一株溶藻细菌对铜绿微囊藻的溶藻机制及其溶藻物质特性的研究

摘要

随着水体富营养化的日益加剧,有害藻类水华爆发日趋频繁,严重影响了水域生态系统的安全及入、畜等的生活健康,因此寻找一种切实可行的方法治理水华迫在眉睫。利用溶藻细菌除藻克服了物理、化学方法的不足和缺陷,成为当前的生物控藻的研究热点,具有非常广阔的应用前景。
　　 本研究利用从青岛某富营养化的池塘中分离得到的溶藻细菌,编号为YZ。研究了其对水华主要藻种—铜绿微囊藻(Microcystis aeroginosa Kutzing.var.aeruzginosa)的生理生化效应并通过酸碱处理、萃取、活性炭吸附与解吸等方法对其溶藻物质行初步鉴定。
　　 主要研究结果如下:
　　 1.通过单因子试验的研究,探索了溶藻细菌YZ的最佳发酵条件,结果发现:当YZ的培养温度为36-38℃,pH为6.0-8.0,转速为180 r/min,培养时间为96 h时,溶藻效果最明显,菌藻共培养12 d,藻液均接近白色。
　　 2.研究了无菌滤液接入量对藻生长的影响,得到最佳投入量,以达到最佳溶藻效果。结果表明:无菌滤液的接入量为10％时,既能排除细菌培养基的干扰,又能达到最大溶藻效果。
　　 3.YZ对铜绿微囊藻有强烈的溶解作用,菌液的接种量不同对溶藻效果影响很大。结果表明,加入的无菌滤液越多,溶藻效果越明显,但考虑到改良柠檬酸培养基对杀藻作用干扰,因此按10%的体积比向藻液中接入YZ无菌滤液为最佳。
　　 4.YZ可抑制铜绿微囊藻的光合作用。共培养第12 d,藻细胞的叶绿素荧光参数均显著下降,Yield、α、Pm分别下降了97%、99%和98%。相对Yield来说,α和Pm下降更显著。
　　 5.YZ对铜绿微囊藻的生长构成氧化胁迫,并引起细胞膜脂过氧化反应,共培养12 d,藻细胞SOD酶活性先升高再降低,MDA含量不断增加。
　　 6.YZ溶藻活性物质具有酸碱稳定性,经pH2.0和pH9.0处理的溶藻物质加入铜绿微囊藻藻液4 d和12 d,仍具有较强的溶藻活性。利用四种不同极性的溶液萃取该活性物质,根据相似相溶的原理,可知该活性物质不是极性很强的亲水性物质,而是一种或多种亲酯性物质。与对照组相比,经活性炭处理的无菌滤液对铜绿微囊藻的降解作用很弱,说明YZ溶藻物质可被活性炭吸附。
　　 综上所述,溶藻细菌YZ可以显著破坏铜绿微囊藻的光合系统,抑制其生长,且已被回收吸附,是一种治理水华的理想菌株,虽然目前仅在实验室条件下研究其溶藻特性,但对于大规模生产溶藻剂具有重大的理论意义。