溶藻弧菌溶血活性检测及溶血素基因、启动子区功能

[目的]研究溶藻弧菌的溶血现象,溶血素基因vah的分布及vah基因、vah启动子区对溶藻弧菌溶血活性的贡献.[方法]对46株分离自华南沿海水生动物体内和海水的溶藻弧菌环境株及溶藻弧菌标准株1.1587进行溶血实验;比较具有溶血活性的溶藻弧菌野生株ZJ051、vah基因大肠杆菌BL21重组表达株、vah缺失突变株和基因回补株间溶血能力的差异;检测vah基因在溶藻弧菌中的分布,比较溶血株与非溶血株vah基因及上游启动子区的序列差异.[结果]47.8％的溶藻弧菌菌株产生溶血活性,因此溶血现象普遍存在于溶藻弧菌环境株中;vah基因的表达产物具有溶血活性,vah基因缺失突变株不具有溶血活性,而vah基因回补株恢复溶血活性.vah基因普遍存在于溶藻弧菌中,且基因序列非常相似,氨基酸序列完全相同,然而不同菌株的启动子区第188-190碱基位点存在差异.[结论]溶藻弧菌vah基因是造成溶藻弧菌溶血的直接原因,但溶藻弧菌溶血能力的差异并非是由vah基因本身差异决定,极有可能与启动子区第188-190碱基位点相关.     

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.     

溶藻弧菌的毒力相关基因及其对小鼠的致病力

【目的】通过多重PCR检测和小鼠动物实验,对溶藻弧菌环境分离株的毒力因子进行评估,以期获得较强致病菌株和弱致病菌株之间的差别,并初步探讨该菌毒力因子对小鼠的致病机理。【方法】采用多重PCR体系检测毒力相关基因,我妻氏血平板溶血实验和平板酶活实验检测溶藻弧菌株的溶血素和胞外酶;以昆明小白鼠为实验动物,攻毒方式为灌胃和腹腔注射,根据小鼠的致病症状和死亡情况来分析和对比溶藻弧菌的胞外分泌物以及菌体本身的毒性。【结果】10株溶藻弧菌产淀粉酶、卵磷脂酶的比例为100%,脂肪酶、明胶酶次之(为70%),脲酶均未被检出;神奈川现象阳性菌株率为60%。毒力基因检测的结果显示10株溶藻弧菌中toxR、Collagenase、tlh、FlaA、ompW、AspA、fur这些与毒力有关的基因均有分布,而toxS、trh、tdh、UreR并未检出。10株溶藻弧菌中的VA009对小鼠显示了较强的致病性,能造成腹腔积液,经腹腔注射感染此菌后7 d内死亡率高达80%。【结论】不同的溶藻弧菌对小鼠的致病性存在较大差异,溶藻弧菌菌体本身比胞外分泌物对其毒性的贡献要大,而副溶血弧菌的毒性则由其胞外分泌物起主要作用;比较我们筛选出的强致病菌株与弱致病菌株,其上述毒力基因的分布并没有差别,说明溶藻弧菌可能存在一套与副溶血弧菌不同的独立的毒力基因系统。     

溶藻弧菌群体基因组学研究

溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)是一种能够对人类以及鱼、虾、贝类等水产品致病的弧菌,给人类健康带来威胁,也给水产养殖业造成巨大的经济损失.目前该物种基于全基因组的遗传多样性和重要遗传元件研究报道较少.本研究对采集自全国4个省份的68株溶藻弧菌进行高通量测序,获得全基因组序列,并结合113株公开发表的...     

溶藻放线菌AN02的筛选及其培养条件的优化

探讨了开发利用土壤放线菌资源来进行水华防治的新途径。从土壤中分离到13株具有溶藻活性的放线菌菌株,经过进一步筛选得到AN02菌株,其胞外代谢产物对铜绿微囊藻具有较好的抑杀作用。研究了不同培养条件对AN02溶藻活性的影响,结果发现pH为7.5,28℃,培养6 d时的溶藻效果最好。此外,较强烈的振荡和充分的溶氧也有利于提高溶藻效果。     

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。     

溶藻菌株NP23的紫外诱变选育

应用紫外诱变技术对溶藻菌株NP23进行紫外诱变处理。经过粗筛后,从8株诱变株中选出2株对绿藻中小球藻和蓝藻中惠氏微囊藻的去除效果明显优于原始菌株的突变株NP23-1和NP23-4,其溶藻率(叶绿素a的去除率)比原始菌株提高30%-35%。连续6代测试,2株诱变菌株NP23-1和NP23-4溶藻率都很稳定,表明所得突变株是比原始菌株更优秀的溶藻菌株。     

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。     

溶藻弧菌kdpD基因敲除突变株的构建及其表型特征

【目的】探究kdpD基因对溶藻弧菌生物学特性的影响。【方法】采用Overlap PCR和同源重组技术,结合正负向筛选,构建kdpD基因无标记基因框内敲除突变株,比较kdpD突变株和野生株HY9901在生长速率、胞外蛋白酶活性以及毒力等方面的差异。【结果】成功构建溶藻弧菌kdpD基因敲除突变株。体外实验表明,kdpD的缺失对溶藻弧菌的生长曲线和胞外蛋白酶活性的影响不明显,但是突变株的泳动能力和生物被膜形成能力出现下降。斑马鱼致病性试验结果显示,突变株毒力下降了8.84倍。【结论】kdpD基因参与调控溶藻弧菌的泳动能力、被膜形成和毒力,但不影响生长速率和胞外蛋白酶活性。     

溶藻细菌及溶藻化合物研究进展

生物治理有害藻华因其具有无毒、高效、专一性强等特点,已成为富营养化水体治理的研究热点。本文从溶藻细菌种类、溶藻机制和溶藻化合物等三个方面对近十年已报道的溶藻细菌及其化合物的研究进展进行了归纳和总结,并探讨了溶藻细菌工业化应用研究中遇到的问题及其原因,据此提出了建议以期促进溶藻细菌的工业化应用研究。     

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。     

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。     

溶藻弧菌铁载体合成及外膜蛋白表达的研究

初步研究了海洋动物病原菌溶藻弧菌的铁摄取机制。溶藻弧菌能够在高浓度铁螯合剂2-2二联吡啶的培养基中存活。在限铁环境中,溶藻弧菌生长受到抑制,补加铁可以消除这种抑制作用。通过铁载体定量检测,发现分离于发病鱼体的溶藻弧菌MVP01产铁载体量大于分离于海水的菌株No·1·1587。互补实验证明溶藻弧菌的铁载体粗提物能够被铁载体合成缺陷的大肠杆菌突变株AN93利用。在铁限制培养环境中,溶藻弧菌合成了约80kD铁调控外膜蛋白。铁摄取系统在溶藻弧菌的生存和致病性方面,都有重要的作用。     

凡纳滨对虾繁育系统菌群结构及优势菌遗传多样性分析

【目的】探讨凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)工厂化繁育系统内发生细菌性玻化症(shrimp postlarva bacterial vitrified syndrome,BVS)时期可培养微生物的菌群特征以及优势病原菌的遗传多样性。【方法】采用细菌体外培养方法结合基因测序技术对不同育苗阶段的亲虾、受精卵、无节幼体、蚤状幼体、糠虾幼体、仔虾,及其育苗池水和饵料内可培养细菌菌群的组成与结构特征进行研究,并通过多位点序列分析(multilocus sequence analysis,MLSA)方法解析病原菌的遗传多样性。【结果】系统内分离纯化的526株具有典型形态差异和群落优势的细菌分属于4门5纲16目24科38属113种。在纲水平上γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)丰度最高,共453株,占总分离株的86.1%;在属水平上弧菌属(Vibrio)丰度最高,共369株,占总分离株的70.2%;在种水平上,溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)为最优势种,共112株,占总分离株的21.3%,并且分布于整个繁育系统,在饵料中具有最高丰度。多元关联分析表明,随着对虾幼体的发育,饵料对幼体体内可培养细菌的菌群结构影响逐渐增加。对112株潜在溶藻弧菌的MLSA分析表明,其中100株菌株进一步确认为溶藻弧菌。进一步利用MLSA构建系统发育树分析其遗传多样性发现,100株溶藻弧菌分为9个簇,分离自同类样品的菌株广泛分布在不同的簇中。【结论】在BVS发生时期,凡纳滨对虾工厂化繁育系统中具有丰富的可培养微生物种类。对虾幼体发育过程中,饵料对幼体体内可培养细菌的菌群结构具有重要影响。溶藻弧菌为凡纳滨对虾工厂化繁育系统中的优势弧菌,分布于整个繁育系统,且具有丰富的遗传多样性。本研究为解析对虾繁育系统可培养微生物演替规律提供了数据支撑,也为对虾苗期病原防控和健康养殖提供了科学依据。     

一株中肋骨条藻特异溶藻菌的分离鉴定及溶藻特性

【背景】赤潮频发引起严重的海洋生态学问题,不仅直接影响到海洋生态系统稳定、海洋生物资源可持续利用和水产养殖业等海洋产业的健康发展,而且对人类健康也构成了严重威胁。高效的溶藻细菌是生物法防控赤潮的有效工具之一。【目的】分离得到对中肋骨条藻具有高效溶藻效果的溶藻细菌,并对其进行分子鉴定,研究该菌株的溶藻机理以及溶藻菌所分泌溶藻物质的特性。【方法】采用2216E平板稀释涂布法分离纯化细菌,测定16SrRNA基因序列以鉴定细菌种类,利用显微镜计数溶藻菌处理后的目标藻种计算溶藻率,通过扫描电镜观察溶藻菌对中肋骨条藻的溶藻过程,利用常规生理生化方法研究溶藻菌溶藻物质的特征,并通过透析袋截留法研究溶藻物质分子量大小。【结果】分离得到一株中肋骨条藻高效溶藻菌FDHY-CJ,该菌株属于交替单胞菌属(Alteromonas sp. FDHY-CJ)。该菌株72 h处理赤潮藻结果显示,对中肋骨条藻溶藻率为95.45%,对于其他常见赤潮藻溶藻率低于40%。溶藻菌FDHY-CJ通过胞外分泌物溶藻;溶藻物质的溶藻特性不受反复冻融的影响,但对酸碱性及温度较为敏感;扫描电镜观察结果显示该溶藻菌的溶藻物质直接溶解中肋骨...     

凡纳滨对虾繁育系统菌群结构及优势菌遗传多样性分析北大核心

【目的】探讨凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)工厂化繁育系统内发生细菌性玻化症(shrimp postlarva bacterial vitrified syndrome,BVS)时期可培养微生物的菌群特征以及优势病原菌的遗传多样性。【方法】采用细菌体外培养方法结合基因测序技术对不同育苗阶段的亲虾、受精卵、无节幼体、蚤状幼体、糠虾幼体、仔虾,及其育苗池水和饵料内可培养细菌菌群的组成与结构特征进行研究,并通过多位点序列分析(multilocus sequence analysis,MLSA)方法解析病原菌的遗传多样性。【结果】系统内分离纯化的526株具有典型形态差异和群落优势的细菌分属于4门5纲16目24科38属113种。在纲水平上γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)丰度最高,共453株,占总分离株的86.1%;在属水平上弧菌属(Vibrio)丰度最高,共369株,占总分离株的70.2%;在种水平上,溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)为最优势种,共112株,占总分离株的21.3%,并且分布于整个繁育系统,在饵料中具有最高丰度。多元关联分析表明,随着对虾幼体的发育,饵料对幼体体内可培养细菌的菌群结构影响逐渐增加。对112株潜在溶藻弧菌的MLSA分析表明,其中100株菌株进一步确认为溶藻弧菌。进一步利用MLSA构建系统发育树分析其遗传多样性发现,100株溶藻弧菌分为9个簇,分离自同类样品的菌株广泛分布在不同的簇中。【结论】在BVS发生时期,凡纳滨对虾工厂化繁育系统中具有丰富的可培养微生物种类。对虾幼体发育过程中,饵料对幼体体内可培养细菌的菌群结构具有重要影响。溶藻弧菌为凡纳滨对虾工厂化繁育系统中的优势弧菌,分布于整个繁育系统,且具有丰富的遗传多样性。本研究为解析对虾繁育系统可培养微生物演替规律提供了数据支撑,也为对虾苗期病原防控和健康养殖提供了科学依据。     

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。     

溶藻弧菌中类霍乱弧菌毒力岛转座酶基因及侧翼序列分子生物学特征分析

[目的]调查类似霍乱弧菌毒力岛(VPI)转座酶(vpiT)的基因是否在溶藻弧菌中分布,并了解其全序列及侧翼序列的分子生物学特征.[方法]对94株溶藻弧菌是否携带类似VPI的vpiT基因进行PCR检测,对阳性株进行了PCR产物直接测序,根据获得的部分已知序列,设计引物,通过反向PCR扩增出全长类似vpiT的基因valT及部分侧翼片段,对反向PCR产物进行克隆测序,然后对获得的valT及侧翼序列进行生物信息学分析.[结果]发现94株溶藻弧菌中只有从粤东对虾池水分离的2个株E06011、E0612在PCR检测中产生了预期扩增片段.测序表明两者序列(valT-S1)完全一致.根据反向PCR及克隆最终获得的溶藻弧菌E0601全长valT基因及部分侧翼序列valT-S3.对valT-S3生物信息学分析表明:valT是一个高度类似于霍乱弧菌毒力岛vpiT的转座酶基因.[结论]根据上述结果及相关文献,有理由相信valT基因及其侧翼片段是异源获得,霍乱弧菌VPI元件或整体很可能在包括溶藻弧菌在内的弧菌种间转移.     

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。