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。       

醋酸钙不动杆菌的分离鉴定及溶藻特性

淡水微囊藻水华不仅造成水体动植物缺氧死亡,而且释放藻毒素,影响人类和其它动物的健康。利用液体感染技术,从河南省平顶山市白龟山水库分离一株能够溶解铜绿微囊藻PCC 7806的溶藻菌,命名为溶藻菌5,16S r DNA核苷酸序列测序证实该菌株为醋酸钙不动杆菌。它具有一定的溶藻特异性,只溶解PCC 7806,对FACHB-930和斜生栅藻没有影响,能够促进衣藻和红球藻的生长。最佳溶藻体积比为1∶1。溶藻菌5的菌体和无细胞培养物均具有相同的溶藻效果。显微观察藻细胞被溶解的黄化液显示细菌并未附着在藻细胞周围,也无菌胶膜形成。表明溶藻菌5可能通过释放杀藻物质和与藻竞争营养物质两种机制溶解藻细胞。     

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.     

溶藻菌R1的分离鉴定以及对栅藻共处代谢的影响

【目的】分离并鉴定溶藻菌和栅藻,并对溶藻菌抑制栅藻的机理进行分析。【方法】溶藻菌分离采用高氏一号培养基,经多次划线纯化而得;溶藻菌鉴定采用生理生化性质判定;栅藻分离和鉴定主要采用镜检和《中国常见淡水浮游藻类图谱》完成;溶藻菌对栅藻的影响分析测定包括:测定栅藻叶绿素a变化、水体中溶解氧变化、藻细胞数目变化、藻蛋白表达变化、抑藻特殊物质测定等。【结果】共分离出4株溶藻菌(R1-R4),通过对其理化性质测定初步判定均属于芽孢杆菌属(Bacillus sp.),其中溶藻菌R1对栅藻生长的影响最明显,其对栅藻叶绿素a的抑制率为65%、溶解氧最低达6.5 mg/L,远低于栅藻单独培养下的10.4 mg/L;栅藻单独培养条件下的蛋白质表达为0.845 7 mg/L,与溶藻菌R1共培养时栅藻蛋白表达仅有0.192 6 mg/L;傅里叶红外光谱(FTIR)测定表明溶藻菌对栅藻细胞结构产生影响;相差显微镜对溶藻菌R1-栅藻共培养动态观察图可以看出,溶藻菌R1对栅藻的生长具有明显的抑制作用。【结论】从影响栅藻细胞结构、栅藻蛋白表达、栅藻光合作用等方面进行了分析,为揭示溶藻菌对栅藻抑制的机理提供了一定的理论基础。     

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...     

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。     

噬菌体DCEAV-31和DCEIV-9对溶藻菌溶藻特性的影响

水华是全球关注的环境问题,而微囊藻是造成水华的主要藻类。微囊藻消长与水体理化因子和生物因子密切相关,但对感染溶藻菌的噬菌体对微囊藻的调控作用缺乏认识。本研究的目的在于理解微囊藻,溶藻菌及其噬菌体三者间的相互关系。本研究对分离自滇池的微小杆菌噬菌体DCEAV-31进行生物学特征研究,采用微囊藻-微小杆菌-噬菌体共培养体系研究三者间的相互关系。DCEAV-31属长尾噬菌体科,爆发量为28 PFU/cell,宿主域较窄,对温度、pH较敏感,对氯仿、乙醇、蛋白酶 K 和SDS 非常敏感,对Triton X-100 不敏感。微囊藻-微小杆菌-噬菌体共培养实验表明噬菌体降低了溶藻菌对微囊藻的溶藻作用,噬菌体也直接抑制了微囊藻的增殖。这些结果表明噬菌体通过裂解溶藻菌或藻际菌调控微囊藻的增殖,为我们理解微囊藻的消长提供了新的视角。     

基于生态风险评估探究溶藻细菌2-4的抑藻特性

[目的]基于生态安全评估,探索溶藻细菌及其分泌物的抑藻效果与机制。[方法]分离获得溶藻细菌2-4 (Pseudomonassp.),通过正交试验和动力学模型研究了菌株2-4及其分泌物的抑藻特性,并通过急性毒性试验对菌株2-4及其分泌物进行生态风险评估。[结果]菌株2-4在最优条件下接种体积比(V/V)为15%时对铜绿微囊藻的4 d抑制率达92.81%,抑藻反应符合一级动力学模型(t_1/2=126 h)。菌株2-4具有抑藻多样性,首次报道了假单胞菌对斜生四链藻、蛋白核小球藻和丝藻的抑藻效果。菌株2-4分泌的抑藻活性物质分子量小于500 Da,不耐高温和强酸强碱。急性毒性试验结果显示,高于1.5%的菌液对大型溞有毒,高于2%的菌株分泌物对大型溞和稀有鮈鲫有毒,但对明亮发光杆菌无毒。较安全的使用范围内,菌株2-4 (V/V=1.5%)及其分泌物(V/V=10%)对藻华湖泊水样的叶绿素a去除率为4.83%–42.94%和30.62%–68.69%。[结论]本研究客观分析了假单胞菌2-4及其分泌物在生态安全使用范围内的实际抑藻效果,明晰了溶藻细菌生态毒性与抑藻效率的关系,为生物控藻实践提供理论参考。     

细菌DC10的溶藻作用及环境因子对该作用的影响

从云南滇池分离获得溶藻细菌DC₁₀, 该菌属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.), 它能强烈地溶解绿色微囊藻(Microcystis viridis, FACHB 102)等6种蓝藻及月芽藻 (Selenastrum capricornutum, FACHB 271) 等2种绿藻. 试验发现, 该菌通过分泌某种物质来溶解藻类, 较低的温度以及黑暗条件有利于细菌溶藻, 不同浓度的氯化钙、硝酸钠对该菌的溶藻作用有一定影响; 不同pH条件下, 溶藻作用的强弱依次为: pH 4 > pH 9 > pH 7 > pH 5.5. 发展利用该菌进行水华控制的技术具有现实意义.     

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。     

Dynamics of cyanophage-like particles and algicidal bacteria causing Microcystis aeruginosa mortality

The dynamics of cyanophage-like particles and algicidal bacteria that infect the bloom-forming cyanobacterium Microcystis aeruginosa was followed in a hyper-eutrophic pond from September 1998 to August 1999. The densities of M. aeruginosa ranged between 4.0 × 10⁵ and 1.9 × 10⁷ cells ml⁻¹, whereas those of algicidal bacteria were between 4.0 and 5.1 × 10² plaque-forming units (PFU) ml⁻¹ and those of cyanophage-like particles were between <5.0 × 10² and 7.1 × 10³ PFU ml⁻¹. A significant relationship was found between the densities of algicidal bacteria and M. aeruginosa (r = 0.81, n = 69, P < 0.001), suggesting that the dynamics of the algicidal bacteria may regulate the abundance of M. aeruginosa. Occasional peaks of density of cyanophage-like particles were detected in October, June, and August, when sharp declines in M. aeruginosa cell densities were also observed. The densities of cyanophage-like particles became undetectable when the abundance of M. aeruginosa was low, suggesting the density-dependent infection of M. aeruginosa by cyanophage-like particles. Thus, we suggest that infections of both algicidal bacteria and cyanophage-like particles are important biological agents that decompose blooms of M. aeruginosa in freshwater environments. Received: August 31, 2000 / Accepted: December 6, 2000     

抑藻菌株Bacillus sp. hsn03分离鉴定及其对铜绿微囊藻的抑制效果与特征

【背景】蓝藻常形成水华,严重破坏水生环境及威胁水生生物。微生物能够专一性地抑制蓝藻的生长,从而可以被用于蓝藻水华的控制。【目的】分离筛选一株对有害水华藻——铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)7806有高效抑藻能力的菌株,对其进行生理生化和分子鉴定,并研究其抑藻效果与特征。【方法】通过API试剂条确定其生理生化特征,对细菌的16SrRNA基因进行测序并构建系统进化树,通过探究细菌菌体、上清、发酵液的抑藻效果确定该菌的抑藻方式,通过测定不同温度、pH、蛋白酶K、有机溶剂萃取和透析条件下的抑藻效果及傅里叶红外光谱来确定胞外抑藻物质的性质。【结果】菌株hsn03与芽孢杆菌属(Bacillus sp.)的Bacillus sonorensis NBRC101234有最高相似性,达99.59%;通过分泌胞外抑藻物质对铜绿微囊藻生长表现出抑制效果,且最佳抑藻添加量为7.0%(体积比);胞外抑藻物质为一类分子量大于500 Da且小于1 kD,耐高温,耐酸碱,含有叁键和累积双键,非蛋白、多糖类的小分子物质。【结论】抑藻菌株的挖掘与鉴定对于丰富有害藻华藻的抑藻菌质资源有非常大的促进作用,通过对抑藻方式、效果和特征的研究为进一步将抑藻菌应用于铜绿微囊藻的治理奠定基础。     

有害微藻抑藻细菌多样性及抑藻机制研究进展

有害藻暴发能够破坏水生生态系统,对水环境、人类健康及各国经济构成严重威胁。寻找能够有效防治有害藻华或赤潮的方法是现阶段水生生态保护与修复领域的重要研究内容之一。其中,微生物因其分布广、种类多和易繁殖等特点,在有害藻华或赤潮防治方面表现出巨大潜力,正逐渐得到广泛关注。本文从抑藻细菌分布、物种多样性及抑藻机制(抑藻方式、细胞形态、光合作用和氧化损伤)等角度对当前有害微藻抑藻细菌研究进展进行梳理总结,为微生物控藻提供理论参考。     

A novel marine bacterium algicidal to the toxic dinoflagellate Alexandrium tamarense

Aims: This work is aiming at investigating algicidal characterization of a bacterium isolate DHQ25 against harmful alga Alexandrium tamarense. Methods and Results: 16S rDNA sequence analysis showed that the most probable affiliation of DHQ25 belongs to the γ‐proteobacteria subclass and the genus Vibrio. Bacterial isolate DHQ25 showed algicidal activity through an indirect attack. Xenic culture of A. tamarense was susceptible to the culture filtrate of DHQ25 by algicidal activity assay. Algicidal process demonstrated that the alga cell lysed and cellular substances released under the visual field of microscope. DHQ25 was a challenge controller of A. tamarense by the above characterizations of algicidal activity assay and algicidal process. Conclusion: Interactions between bacteria and harmful algal bloom (HAB) species proved to be an important factor regulating the population of these algae. Significance and Impact of Study: This is the first report of a Vibrio sp. bacterium algicidal to the toxic dinoflagellate A. tamarense. The findings increase our knowledge of the role of bacteria in algal–bacterial interaction.     

溶藻细菌BS03(Microbulbifer sp.)对塔玛亚历山大藻生长及抗氧化系统的影响

【目的】研究溶藻细菌BS03(Microbulbifer sp.)胁迫下塔玛亚历山大藻细胞光合作用、抗氧化酶系统和半胱氨酸蛋白酶3(Caspase-3)变化,探讨溶藻细菌BS03对塔玛亚历山大藻的溶藻机制。【方法】通过0.5%、1.0%、1.5%、2.0%不同终浓度BS03上清液处理藻细胞后12、24、36、48h取样,测定溶藻过程藻细胞光合色素、叶绿素荧光效率、抗氧化酶系统、Caspase酶活性变化。【结果】(1)BS03上清液处理藻细胞后,藻细胞叶绿素a含量和叶绿素荧光Fv/Fm比值随BS03上清液处理时间延长和浓度的增加呈逐渐下降趋势;低浓度处理组藻细胞类胡萝卜素含量上升到一峰值,高于对照组后逐渐回落,而高浓度处理组类胡萝素含量呈下降趋势,低于对照组;(2)藻细胞抗氧化酶保护系统(SOD和CAT)活性随着BS03上清液处理浓度增加而升高,但随着处理时间的延长呈现先上升后下降趋势。藻细胞膜脂过氧化产物MDA积累量随着BS03上清液处理时间延长和处理浓度的增加而显著提高;(3)处理组藻细胞Caspase-3活性显著高于对照组,呈现出类似程序性死亡特征。【结论】BS03的抑藻机理可能是通过抑制藻细胞光合作用,降低抗氧化酶活性、加大膜脂过氧化起到对塔玛亚历山大藻的溶解作用,并呈现出类程序性死亡特征。     

Isolation and characterization of a marine algicidal bacterium against the toxic dinoflagellate Alexandrium tamarense

Interactions between bacteria and harmful algal bloom (HAB) species have been acknowledged as an important factor regulating both the population dynamics and toxin production of these algae. A marine bacterium SP48 with algicidal activity to the toxic dinoflagellate, Alexandrium tamarense, was isolated from the Donghai Sea area, China. Genetic identification was achieved by polymerase chain reaction amplification and sequence analysis of 16S rDNA. Sequence analysis showed that the most probable affiliation of SP48 was to the γ-proteobacteria subclass and the genus Pseudoalteromonas. Bacterial isolate SP48 showed algicidal activity through an indirect attack. Additional organic nutrients but not algal-derived DOM was necessary for the synthesis of unidentified algicidal compounds but β-glucosidase was not responsible for the algicidal activity. The algicidal compounds produced by bacterium SP48 were heat tolerant, unstable in acidic condition and could be easily synthesized regardless of variation in temperature, salinity or initial pH for bacterial growth. This is the first report of a bacterium algicidal to the toxic dinoflagellate A. tamarense and the findings increase our knowledge of bacterial–algal interactions and the role of bacteria during the population dynamics of HABs.     

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。