵液和无菌上清液的溶藻效果明显,而菌悬液溶藻效果较差。结论:菌株dhs-330-021能显著抑制链状亚历山大藻的生长,其溶藻方式属于间接溶藻。

一株铜绿微囊藻溶藻菌的溶藻机理研究

以铜绿微囊藻为溶解对象,从巢湖中分离到1株溶藻菌H2。探讨了菌株H2对铜绿微囊藻的溶藻方式,菌株H2胞外活性物质的溶藻特性。结果表明,菌株H2是间接溶藻。溶藻菌起溶藻作用的胞外分泌液中活性物质主要为分子量小于3.5k D的物质,并且活性物质是混合物质;菌株胞外分泌液经乙醇沉淀后,上清液部分的溶藻率大于沉淀部分,为52.50%;胞外分泌液经不同温度和酸碱度处理后,在25℃、p H=12.0时,活性较强,溶藻率分别为98.0%和97.1%;胞外分泌液中活性物质具有一定的抗氧化性。

一株溶藻菌 Zobellella sp. B307对太平洋亚历山大藻的溶藻特性及作用机制研究

为研究溶藻菌对赤潮甲藻的作用机制,本文从胶州湾沉积物中分离得到的一株耐盐菌株Zobellella sp.B307,并研究了该菌株对太平洋亚历山大藻(Alexandrium pacificum)的抑制效果,从细胞结构、生理水平和分子水平探究了该菌株的抑藻途径及作用机制。结果表明,该菌株的抑藻途径为分泌胞外活性物质的间接溶藻,72 h的溶藻率高达91%。溶藻过程中藻细胞壁破损,叶绿素a和总蛋白含量显著下降,藻细胞的活性氧(ROS)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著高于对照组,这表明溶藻物质对藻细胞造成的强烈氧化损伤是导致其死亡的直接原因。热休克蛋白基因(HSP)表达量显著上调,说明溶藻物质激发藻细胞产生的ROS在激活抗氧化系统的同时诱导产生HSP70,二者联合清除ROS以减缓藻细胞受应激损伤的程度;A.pacificum的网格蛋白基因(Clathrin)表达量显著上调,表示由网格蛋白介导的胞吞作用明显增强,进而说明为减轻光合营养功能受损造成的影响,藻细胞的异养功能增强。本研究结果有助于诠释菌藻关系,更为探究赤潮治理的生物方法提供重要的理论支持和实践指导。

Chryseobaterium sp.S7溶藻过程光谱学特性及机理研究

藻类的大量繁殖对饮用水源、养殖业、旅游业以及人类健康造成了极大的影响。溶藻细菌作为一种生物控制手段,在控制藻类爆发方面显示出了极大的潜力。课题组前期分离获得一株金黄杆菌属溶藻菌Chryseobaterium sp.S7,研究发现该菌株具有明显的溶藻作用,作用方式为通过分泌溶藻物质进行间接溶藻,为进一步揭示该菌的溶藻特征及机理,以铜绿微囊藻为目标藻种,运用UV-Vis,EEMs,FTIR和FCM技术,分析Chryseobaterium sp.S7溶藻过程的光谱特性。实验结论如下:将菌株发酵液与藻液共培养7 d,利用UV-Vis和EEMs技术对藻细胞Chla含量与PC荧光值变化趋势进行分析,结果显示:藻细胞Chla含量在第1 d便开始下降,表明在短时间内,细菌胞外溶藻物质便可快速作用于藻细胞,第7 d时Chla去除率为59.37%。藻细胞PC荧光值也呈现下降趋势,与Chla变化趋势表现为一致性,表明在溶藻过程中伴有Chla和PC的减少。FTIR分析结果显示:藻细胞结构中的C=O,C—H,O—H键分别在1 647,2 927和3 475~3 437 cm^-1处的吸收峰强度明显减弱,表明藻细胞内的多糖物质和蛋白质结构可能被破坏,处于2 500~1 700 cm^-1范围的若干小吸收峰则进一步表明藻细胞解体的现象。分别在共培养第3 d和第7 d时对藻液进行PI特异染色,应用FCM对藻细胞PI特异性荧光和Chla,PC自发荧光特性进行分析,结果显示,在细菌S7的溶藻过程中,藻细胞PI特异性荧光逐渐增强,Chla、PC自发荧光呈下降趋势、表明藻细胞膜、Chla、PC三者破坏程度在溶藻过程中具有紧密的内在联系和较高的一致性。溶藻过程中藻细胞表现为多种形式的损伤,且损伤处于动态变化过程中,由Q1(Q5)区细胞按顺序逐步向Q4(Q8)区细胞移动。推测Chryseobaterium sp.S7可能的溶藻过程为:细菌将溶藻活性物质释放到细胞外,溶藻活性物质通过破坏铜绿微囊藻细胞膜中的多糖和蛋白质的结构,增加膜的通透性,进一步破坏胞体内的Chla,PC和DNA/RNA等物质,使藻体裂解死亡,最终形成细胞碎片。通过对Chryseobaterium sp.S7溶藻过程藻细胞的光谱学特性的分析,初步揭示了Chryseobaterium sp.S7的溶藻机理,为微生物控藻及修复技术提供了理论依据。

一株溶藻真菌的分离鉴定及其作用机理研究

从巢湖水体中分离得到了一株具有明显溶藻效果的溶藻真菌,命名为P1,对该菌株溶解铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的效果、溶藻方式进行了研究,利用16S r DNA序列分析对其进行了鉴定。当加入培养4天的P1菌液6天后,铜绿微囊藻的去除率可达到84.7%。该菌株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。16S r DNA序列分析表明,P1菌株与一株霉菌的16S r DNA核苷酸序列的同源性均在100%,归属于霉菌属。

一株嗜盐杆菌对中肋骨条藻的溶藻作用机理研究

藻华是一种全球性的生态灾害,利用海洋溶藻菌治理藻华是藻华治理领域的一个研究热点。文章旨在揭示一株嗜盐杆菌对中肋骨条藻的溶藻作用机理,对溶藻作用下中肋骨条藻细胞形态结构进行了观察,并测定了相关的生理参数,同时研究了溶藻作用对藻细胞光合作用的影响并比较了与氮代谢、抗氧化系统相关酶活性的变化。结果表明,溶藻作用使得中肋骨条藻细胞链状结构发生断裂,细胞多以单细胞形态存在且单细胞长度显著增加,最终细胞原生质体在细胞一端形成泡状后逐渐膨胀破裂。同时,溶藻作用下中肋骨条藻细胞内总蛋白质含量、叶绿素a含量、总氮含量、Fv/Fm、Y(Ⅱ)以及与氮代谢相关的硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶的活性均显著降低,而与抗氧化系统相关的丙二醛含量、超氧化物歧化酶、过氧化物酶的活性显著上升。溶藻物质显著抑制了中肋骨条藻对氮的吸收利用,细胞的正常代谢活动受阻,最终影响到细胞的繁殖分裂。同时细胞内活性氧的增加可能改变了细胞膜的通透性,大量胞外物质透过细胞膜进入细胞内而使细胞膨胀破裂死亡。

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,其中铜緑微囊藻(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.

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,以及溶藻机制研究中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.

一株海洋细菌对中肋骨条藻的溶解效应及其溶藻特性

从山东胶州湾分离得到1株海洋溶藻菌,暂将其命名为JZ-1.根据生理生化及16S rDNA序列分析鉴定,菌株JZ-1属于交替单胞菌属(Alteromonas).研究表明,菌株JZ-1对中肋骨条藻具有很好的溶解效果,它能够破坏藻细胞膜内物质的结构和细胞膜的完整性,使细胞膜内物质流出导致藻细胞死亡.溶藻现象发生在细菌培养液的上清液和0.2μm的过滤液中,而不是在细菌菌体中,这表明菌株JZ-1通过分泌代谢物对中肋骨条藻产生溶解作用,且当菌株JZ-1由对数生长期向稳定期过渡时,其代谢物的溶藻率达到最大.代谢物分子量<5kD,具有热稳定性、耐酸性,但不耐碱.

一株溶藻细菌溶藻活性物质的成份及溶藻机制

针对一株具有明显溶藻效果的蜡状芽孢杆菌L7,应用酶制剂对其胞外溶藻活性物质的成份进行初步判定,并利用光学显微镜和透射电子显微镜,观察水华鱼腥藻细胞形态、结构的变化,在微观层面初步探讨菌株L7溶藻活性物质的溶藻机制。菌株L7的主要溶藻活性物质不是蛋白质、核酸或者脱氧核糖核酸。该溶藻活性物质能破坏水华鱼腥藻细胞的细胞壁,使其细胞质空化,细胞基质外泄,类囊体等结构消失,核物质四散,最终,细胞收缩变形,直至消亡。

海洋溶藻菌的研究进展

有害藻华是公认的全球性海洋环境问题,严重影响海洋生态系统、水产养殖业以及人类健康,寻求一种有效的有害藻华治理方法一直是藻华研究领域的一个热点。近年来有研究发现,某些海洋细菌可直接或间接抑制藻类生长,甚至裂解藻细胞,具有溶藻作用。利用溶藻菌治理有害藻华可保持水体环境生态平衡,是一种较安全、高效的方法,具有广阔的研究和应用前景,已成为藻华研究领域的热点。根据现有报道,文章主要概述了当前国内外有关溶藻菌种类、作用机理及应用方面的研究进展,并分析探讨了海洋溶藻菌领域基础研究以及应用研究方面未来的发展方向。

溶藻细菌控制蓝藻藻华的研究进展

应用生物法控制蓝藻具有高效、无二次污染等优点,现已成为国内外学者的研究热点。本文从溶藻方式、溶藻机理和溶藻活性物质等方面对溶藻细菌及其活性物质的研究进展进行了总结归纳,并提出了其在应用方面的几点建议,以促进溶藻细菌工程的发展。

海洋溶藻功能菌作用机理研究的若干进展

基于"菌—藻关系"的理念,深入探讨海洋溶藻功能细菌作为潜在的有效防治有害藻华的微生物,已成为学者们的研究热点。但大多的研究主要涉及菌株的分离、鉴定及功能活性物质的纯化,溶藻机理的研究鲜有报道。主要概述了当前国内外海洋环境中溶藻功能细菌溶藻机理的研究进展,并探讨分析了利用海洋溶藻功能细菌防治有害藻华的未来发展方向,提出了该领域今后的重点研究任务。

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。

解淀粉芽孢杆菌对鱼腥藻的抑藻效果分析与机理初探

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)在自然界广泛分布,可通过分泌抗生素、抗菌蛋白或多肽类物质起到生物防治作用,但在抑藻方面的研究还处于空白状态.本研究从滇池富营养化水体中分离得到一株溶藻细菌DC1,对该菌的抑藻效果和溶藻机理进行了研究,并通过16SrRNA序列分析方法对其进行种属鉴定.结果表明,溶藻菌株DC1为解淀粉芽孢杆菌,对水华鱼腥藻具有高效抑藻效果,当初始藻液叶绿素a浓度为0.23～1.92mg·L-1、DC1菌体浓度为108cells·mL-1时,6d后藻液平均抑藻率为93.5%,最高为95.54%、最低为91.35%.DC1对水华鱼腥藻的抑藻效果受菌体浓度和藻液初始浓度影响明显,菌体浓度越大,对水华鱼腥藻的去除效果越明显.解淀粉芽孢杆菌主要是通过分泌胞外物质的间接方式起到溶藻作用,该抑藻物质具有很强的热稳定性,属非蛋白类物质.

利用微生物控制蓝藻研究进展

与常规物理法、化学法控藻技术相比,基于现代生态环保理念的微生物控藻技术具有经济、高效、环保的优势。本文归纳了利用细菌、真菌、病毒、原生动物及放线菌等微生物控藻研究的现状及存在的问题,着重讨论了蓝藻和细菌间的关系及藻华期间细菌群落结构的动态变化、以及细菌的控藻方式及机理,分析了控藻微生物在蓝藻水华控制中的应用实例,并对该领域未来的研究热点进行了展望。