植物源溶藻化合物研究进展

由于硫酸铜等传统杀藻剂在环境中残留期长、选择性差、容易造成二次污染等,因此其应用受到限制。天然产物和以天然产物为基础的化合物由于其环境友好,对有害藻类选择毒性强,因此在有害藻华防治方面受到越来越多的关注。植物是天然溶藻化合物的重要来源之一。近几十年来,从植物代谢产物中发现了各种类型的溶藻化合物,诸如甘油糖脂类、酚类、生物碱和萜类等,从这些天然产物中可能筛选到对有害藻华选择性好、溶藻活性强的杀藻剂。本文对植物源的各类溶藻化合物研究概况进行综述,以促进植物源杀藻剂的研究。     

溶藻细菌

利用溶藻细菌防治水华和赤潮,作为富营养化水体藻类生物防治的方法已经受到广泛关注.多项研究表明,许多溶藻细菌能分泌胞外活性物质,对宿主藻类的生长起抑制作用.因此,分离筛选环保、高效、专一的溶藻活性代谢产物,最终开发安全、高效的生物杀藻剂已经日渐成为治理藻类水华和赤潮问题的方法之一.近年来,国内外相关人员和机构对溶藻细菌的溶藻机理以及溶藻活性物质的分离、提纯和鉴定进行了较为深入的基础性研究.     

细菌溶藻的初步研究

滇池是我国西南地区的大型浅水湖泊,近十几年来,滇池蓝藻水华发生的频率和数量均明显增加。其中微囊藻(Microcystis spp.)水华是危害最严重的一类,由于这类水华发生普遍,持续时间长,而且多数产毒,危害性很大,因而倍受人们的关注。人们不断致力于微囊藻水华的消除、其毒素的降解、危害防治等方面的研究,期望减少以至消除微囊藻对生态系统和人类健康的影响。对于控制水体中有毒藻类及其负面影响乃至最终消除,人们采取了多种措施,总的说来为两种基本途径:一是控制它们在水体中的生长繁殖而保持其较低的生物量,二是采用各种办法来杀死它们。       

细菌溶藻技术的研究

近年来水体富营养化而导致的藻类水华爆发事件,对人类健康及水生生态系统产生了严重危害。在利用物理、化学等防治方法都不甚理想的情况下,利用微生物处理作为水华治理的潜在手段已得到学界的广泛关注。通过实验经验和查阅大量文献,对一些细菌溶藻技术进行综述。     

溶藻细菌——M-4

1980年,我们从不同地区分离到5株具有明显溶藻能力的细菌。其中4株的生物学特性观察结果表明它们属于同种类群,但与已报道的某些溶藻菌株有不同程度的差别,在分类上还有待进一步研究。本文报道了代表株     

溶藻细菌FS1的溶藻效果与机制初探

近年来,由水体富营养化引发的蓝藻水华频繁暴发,对水体生态系统平衡产生了重大影响,给人类健康也带来严重威胁。生物法除藻具有高效性、环境友好等优点,因此,如果能获得具有较高溶藻效率的溶藻细菌,选择生物法除藻更为理想。从菏泽一富营养化池塘分离得到1株溶藻细菌FS1,经16S rDNA测序分析鉴定为芽胞杆菌属。实验以铜绿微囊藻为研究对象,采用血球计数板法计算反应前后藻细胞的浓度,对不同生长阶段溶藻细菌FS1的溶藻效果进行了探究。停滞期、对数期、稳定期和衰亡期的除藻率分别为7.1%、24.3%、57.0%和45.5%,结果表明,处于稳定期的FS1对铜绿微囊藻的去除效果最佳。细菌溶藻方式的研究结果表明,溶藻细菌是通过分泌溶藻物质间接溶解藻细胞。     

滇池中溶藻细菌的分离鉴定及其溶藻效应

【背景】藻类水华或赤潮在世界范围内频发,带来各种危害,亟需找到有效途径控制水华或赤潮。溶藻细菌具有杀死藻类控制藻类生物量的能力,可以作为防治水华和赤潮的有效工具。【目的】分离并鉴定滇池中的铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)及其溶藻细菌,对溶藻菌作用于铜绿微囊藻的溶藻效应进行研究,初步了解其溶藻特性与溶藻机制。【方法】采用LB平板稀释涂布,再经多次划线分离纯化细菌,测定16SrRNA基因序列以鉴定细菌种类;采用毛细管分离的方法分离铜绿微囊藻,并测定其cpcBA基因序列以鉴定蓝藻种类;采用热乙醇法提取叶绿素a,从而计算溶藻效率;基于过氧化氢酶(CAT)、还原型谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)探究藻细胞在溶藻菌处理下的抗氧化系统响应。【结果】共分离获得11株微囊藻和17株针对铜绿微囊藻的高效溶藻菌。选取其中一株生长速度最快的铜绿微囊藻DCM4和一株溶藻效果最好的溶藻菌Sp37 (Bacillus siamensis)进行后续研究。Sp37对DCM4的4 d溶藻率达到92.4%±1.5%,且对微囊藻属的水华微囊藻(M. flos-aquae)和惠氏微囊藻(M.wesenbergii)均有溶藻效果,而对绿藻没有溶藻效果。Sp37的原菌液和无菌滤液对DCM4的4d溶藻率分别为86.8%±4.3%和81.1%±2.2%,两者没有显著差异(P0.05)。Sp37菌体对DCM4的溶藻率为25.4%±7.3%。Sp37无菌滤液经不同温度和pH处理之后的溶藻率与未经处理的无菌滤液的溶藻率无明显差异。Sp37无菌滤液处理藻细胞会使藻细胞的CAT、GSH和MDA含量发生变化。【结论】菌株Sp37对铜绿微囊藻DCM4具有高效的溶藻作用,而且对微囊藻属具有一定的溶藻特异性。Sp37是通过分泌胞外物质间接溶藻,且溶藻物质具有热稳定性和酸碱稳定性。Sp37无菌滤液处理藻细胞会触发藻细胞抗氧化系统,并且会损伤藻细胞膜。Sp37无菌滤液很可能是通过对藻细胞造成氧化胁迫,最终导致藻细胞死亡的。     

溶藻细菌筛选及溶藻活性物质对铜绿微囊藻生理活性的影响

从太湖水华水体中分离纯化细菌,再将细菌的LB液体和固体斜面纯培养物分别收集后感染铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)细胞,从中筛选出7株具有溶藻活性的细菌,并对其中一株溶藻细菌THW7的溶藻方式及溶藻活性物质对铜绿微囊藻生理活性的影响进行了初步研究。结果表明:仅采用细菌的LB液体纯培养物进行溶藻细菌筛选会存在误筛或高估溶藻效率的风险,而采用细菌的固体斜面纯培养物进行筛选则可避免以上风险;溶藻细菌THW7通过分泌胞外活性物质的方式间接溶藻;在THW7无菌滤液胁迫下,铜绿微囊藻的生长受到显著抑制(P<0.01), 10d溶藻效率可达94.38%,光合系统活性也显著降低(P<0.01), MDA含量积累,SOD、POD、CAT活性整体呈现先升高后降低的趋势且显著高于对照组(P<0.01)。推测菌株THW7分泌的溶藻活性物质可能作用于铜绿微囊藻细胞的光合系统Ⅱ,阻碍电子传递,抑制其光合作用过程,并对藻细胞产生氧化损伤,破坏藻细胞细胞膜的完整性,从而实现溶藻作用。     

溶藻细菌DC-L5的分离、鉴定及其溶藻特性

从滇池蓝藻水华集聚区分离获得一株溶藻细菌DC-L5,通过形态及16S rDNA测序分析鉴定为短小芽孢杆菌.用小白鼠进行生物安全实验,小白鼠无中毒症状.研究表明当细菌处于对数生长期时溶藻效果最强,共培养5d使铜锈微囊藻的叶绿素α含量下降83.33%,使惠氏微囊藻、绿色微囊藻、水华束丝藻和水华鱼腥藻4种蓝藻叶绿素α下降率最高为67.6%,最低为58.5%,平均为62.25%.离心沉降后,发现沉淀菌体和无菌上清液对铜锈微囊藻都有溶藻效果,但溶藻效果不及原菌液,推测DC-L5可能是通过直接接触使藻细胞凝聚下沉及进一步的生物降解,同时存在抑制藻细胞生长的胞外分泌物.高温热处理后菌液溶藻作用不明显,推测高温可能使菌体或胞外分泌物质失活.     

两株溶藻细菌的分离及初步研究

选择藻华现象严重的巢湖作为采样点,取3个不同位置的水样通过0.22μm的纤维滤膜过滤,培养后加入适应期的藻液中,取黄化藻液作为分离菌种的材料,初筛菌株经反复试验获得有较强抑藻能力的菌株,经生理生化鉴定及16S rDNA分子鉴定其种属。初筛得到45个菌株,有两个菌株WD1和WD2表现出溶藻作用。两株细菌的菌液经离心、高温灭菌、细胞破碎等处理对供试藻鱼腥藻也均有不同程度的抑制作用。分离得到两株溶藻细菌,WD1为约氏不动杆菌,WD2为门多萨假单胞菌。     

一株溶藻细菌对海洋原甲藻的溶藻效应

从深圳大鹏湾南澳赤潮爆发海域的表层海水中分离得到1株对海洋原甲藻(Prorocentrum micans)具有溶藻活性的海洋细菌,菌株编号为N10。利用液相感染法研究了该溶藻细菌的溶藻效果和溶藻作用方式。结果表明,菌株N10能使藻细胞失去运动活性,并膨胀变形,细胞膜内物质聚集于一端,藻细胞最终破裂死亡。菌悬液接种到藻液中的量越大,初始细菌密度越高,其溶藻效果越强。菌悬液以1∶10的体积比接种到藻液中时,藻细胞在24 h的死亡率为83%,至72 h全部溶解死亡;体积比为1∶20的藻细胞在24 h的死亡率为71%,之后藻细胞密度略有波动,120 h时死亡率达77%;而体积比为1∶100的藻细胞密度在前24 h有所下降,死亡率达39%,之后藻细胞密度又开始明显上升;对照组的藻细胞密度均呈明显上升趋势。菌悬液过滤液和高温加热处理后的菌悬液过滤液对海洋原甲藻均无溶藻活性,表明菌株N10的溶藻方式为直接溶藻。通过16S rRNA序列分析并与GenBank数据进行同源性检索,并结合细菌形态及生理生化特征,菌株N10隶属于黄杆菌科(Flavobacteriaceae)中的Muricauda sp.。     

溶藻微生物的研究进展

溶藻微生物在防治有害藻类水华中的作用和潜力,已受到学者的广泛关注.综述溶藻微生物(主要是溶藻细菌和噬藻体)的溶藻作用机制,量效关系及分子生物学.阐述溶藻微生物对蓝藻水华治理存在的问题,并对溶藻微生物作为潜在的控藻因子进行展望.     

溶藻细菌杀藻物质的研究进展*

溶藻细菌作为防治有害藻类水华的一种可能微生物,已引起了众多科研人员的关注。大多数溶藻细菌分泌的生物活性杀藻物质对宿主藻类具有强烈的杀灭作用。首先讨论了细菌活性杀藻物质的生态作用,重点阐述了目前已经报道的细菌杀藻物质的种类及其提取和分离方法,最后对细菌杀藻物质的进一步研究提出几点看法。     

三株溶藻细菌胞外溶藻活性物质若干分离特性的研究

为了探索新分离到的3株溶藻细菌胞外溶藻活性物质的分离特性,选择了对水华鱼腥藻生长无抑制作用的淀粉培养基培养溶藻细菌.采用透析、乙醇沉淀、有机溶剂萃取、活性炭吸附与解吸等方法对其分离特性进行了研究.溶藻细菌L7的溶藻活性物质的分子量小于3.5 kD,溶藻细菌L8、L18的溶藻活性物质的分子量在3.5 kD～7 kD之间;3株溶藻细菌的胞外溶藻活性物质不能用乙醇沉淀法完全分离;3株溶藻细菌的溶藻活性物质具较好的亲水性和较强的极性,且都不能被活性炭吸附.     

三株溶藻细菌胞外溶藻活性物质若干分离特性的研究

为了探索新分离到的3株溶藻细菌胞外溶藻活性物质的分离特性, 选择了对水华鱼腥藻生长无抑制作用的淀粉培养基培养溶藻细菌。采用透析、乙醇沉淀、有机溶剂萃取、活性炭吸附与解吸等方法对其分离特性进行了研究。溶藻细菌L7的溶藻活性物质的分子量小于3.5 kD, 溶藻细菌L8、L18的溶藻活性物质的分子量在3.5 kD~7 kD之间; 3株溶藻细菌的胞外溶藻活性物质不能用乙醇沉淀法完全分离; 3株溶藻细菌的溶藻活性物质具较好的亲水性和较强的极性, 且都不能被活性炭吸附。     

溶藻细菌的功能多样性及其菌剂应用

溶藻细菌(algicidal bacteria)是一种以直接或间接方式杀灭藻细胞或抑制其生长的细菌.本文聚焦溶藻细菌的应用研究现状,从溶藻菌剂的类型、搭配策略、应用形式与场景等角度综述了 5个门78个属的溶藻细菌以及7个门56个属的目标藻类的研究进展.总结发现Bacillus spp.、Streptomyces spp...     

一株溶藻细菌NP23的初步分离鉴别及其溶藻作用研究

从水体中分离得到一株具有溶藻能力的细菌,命名为NP23。经形态特征、生理生化鉴定和16S rDNA序列分析表明,该菌株属于肠杆菌属(Enterobacter)。研究了该菌株对湖泊中优势藻的溶藻效果,初步探讨了其溶藻方式及溶藻物质。结果表明,该菌株对小球藻、惠氏微囊藻、栅藻和蛋白核小球藻具有一定的去除效果,叶绿素a的去除率分别为64.1%、53.1%、87.2%和84.4%,而且在10-108CFU/mL菌浓度范围内,藻的去除率与菌液的浓度成正相关;该菌株对小球藻、栅藻和蛋白核小球藻是间接溶藻,对惠氏微囊藻是直接溶藻;该菌株对栅藻的溶藻物质是蛋白类物质,对蛋白核小球藻的溶藻因子是菌体胞外分泌的具有热稳定性的非蛋白类物质。     

溶藻细菌的生态学作用及其生物量检测方法

有害藻类水华已成为当今世界水体普遍存在的环境问题,溶藻细菌作为水华和赤潮防治的可能生物,引起了众多科研人员的关注。介绍了溶藻细菌的研究概况,重点对溶藻细菌的生态学作用及其生物量的检测方法进行了综述。     

塔玛亚历山大藻藻际细菌溶藻过程

海洋微藻在生长过程中向周围环境分泌多种胞外产物,形成细菌自由生长的藻际环境,藻际细菌对微藻的生长有一定的调控作用。在指数生长期的塔玛亚历山大藻培养液中加入φ为1%的2216E培养基,在加入2216E后16h内藻细胞全部裂解。用数码显微镜记录了藻细胞形态变化,分别用DAPI法和荧光模拟底物法测定了细菌数量、胞外酶活性变化,结果表明:在溶藻过程中细菌数量、胞外酶活性在第6小时到第10小时增加了50～100倍。塔玛亚历山大藻藻际细菌主要分布在藻细胞表面,其群落结构改变和数量剧增是溶藻的主要原因,细菌分泌的β-葡萄糖苷酶和几丁质酶可能在溶藻过程中起重要作用。     

溶藻细菌对固氮藻氮代谢的影响

随着水体富营养化的加剧,有害藻类水华和赤潮的爆发日趋频繁,导致水质的恶化,水体资源丧失其功能和价值。修复藻型富营养化水体生态系统可以从控制藻类繁殖和调整藻类群落结构方面着手,使整个水生