絮凝菌株Shinella sp. xn-1对铜绿微囊藻的絮凝效果

【目的】研究絮凝功能细菌xn-1对有害水华藻——铜绿微囊藻的絮凝效果,以期为有害水华的治理提供新的选择。【方法】采用涂布划线法从藻际分离纯化絮凝功能微生物;基于16S r RNA基因序列确定进化地位;通过不同金属离子确定絮凝机制;梯度醇沉法获得絮凝物质;以酶标仪测定絮凝效率。【结果】菌株xn-1确定属于申氏杆菌属(Shinella),且命名为Shinella sp.xn-1。在添加Ca~(2+)作为促凝剂的条件下对铜绿微囊藻表现出高效的絮凝效果,其絮凝效果主要来源于胞外上清,而表现出高效的絮凝效果所需要的胞外上清添加量为3.0%。从胞外上清中获得的絮凝物质以0.5 g/L的添加量作用于藻细胞后表现出高效的絮凝效果,且随着处理时间增加,絮凝团的体积增大。【结论】Shinella sp.xn-1通过分泌胞外絮凝物质对铜绿微囊藻表现出高效的絮凝效果,在絮凝作用下藻细胞聚集在一起形成大体积的絮凝团,该研究有利于治理有害水华。     

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。     

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。     

一株枯草芽孢杆菌的生长特性及抑藻效果研究

溶藻微生物能引起水华蓝藻的快速消亡,从而达到控制水华之目的。为了探讨枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)及小球藻(Chlorell)的抑制效果,在实验室条件下研究了枯草芽孢杆菌对两种藻类生长的影响、抑制藻类生长的作用方式以及发酵液处理下铜绿微囊藻丙二醛(MDA)及谷胱甘肽(GSH)含量、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化氢酶(CAT)活性。试验结果表明,筛选出的菌株具有较好的环境适应性和抑制藻类生长的能力,其抑制效果是通过分泌胞外物质实现的。经过枯草芽孢杆菌处理后,铜绿微囊藻的叶绿素a及藻体蛋白含量均显著低于对照组,而胞内MDA及GSH含量显著升高,SOD及CAT活性也有增高的趋势。     

低强度超声波抑制铜绿微囊藻生长的研究

铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)是常见的水华蓝藻,会对湖库的生态环境造成严重危害.室内研究了低强度超声波在不同藻生长时相、藻细胞浓度、水体pH、水温和二次超声条件下对铜绿微囊藻的抑制效果.结果表明:藻细胞浓度和pH对超声抑藻效果无明显影响,藻生长时相、水温和超声次数对超声抑藻效果有明显影响.15℃、20℃和25℃时的超声抑藻效果好于30℃和35℃,不经超声作用40℃高温即已不利于藻细胞生长;低强度超声对延滞期、稳定期和衰退期铜绿微囊藻抑制效果好于指数生长期铜绿微囊藻;二次超声可有效延长残余藻细胞的恢复时间,稳定抑藻效果.     

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16S rRNA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条藻的细胞壁,致使硅质壳打开、内容物流出,达到溶藻的效果;溶藻活性物质具有被乙醇和乙酸乙酯沉淀的特性。【结论】溶藻菌FDHY-CJ对中肋骨条藻具有特异溶藻作用,对其他常见赤潮溶藻效果不明显;该细菌溶藻方式为通过分泌物间接溶藻,溶藻物质属于蛋白类,大小在3.5?10 kD之间。     

青草沙水库中一株铜绿微囊藻抑藻细菌的作用研究

【目的】为了研究青草沙水库中土著微生物对藻类生长的抑制作用,从水库水体中筛选出对藻类有抑制作用的细菌并研究其对铜绿微囊藻的抑制效果。【方法】通过对水库水体中的细菌进行划线分离和筛选,挑选出一株对铜绿微囊藻生长有较好抑制作用的菌株CL。考察其对铜绿微囊藻的抑制效果及不同培养时间和菌液浓度对抑藻效果的影响,并对菌株进行16S rDNA序列分析。【结果】实验菌液浓度为4.5×108CFU/mL 8.4×108CFU/mL时,细菌对铜绿微囊藻的抑制率可达45.4%。抑藻效果随培养时间先增后降,在静置培养第6天抑藻效果达到最大。该菌经过16S rDNA序列分析,属于黄单胞菌科的寡养单胞菌。【结论】从青草沙水库中筛选出了对铜绿微囊藻有抑制作用的土著细菌寡养单胞菌,对青草沙水体铜绿微囊藻的控制具有一定的潜在应用价值。     

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。     

高效抑藻放线菌的筛选和活性

为了寻找抑杀微囊藻的放线菌,对江苏海洋滩涂土壤中分离到的放线菌进行了筛选,获得了1株对微囊藻有强烈抑杀作用的菌株YC0412。进一步实验表明这株放线菌对其它富营养水体中常见藻类,小球藻、栅藻、鱼腥藻和集胞藻都有不同的抑杀作用,藻的液体培养物中分别加入1/10体积的YC0412发酵液,培养3d后生长分别被抑制了32.4%,12.46%,32.9%,82.19%和32.57%,说明该菌的抑藻作用具有广谱性。通过对YC0412形态学特征、生理生化特性、细胞壁化学组分以及16SrDNA序列进行分析,结果表明YC0412为1株灰霉素链霉菌（Streptomyces griseinus）。为了弄清杀藻活性物质的性质,对YC0412发酵液分别采用乙酸乙酯和氯仿进行了抽提,测定结果显示,乙酸乙酯提取物有很好的杀藻作用,说明其活性产物应该是一种弱极性脂溶性物质。     

岩兰草油对淡水藻类的抑制作用

利用植物分泌的化感物质进行藻类控制已成为国内外生态环境领域研究的热点之一。首次探讨了岩兰草油的抑藻效应,建立了岩兰草油对铜绿微囊藻和斜生栅藻两种藻共培养时抑制作用的数学模型,采用GC-MS分析方法对岩兰草油中主要成分进行了鉴定。结果表明:岩兰草油对铜绿微囊藻和斜生栅藻在单独和共培养状态下均有良好的抑制作用,对单独培养的铜绿微囊藻和斜生栅藻抑制作用的EC50分别为0.20和0.30 m L/L,说明岩兰草油对蓝藻(铜绿微囊藻)的抑制效果明显好于对绿藻(斜生栅藻)。岩兰草油的主要成分为具有良好抑藻作用的倍半萜类物质,而所建立的岩兰草油对两藻共培养状态下抑制作用的数学模型可以求出在任何时间节点上铜绿微囊藻和斜生栅藻的种群密度以及要达到抑藻最佳状态的岩兰草油浓度。该研究对水华藻类的控制有较重要的理论与应用价值。     

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.     

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     

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。       

Characterization of an algicidal bacterium Brevundimonas J4 and chemical defense of Synechococcus sp. BN60 against bacterium J4

As part of efforts to enhance the strategies explored to eliminate the adverse impacts of cyanobacterial blooms, we isolated an algicidal bacterium, J4, from Lake Taihu. Analysis of 16S rDNA sequence revealed that strain J4 belonged to the genus Brevundimonas. Bacterium J4 exhibited algicidal activity mainly through excretion of extracellular algicidal compounds that were further extracted with methanol and purified by silica gel chromatography and high performance liquid chromatography (HPLC). The compounds showed thermal stability, strong polarity and water solubility in J4 cultures. Study on the algicidal activity of J4 against two dominant cyanobacterial bloom-forming species in Lake Taihu showed that J4 exhibited lower algicidal rate against Synechococcus sp. BN60 (48.6%, t = 6 days) than against Microcystis aeruginosa 9110 (91.8%, t = 6 days). Additionally, rapid reduction in cell density of J4 was observed in co-cultures of Synechococcus sp. BN60 and bacterium J4 but not observed in co-cultures of M. aeruginosa 9110 and bacterium J4 during algicidal process, which was the main reason why the algicidal rate of J4 against BN60 was lower than against 9110. The reduction in cell density of J4 resulted from inducible production of antimicrobial-like compound secreted by Synechococcus sp. BN60 in co-cultures of Synechococcus sp. BN60 and bacterium J4, which reflected a kind of chemical defense from cyanobacteria (BN60) against algicidal bacteria (J4). However, M. aeruginosa 9110 had no chemical defense against J4, suggesting that whether cyanobacterial chemical defense occurs or not between cyanobacteria and algicidal bacteria depends on specific cyanobacteria–algicidal bacteria pairs. These results show that not only one-sided algicidal effect but also two-sided reciprocal inhibition interactions exist between algicidal bacteria and cyanobacteria, indicating the complexity of cyanobacteria–algicidal bacteria interactions in Lake Taihu and the need to take the cyanobacterial defensive responses into consideration when assessing potential use of algicidal bacteria.     

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。     

Novel algicidal evidence of a bacterium Bacillus sp. LP-10 killing Phaeocystis globosa,a harmful algal bloom causing species

While searching for effective bio-agents to control harmful algal blooms (HABs), the bacterial strain LP-10, which has strong algicidal activity against Phaeocystis globosa (Prymnesiophyceae), was isolated from surface seawater samples taken from the East China Sea. 16S rDNA sequence analysis and morphological characteristics revealed the strain LP-10 belonged to the genus Bacillus. The lytic effect of Bacillus sp. LP-10 against P. globosa was both concentration- and time-dependent. Algicidal activities of different growth stages of the bacterial culture varied significantly. The lytic effect of different parts of the bacterial cultures indicated that the algal cells were lysed by algicidal active compounds in the cell-free filtrate. Analysis of the properties of the active compounds showed that they had a molecular weight of less than 1000 Da and that the active compounds were stable between −80 and 121 °C. The algicidal range assay indicated that five other algal species were also suppressed by strain LP-10, including: Alexandrium catenella, A. tamarense, A. minutum, Prorocentrum micans and Asterionella japonica. Our results suggested that the algicidal bacterium Bacillus sp. LP-10 could be a potential bio-agent to control the blooms of harmful algal species.     

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。