土著溶藻菌对太湖微囊藻和藻毒素的降解作用与机制研究

太湖水华频发已成为严重的环境问题。对太湖土著溶藻菌、水华优势藻的特性、菌-藻关系、藻和藻毒素的降解方式等重要科学问题进行深入研究，对认识太湖水华的发生发展规律，揭示溶藻菌的除藻机制，构建生态除藻技术防治太湖藻污染等均具有十分重要的理论与实际意义。在从太湖梅梁湾分离鉴定多株高效土著溶藻菌的工作基础上，我们拟融合环境科学、分子生物学、环境微生物学、材料科学等多学科知识，构建藻类环境丰度与产毒能力的鉴定技术，研究太湖水华优势藻类的环境生态特征与产毒能力；分析太湖土著溶藻菌与太湖水华优势藻的关系与影响因素；分离鉴定太湖土著溶藻菌的溶藻活性物质，探讨其溶藻机制；研究太湖溶藻菌降解微囊藻毒素的机制，克隆和表达与降解作用相关的重要基因；合成新型纳米人工介质，构建与评价纳米人工介质固定化溶藻菌强化除藻技术。为太湖水华的生物防治提供理论、科学依据和技术支持。

本研究建立了基于全细胞PCR、RTQ-PCR技术、能对藻类环境丰度以及产毒能力进行测定与分析的检测方法；并对太湖水华藻的种类、环境生态特征以及太湖产毒微囊藻的产毒特性进行分析。结果提示太湖南泉水域全年大部分时间存在水华，微囊藻为其优势藻，产毒微囊藻的环境丰度及其产MC-LR能力的动态变化与水温密切相关，冬季产毒微囊藻产毒能力显著增强，在水华和非水华期内，对有害藻华的防制都应予以重视。从太湖中分离得到了强效的土著溶藻菌，经Biolog和16S rDNA鉴定为粘质沙雷氏菌和斑点气单胞菌，分析了其溶藻机制，利用高效液相色谱，气相色谱-质谱联用，红外分析仪，氢谱和碳谱核磁共振仪等技术纯化和鉴定了其高效溶藻物质——灵菌红素和L-苯丙氨基酸。分离得到了高效土著藻毒素降解菌（嗜麦芽单胞菌），经PCR技术发现其含有藻毒素降解酶（mlrA）基因，利用高效液相色谱和质谱技术分析了藻毒素降解过程和产物。合成获得了氧化铁纳米颗粒和聚己内酯纳米纤维膜（NMP），探讨了固定化溶藻菌的强化除藻作用，结果发现其为具有良好固定化效果的纳米介质材料，为固定化微生物技术应用除藻研究奠定了基础，为太湖水华防治工程提供有效地技术支持和防治手段。该项目先后发表论文14篇，其中SCI收录3篇，EI收录4篇，CPCI-E收录2篇；申请专利5项，其中发明专利授权1项，公开3项，实用新型专利授权1项。