溶藻微生物净化富营养化水体的作用

湖泊富营养化导致的水华藻类频繁暴发已成为当今世界性的环境问题,溶藻微生物作为生物法防治有害藻类水华具有广泛的研究前景,通过查阅文献对微生物控制有害藻类水华进行概述,并探讨进一步的研究趋势和应用前景,以期对微生物溶藻方面的研究及开发应用有一定的参考价值。     

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.     

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。     

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.     

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     

溶藻细菌L7对水华鱼腥藻氮代谢的影响

【目的】进一步探明藻菌关系,研究溶藻细菌对藻类氮代谢的影响及其作用机制。【方法】将水华鱼腥藻和溶藻细菌L7按两种比例接种入BG11培养液中,在室内进行共培养(藻细胞初始密度为1.21×108cells/L;溶藻细菌L7初始密度分别为1.75×107、1.75×108CFU/mL)。连续7 d测定藻细胞数、异形胞频率和藻细胞内的硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性、蛋白质含量、丙二醛(MDA)含量。【结果】低密度溶藻细菌L7能够促进藻生长(第7天藻细胞密度是对照组的1.58倍),增加异形胞频率(第7天高于对照组66.67%);高密度则会抑制藻生长(第7天藻细胞密度相比对照组下降98.84%),降低异形胞频率(第7天为0)。在藻细胞内氮代谢关键酶活性方面,接种后2 5 d,两处理组中藻细胞内NR和GOGAT活性均极显著高于对照组(P<0.01);接种后0 5 d,高密度处理组的GS活性极显著高于对照组(P<0.01),而低密度处理组的则在大部分时间内极显著低于对照组(P<0.01)。在整个实验期内,低密度处理组中藻细胞内蛋白质含量一直极显著高于对照组(P<0.01);而在高密度处理组中,除第5天外,细胞内蛋白质含量则全部极显著低于对照组(P<0.01)。接种后2 4 d,高密度处理组中藻细胞内MDA含量呈现上升趋势,并极显著高于其余两组(P<0.01)。【结论】低密度溶藻细菌L7能够提高水华鱼腥藻对氮源的需求,加速蛋白质合成,促进氮代谢;而高密度溶藻细菌L7会对藻细胞产生过氧化伤害,阻碍蛋白质合成和氮代谢过程。     

滇池微囊藻病毒溶藻的研究

微囊藻在养殖中有时会发生藻体溶解现象 ,其特征为藻体在生长旺盛期时如有病毒污染会迅速将藻体彻底溶解 ,由绿色变为清澈的淡黄色或无色透明状。此种病状尚无文献报道。因此 ,对此病状进行了分离及电镜观察和核酸分析。分离的噬藻体有 2种形态 ,一种呈蝌蚪型 ,具有多面体的头部和长而不收缩的长尾。头部 6 0 .9nm× 6 1.4nm ,尾部 2 88nm× 10nm。另一种头部呈多面体 ,尾部明显短 ,有 2个刺突状结构 ,头部5 6nm× 5 5nm ,尾部 15 6nm× 12nm。噬藻体核酸经酶解证明为DNA ,分子量均在 2 9.8× 10 6u。     

噬藻体的分子生物学研究进展

噬藻体是一种侵染原核藻类的病毒,可能是控制蓝藻水华生消的重要生态因子,在自然水体中大量存在.随着分子生物学和遗传学技术的不断发展,噬藻体的不断分离和发现,水生生态系统的研究内容更加丰富.对近年来国内外有关噬藻体分子生物学、遗传标记和分子生物学检测等方面的最新研究进展作了综述,并对今后研究工作进行了展望.     

溶藻类细菌的研究现状

随着全球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,所造成的环境和经济问题日益引起人们的重视.溶藻细菌作为水生生态系统生物种群结构和功能的重要组成部分,对维持藻的生物量平衡具有非常重要的作用.目前在物理、化学和其它生物方法治理水华和赤潮都不够理想的情况下,利用溶藻细菌治理水华,可保持水环境生态平衡,从而达到防止水华的目的.而且随着溶藻细菌的生物学活性不断被发现,以茵治藻将作为水华和赤潮生物防治的一个新对策,具有广泛的研究前景.本文通过查阅近年来国内外有关水生生态系统中溶藻细菌研究的最新研究成果并对溶藻细菌防治有害藻类的种类、分离方法、作用方式及可能的作用机理、作用效应、研究前景和存在问题做一阐述,以期对于细菌溶藻方面的研究及开发应用具有一定的参考价值.     

一种快速检测分离溶藻细菌方法的初探

传统的细菌培养基对铜绿微囊藻具有毒性作用。会大大影响溶藻细菌的筛选效率和准确性。通过基本培养基各成分对铜绿微囊藻DS的作用研究发现,培养基中的葡萄糖成分对藻有抑制作用,并且这种抑制作用与培养基中的葡萄糖浓度密切相关,当培养基中葡萄糖的浓度在0．1～0．4g/L时,藻细胞生长受到抑制,当用柠檬酸三钠取代葡萄糖后,铜绿微囊藻在改良后的培养基中生长正常,与对照组相比无显著性差异(P＜0．05)。用改良的培养基富集水样中的溶藻微生物,并用此培养液直接感染宿主藻,一周内即可初步快速检测是否含有溶藻细菌。此种方法既排除了培养基的干扰因素,又迅速增加了溶藻细菌的生物量,并可大量收集细菌分泌的胞外物质,为溶藻细菌尤其以分泌物质溶藻的细菌的初步筛选提供了一条快捷、有效的途径。     

真菌漆酶性质、分子生物学及其应用研究进展

漆酶是一种含铜的多酚氧化酶。目前发现多种生物能够产生漆酶,包括植物、真菌、昆虫和细菌等,其中,以真菌中的白腐真菌研究最多。由于漆酶在生物漂白、农作物秸秆利用以及环境污染处理等方面具有广阔的应用前景,漆酶研究受到越来越多的关注。同时,随着分子生物学技术的发展,漆酶研究已经深入到基因水平,多种漆酶基因已经成功获得克隆,一些漆酶基因也实现了异源表达。现针对真菌漆酶的生物学性质、分子生物学及其应用的研究进展进行了概括总结,并对其前景进行了展望。     

一种快速检测分离溶藻细菌方法的初探

传统的细菌培养基对铜绿微囊藻具有毒性作用。会大大影响溶藻细菌的筛选效率和准确性。通过基本培养基各成分对铜绿微囊藻DS的作用研究发现,培养基中的葡萄糖成分对藻有抑制作用,并且这种抑制作用与培养基中的葡萄糖浓度密切相关,当培养基中葡萄糖的浓度在0．1～0．4g/L时,藻细胞生长受到抑制,当用柠檬酸三钠取代葡萄糖后,铜绿微囊藻在改良后的培养基中生长正常,与对照组相比无显著性差异(P＜0．05)。用改良的培养基富集水样中的溶藻微生物,并用此培养液直接感染宿主藻,一周内即可初步快速检测是否含有溶藻细菌。此种方法既排除了培养基的干扰因素,又迅速增加了溶藻细菌的生物量,并可大量收集细菌分泌的胞外物质,为溶藻细菌尤其以分泌物质溶藻的细菌的初步筛选提供了一条快捷、有效的途径。     

水华杀藻微生物的分离与分子生物学鉴定

正除藻方法一般分为工程物理方法、化学药剂法和生物方法三大类。作为庞大的富营养化湖泊的藻类控制技术,利用工程物理方法和化学药剂法显然是行不通的,对环境友好的生物控藻技术受到越来越多的关注,国内外许多富营养化湖泊水华的控藻技术的研究热点转向生物控藻技术。在利用生物控藻上,目前主要有三个方面,一是以鱼类控制藻类的生长;二是以水生高等植物控制水体富营养盐及藻类; 三是以微生物来控制藻类的生长。其中由于微生物易于繁殖的特点,使得微生物控藻是生物控藻里最有前途的一种控藻方式。这些杀藻微生物主要包括细菌(溶藻细菌)、病毒 (噬藻体)、原生动物、真菌和放线菌等五类。国内外对杀藻微生物的分离和鉴定有一些报道,但都不够系统和全面, 本文以本实验室的工作为基础,较全面、系统地介绍前三类水华杀藻微生物的分离与纯化及其分子生物学鉴定方法。       

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。     

The Algicidal Characteristics of One Algae-Lysing FDT5 Bacterium on Microcystis aeruginosa

One strain of algicidal bacterium which can inhibit Harmful algal blooms (HABs), FDT5, was isolated from activated sludge and found to have good algicidal effects on Microcystis aeruginosa. It was revealed that: The FDT5 was a Gram-negative bacterium and identified as Ochrobactrum sp.; The greater the initial bacterial cell density, the faster the degradation of chlorophyll a.; The algicidal efficiency was evaluated at the most favorable conditions which were a temperature of 30–35°C, a pH of 7.6 and complete darkness; The FDT5 strain lysed Microcystis aeruginosa not directly but by secreting metabolites which could withstand high temperatures and pressure.     

Algicidal and growth-inhibiting bacteria associated with seagrass and macroalgae beds in Puget Sound,WA, USA

The algicidal and growth-inhibiting bacteria associated with seagrasses and macroalgae were characterized during the summer of 2012 and 2013 throughout Puget Sound, WA, USA. In 2012, Heterosigma akashiwo-killing bacteria were observed in concentrations of 2.8 × 10⁶ CFU g⁻¹ wet in the outer organic layer (biofilm) on the common eelgrass (Zostera marina) in north Padilla Bay. Bacteria that inhibited the growth of Alexandrium tamarense were detected within the biofilm formed on the eelgrass canopy at Dumas Bay and North Bay at densities of ∼10⁸ CFU g⁻¹ wet weight. Additionally, up to 4100 CFU mL⁻¹ of algicidal and growth-inhibiting bacteria affecting both A. tamarense and H. akashiwo were detected in seawater adjacent to seven different eelgrass beds. In 2013, H. akashiwo-killing bacteria were found on Z. marina and Ulva lactuca with the highest densities of ∼10⁸ CFU g⁻¹ wet weight at Shallow Bay, Sucia Island. Bacteria that inhibited the growth of H. akashiwo and A. tamarense were also detected on Z. marina and Z. japonica at central Padilla Bay. Heterosigma akashiwo cysts were detected at a concentration of 3400 cysts g⁻¹ wet weight in the sediment from Westcott Bay (northern San Juan Island), a location where eelgrass disappeared in 2002. These findings provide new insights on the ecology of algicidal and growth-inhibiting bacteria, and suggest that seagrass and macroalgae provide an environment that may influence the abundance of harmful algae in this region. This work highlights the importance of protection and restoration of native seagrasses and macroalgae in nearshore environments, in particular those regions where shellfish restoration initiatives are in place to satisfy a growing demand for seafood.     

噬藻体辅助代谢基因(AMGs)研究进展

噬藻体是一类广泛存在于海洋及淡水环境中以蓝藻为感染宿主的病毒,对蓝藻种群结构与多样性以及水生态环境具有重要的影响。噬藻体携带一系列与宿主新陈代谢相关的同源基因被称为辅助代谢基因。它们编码的蛋白在噬藻体感染蓝藻过程中,可参与宿主的光合作用、戊糖磷酸循环、营养物质摄取以及核苷酸生物合成等代谢活动。近年来,一些辅助代谢基因被作为噬藻体分子检测的靶标基因,并用于噬藻体遗传多样性及其与蓝藻间相互关系的研究。本文综述了国内外有关噬藻体辅助代谢基因的来源、生物学功能及其多样性等方面的研究进展。