溶藻细菌对铜绿微囊藻的溶藻机理及对微囊藻毒素的降解研究

铜绿微囊藻是水华暴发最常见的蓝藻之一，当水华退去，铜绿微囊藻死亡或破裂后会释放胞内毒素-微囊藻毒素MCs-一种强烈的肝毒素和肿瘤促进剂，对人类健康构成极大威胁。具有杀藻作用的溶藻细菌在去除铜绿微囊藻及降解MCs的归趋中起着重要作用，但溶藻细菌对铜绿微囊藻的溶藻机理尚未阐明，且既能溶藻又能降解MCs的菌种还未有报道。本项目将结合环境科学、环境工程学、微生物学等多学科的理论、技术，构建对铜绿微囊藻有良好去除作用的微生物系统，并从中分离出多株对铜绿微囊藻有良好去除作用的溶藻细菌。通过一系列实验深入研究各株溶藻细菌对铜绿微囊藻的去除机理以及对微囊藻毒素MC-LR的降解作用。最后，选择山东省具有代表性的富营养化水体南四湖等为研究对象，研究各株溶藻细菌在实际水华水体中的应用情况。

随着我国水体富营养化现象的日趋严重及有毒藻类水华的频繁暴发，探索行之有效的抑制藻类水华的途径极为迫切。在利用物理、化学和其它生物方法控制藻类水华不甚理想的情况下，利用溶藻细菌除藻成为目前生物控藻的热点。本研究以水华暴发的常见藻类产毒铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）为研究对象，从不同细菌分离源分离获得3株高效溶藻细菌FS1、WM4、WM5，系统研究了3株溶藻细菌对铜绿微囊藻的去除特性及其对微囊藻毒素MC-LR的降解效果，初步探讨了溶藻细菌的溶藻机理，并利用16S rDNA序列分析法从分子生物学水平上对3株溶藻细菌进行了鉴定。溶藻细菌对铜绿微囊藻的溶藻特性研究表明，菌藻浓度及环境因子变化对溶藻细菌的溶藻效果有很大影响。溶藻机理研究结果表明，3株溶藻细菌均是通过释放胞外溶藻物质间接溶藻的。HPLC检测结果表明，3株溶藻细菌对MC-LR均有一定的去除效果。对3株溶藻细菌的16S rDNA进行测序，采用BLAST程序将测序结果与GenBank中的已知序列进行相似性分析，结果表明：菌株FS1与一株巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium的16S rDNA序列同源性为99%，菌株WM4与一株弯曲芽孢杆菌Bacillus flexus的16S rDNA序列同源性为99%，菌株WM5与一株抱川芽孢杆菌Bacillus Pocheon的16S rDNA序列同源性为99%，因此，3高效溶藻细菌FS1、WM4、WM5分别为巨大芽孢杆菌、弯曲芽孢杆菌、抱川芽孢杆菌。将三株溶藻细菌的16S rDNA序列分别在Genbank注册，登录号分别为：KC523391、KC5233912、KC523393.. 本研究采用的溶藻细菌分离方法快速、简便，且分离源更为广泛；系统地研究了溶藻细菌对水华铜绿微囊藻的溶藻特性及其对微囊藻毒素的降解效果，与以往研究中只研究细菌溶藻或溶藻毒素相比，本研究所分离的溶藻细菌对铜绿微囊藻及微囊藻毒素具有双重去除效果，对微囊藻水华的治理效果更加彻底，因此更具有实际应用的价值。