溶藻细菌L7的高密度培养及溶藻活性物质提纯鉴定

  针对一株溶藻细菌L7,探索溶藻细菌高密度培养的工艺参数及溶藻活性物质提纯鉴定的关键技术,为生物杀藻剂的研制奠定理论基础。在溶藻细菌L7的高密度培养阶段,通过设置单因素实验及正交实验、应用摇瓶及自动发酵罐筛选出适宜培养溶藻细菌L7的培养基（碳源葡萄糖、氮源氯化铵、C/N质量比3∶1、初始pH值7.5）、细菌接种量3.1×10⁷ cfu/mL、DO［30%（±10%）］及搅拌速率［(160±10)r/min］;在溶藻细菌L7溶藻活性物质的提纯鉴定阶段,通过透析、凝胶柱层析、高效液相色谱、液质联用仪等物质提纯鉴定手段,获得2种溶藻活性物质,相对分子质量分别为588.2、365.0,相较而言,相对分子质量为365.0的物质的溶藻作用更强。     

嗜热蓝细菌PKUAC-E542藻蓝蛋白耐热性以及不同光照条件对其含量影响研究

对PKUAC-SCTE542藻蓝蛋白的耐热性进行测试, 探究其热稳定性能。同时, 在不同光周期和不同光质光源组合条件下培养嗜热蓝细菌PKUAC-SCTE542, 研究其生长情况和藻蓝蛋白含量, 探索适用于藻蓝蛋白生产的光照条件。选取30°C, 40°C, 50°C, 60°C, 65°C, 70°C, 80°C, 90°C为实验组, 25°C和4°C为对照组, 放置时间设为5小时和14天, 用紫外分光光度计测定藻蓝蛋白全光谱图, 考察不同温度和放置时间对藻蓝蛋白的影响, 再将E542-PC的α链和β链与蛋白质晶体结构数据库中藻蓝蛋白进行比对, 深入了解其耐热机制。分别在光波长为白光(400~800 nm) 、红光(654 nm) 、绿光(511 nm) 和蓝光(454 nm), 光周期为8L/16D, 12L/12D和16L/8D的条件下培养蓝细菌, 测定其生物质干重以及藻蓝蛋白含量。结果表明, PKUACSCTE542藻蓝蛋白在 65°C 环境可以保持稳定, 60°C放置14天仍表现出60%的热稳定性。光质为红光、光周期为16L/8D的条件下, 藻蓝蛋白绝对产量最大; 光质为红光、光周期为8L/16D时, 藻蓝蛋白产率最高。实验结果表明PKUAC-SCTE542藻蓝蛋白的耐热性能较好, 经过光照条件筛选, 藻蓝蛋白产量可提高近100 mg/gDCW。     

一株芽孢杆菌对球形棕囊藻的溶藻效果

从珠海香洲码头赤潮海水中分离得到一株芽孢杆菌B1,考察了细菌不同生长期及添加比对球形棕囊藻生长的影响,探讨了藻密度、温度、光照、盐度、藻培养基中N和P含量对溶藻效果的影响.结果表明:稳定期的细菌溶藻效果较好,藻去除率达93.9%,分析球形棕囊藻干重的变化发现,随着球形棕囊藻细胞密度减少,藻干质量减小;细菌的最佳添加体积比为1%,调整期的球形棕囊藻易被细菌去除;温度对溶藻作用有影响,30℃时细菌溶藻作用极显著,去除率达到96.1%,利用HLPC分析溶藻过程球形棕囊藻色素变化,得出的结论与通过丙酮法测叶绿素a含量的结果相近;全黑暗时有利于细菌溶藻,溶藻作用在盐度为35‰时优于其他盐度,藻培养基中N和P的浓度降低时能促进B1菌的溶藻作用.     

铜绿微囊藻、水华鱼腥藻对不同形态磷的摄取及生理响应

研究山仔水库2种水华蓝藻:铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、水华鱼腥藻(Anabaena flosaquae)在不同形态磷(4种无机磷和2种有机磷)条件下的生长效应.通过测定胞外总磷含量及碱性磷酸酶活性,比较两者对不同形态磷的摄取能力.结果显示,2种水华蓝藻对正磷酸盐(磷酸氢二钾、磷酸二氢钾)的吸收速度和碱性磷酸酶酶活均大于多聚磷酸盐(焦磷酸钠、聚磷酸钠)和有机磷盐(ATP、甘油磷酸钠);铜绿微囊藻磷吸收速率大于鱼腥藻,但水华鱼腥藻相应的比增长速率和碱性磷酸酶酶活性均大于微囊藻,表明正磷酸盐是水华蓝藻生长所需的最适磷盐;低磷条件下,水华鱼腥藻有可能成为优势藻.     

焦炭固定溶藻细菌T5的溶藻效果初探

以水华爆发常见藻类栅藻、小球藻、铜绿微囊藻为实验藻类,将从活性污泥微生物系统中分离出的一株溶藻细菌T5作为实验菌株,并将该株溶藻细菌固定于以焦炭为填料的反应器内,对其溶藻效果进行了研究.结果表明:该株溶藻细菌7 d挂膜成功;最佳水力停留时间(HRT)为4 h;在HRT为4 h时,溶藻细菌对藻密度的平均去除率为83.11%,对藻类叶绿素a(Chla)的平均去除率为80.38%,对NH3-N平均去除率为63.05%,对CODMn平均去除率为39.03%.对溶藻细菌T5进行生理鉴定,16S rDNA序列分析结果表明:该菌株为芽孢杆菌属.     

溶藻细菌S7胞外溶藻活性物质的分离鉴定

为了对菌株S7胞外溶藻活性物质进行分离鉴定,首先对溶藻细菌S7所分泌的溶藻活性物质进行分离和纯化,进而采用紫外光谱、红外光谱、荧光光谱和质谱对该活性物质进行了初步鉴定。结果表明, 甲醇洗脱组分的溶藻效果最强,紫外光谱扫描结果显示溶藻细菌S7溶藻活性物质可能含有3~5个共轭的不饱和键;红外光谱扫描结果显示活性组分中可能含有羟基、饱和烃基和芳香醚;三维荧光光谱扫描结果显示溶藻活性物质有两个较强的荧光峰λex/λem,峰值分别出现在264/436 nm和378/369 nm处;质谱分析结果显示活性组分中含有6种物质,它们的分子量分别为163.1、246.3、274.3、318.3、404.5和475.4。     

一株新型寄生溶藻细菌的分离及初步鉴定

从宁波象山港分离得到1株具有溶藻能力的细菌,命名为XD-G.该菌株对中肋骨条藻(Skeletonema costatum 1115)的溶藻效果较好,感染1 d后,藻细胞基本裂解,叶绿素a减少达66.5%.在透射电子显微镜下观察菌株XD-G感染9 h后的中肋骨条藻切片,发现藻细胞内有大量细菌出现,由此推测,菌株XD-G是1种寄生性溶藻细菌.菌株XD-G不但能裂解中肋骨条藻及热带骨条藻(Skeletonema troicum),而且对赤潮异弯藻(Heterosigma akashi wo)也有一定的溶藻效果.     

处理因素对龙须菜藻红蛋白抗氧化活性的影响

比较多种细胞破碎方法、不同硫酸铵浓度对龙须菜藻红蛋白的提取、分离效果,探讨不同光照、温度、pH等处理条件对藻红蛋白粗提物抗氧化活性的影响.结果表明,采用组织捣碎破壁细胞,50%饱和度硫酸铵沉淀藻红蛋白提取效果较好;温度、光照和不适宜pH均会导致藻红蛋白粗提物清除.OH自由基能力降低甚至起促氧化作用.因此对龙须菜原料的保存、加工及藻红蛋白的提取分离等必须在低温、避光、中性环境下进行,以保证藻红蛋白的稳定性.     

不同形态藻类的混凝效果及絮体特性

采用氯化铁和硫酸铝作为混凝剂，分别研究了不同形态结构的铜绿微囊藻、针杆藻和水华鱼腥藻的混凝效果及絮体特性。结果表明：在铁盐、铝盐混凝剂不同投加量下，铁盐对3种藻的混凝去除效果优于铝盐；3种藻在铁盐和铝盐各自达到最佳混凝效果时的混凝剂投加量：铁盐>铝盐。铜绿微囊藻的整体混凝效果最差，针杆藻的最好。相比于铝盐，3种藻在采用铁盐混凝时形成絮体的分形维数值更大；针杆藻絮体的整体分形维数最大（最大值：1.72），铜绿微囊藻的最小（最大值：1.17），表明藻种形态对混凝絮体结构的影响。3种藻在采用铁盐混凝时的絮体粒径（d50）均大于铝盐絮体，絮体强度和恢复因子小于铝盐絮体的对应值。当采用铁盐混凝剂时，铜绿微囊藻絮体d50的最大值（632μm）小于针杆藻（765μm）和水华鱼腥藻（777μm）；针杆藻絮体的恢复因子最大（26.54%），水华鱼腥藻的恢复因子最小（11.04%）。3种藻絮体到达等电点的铁盐投加量大于铝盐投加量，藻絮体Zeta电位可用于分析藻类混凝时最佳去除率对应的投加量。铜绿微囊藻以电性中和混凝机制为主，吸附架桥和网捕卷扫机制则可能对水华鱼腥藻和针杆藻的絮凝作用更重要。     

不同来源钝顶螺旋藻藻蓝蛋白特性比较

 为更大程度地开发利用鄂尔多斯螺旋藻藻蓝蛋白资源,获得螺旋藻藻蓝蛋白提取及保存过程中的最佳参数,对2 藻种藻蓝蛋白硫酸铵盐析饱和度、热稳定性、酸碱稳定性进行了比较。结果显示,在硫酸铵饱和度达到40%时,2 藻种藻蓝蛋白纯度和藻蓝蛋白提取率均达到最高,且鄂尔多斯钝顶螺旋藻藻蓝蛋白纯度为引进钝顶螺旋藻的1.67 倍,两者的提取率持平。鄂尔多斯螺旋藻藻蓝蛋白对温度较引进种敏感,除25℃时相差不大外,35、45、55℃等条件下均表现出相比引进种更大的纯度降低率,多数为后者的两倍,但即使鄂尔多斯钝顶螺旋藻纯度降低率较大,降低后的纯度仍然比引进种最高纯度大,显示出鄂尔多斯钝顶螺旋藻在藻蓝蛋白上的优势。在工艺及环境条件允许的情况下,提取鄂尔多斯钝顶螺旋藻藻蓝蛋白时,尽量保持在较低温度下操作,如果兼顾提取率和纯度,宜选择55℃以内操作。2 藻种藻蓝蛋白酸碱稳定性上表现出较一致的反应,pH 值5~6 可以保持藻蓝蛋白的最大纯度。     

黄铜矿表面生物吸附量的测定条件

采用茚三酮比色法测定了在细菌浸矿的过程中,黄铜矿矿物表面吸附细菌细胞裂解液的吸光度,通过对测量波长、裂解时间、溶液pH值、加热时间、冷却时间等影响吸光度因素的实验研究,得出了黄铜矿表面细菌细胞裂解液吸光度的最佳测定条件为:波长560nm,裂解时间25min,溶液pH值7.0,加热时间15min,冷却时间6min.在最佳条件下绘制出了吸光度与矿物表面细菌吸附量之间关系的标准曲线.研究表明细菌裂解液的吸光值与细菌的浓度成正比.     

藻蓝蛋白裂合酶催化藻红胆素(PEB)与CpcA和PecA共价偶联

 将由鱼腥藻Anabaenasp.PCC7120中cpcE/F构建的pCOLADuet-cpcE/F质粒和pACYCDuet-pebA质粒、pCDFDuet-hol-pebB质粒、pETDuet-pecA质粒、pETDuet-cpcA质粒转化入大肠杆菌,在IPTG的诱导下,实现了色素蛋白PEB-CpcA和PEB-PecA的成功表达.吸收光谱和荧光光谱研究表明,CpcE/F能够催化PEB共价连接到CpcA和PecA的Cys-84上形成色素蛋白PEB-PecA和PEB-CpcA,色素蛋白的最大吸收峰为555nm,最强荧光峰为570nm.Zn²⁺电泳分析结果表明,体内重组获得了目标色素蛋白,证明由cpcE/F所编码的蛋白裂合酶在体内重组中能够催化PEB与CpcA和PecA的共价偶联反应,生成非天然色素蛋白PEB-CpcA和PEB-PecA.     

外源AHLs信号物质对蓝藻生长代谢的影响

 研究了外加AHLs(acyl-HSLs)信号物质对滇池铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)FACHB905以及集胞藻(Synechocysti sp.)FACHB898生长和代谢的影响.结果表明:AHLs类信号物质对2种藻具有明显的生长抑制作用.在10~80μmol·L^-1浓度范围内,2种供试藻的生物量,藻蓝蛋白(phycocyanin,PC)含量都受到了一定程度的抑制,而2种藻的可溶性糖含量和Car/Chl a却有明显地提高.随AHLs浓度的增加,铜绿微囊藻藻液中超氧自由基含量明显地增加,而集胞藻藻液中超氧自由基含量随AHLs物质浓度的增加呈下降趋势,反映出两者在适应性上是有差异的.     

库区植物塘水生植物附着细菌群落季节演替特征及影响因素

采集天然湿地中的狐尾藻、凤眼莲、睡莲3种水生植物,采用高通量测序分析3种水生植物表面附着细菌群落,探究其细菌群落结构的季节演替,并分析环境因子对群落变化的影响。结果表明:(a)3种水生植物附着细菌主要有蓝细菌门(Cyanobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria),这3种植物表面附着的细菌群落结构在门水平上类似,在属水平上丰富度及演替特征存在差异,主要与植物茎叶面积、植物分泌物质及植物茎叶光合作用强度等因素有关;(b)在属水平上,这3种水生植物附着细菌群落季节演替是具有一定方向性的自发进行的过程,不受外在单一因子的限制,是宿主植物和外部水环境共同作用的结果;(c)通过聚类分析发现,环境变化对附着细菌群落结构的影响程度高于植物种类,环境因子的CCA分析表明温度、pH、TN是水生植物附着细菌群落演替的主要影响因素。     

鱼塘施放光合细菌条件下浮游植物的变动

于塘泼施光合细菌后浮游植物种类组成及生物量均发生变化。试验表明，泼施光合细菌之后，鱼塘中蓝藻的过量增殖受到限制；绿藻，硅藻等藻类种类及生物量明显增加；优势种群中，鱼类适口性的藻类种类增加，有害种类减少。导致浮游植物种群变化的主要原因、是由于光合细菌在严重营养化的鱼塘中具有明显优化水域环境的作用。     

溶藻细菌(B5)的溶藻效果与溶藻特性的初步研究

从富营养化湖泊分离获得的1株菌(B₅),具有明显的溶藻效果。通过凝聚、细胞裂解和生物降解作用能有效去除鱼腥藻细胞。B₅菌可能是通过直接接触导致藻细胞的凝集及进一步的生物降解,同时存在一种具有热稳定性且能抑制藻类细胞生长的胞外分泌物。     

程海藻类植物调查研究

本文报道1984～1985年对云南省境内的程海进行藻类植物的种类组成和空间分布以及湖水理化性质调查研究的结果。程海湖没有出流,蒸发量大于入湖水量,水位以21.2cm/年的速度下降,湖水的pH为9.0,离子总量年平均为1.02mg/1,其中Na~+为187mg/1,Mg~(++)为69.4mg/1,HCO_3~-为558mg/1,CO_3~(--)为149mg/1。鉴定出藻类植物126种及变种(含一个新种),以硅藻门(80种),绿藻门(31种)和蓝藻门(11种)为主。浮游植物的年平均数量为824,688个/ml,蓝藻占优势,占总量的99.8～99.9％,春末夏初,卷曲鱼腥藻形成的蓝藻水华覆盖了大半个湖面,其种群纯度达99.7％,未发现蓝藻水华引起中毒的现象。研究结果表明,程海是一个由淡水湖向咸水湖过渡的苏打湖,并且不再届贫营养湖。其丰富的藻类植物,尤其是数量巨大的蓝藻以及特殊的生态环境是极宝贵的资源,应加以保护和合理利用。     

刺参养殖池塘浮游和底栖藻类群落及水质特征

为研究刺参（Apostichopus japonicus）养殖池塘微藻和水质特征,对山东威海市荣成刺参养殖池塘的浮游和底栖藻类群落结构、生物量及池塘水质进行周年调查与相关性分析。结果表明：（1）刺参养殖池塘共发现浮游藻类7门38属53种,底栖藻类4门25属42种,硅藻门种类最多;（2）池塘盐度、pH值、磷酸盐的变化范围较小,水温、溶氧变化呈显著的季节性特征;（3）池塘藻类生物量均呈春、夏季较高,秋、冬季较低的变化规律,并随水温升高而增大;浮游藻类生物量最低值和最高值分别出现在1月和7月,分别为2.9和23.7 mg/L;底栖藻类生物量最低值和最高值分别出现在12月和4月,分别为2.5和16.5 mg/L;（4）池塘浮游藻类多样性指数最低值和最高值分别出现在12月和7月,分别为1.94和2.98;底栖藻类多样性指数最低值和最高值分别出现在11月和4月,分别为1.66和2.35;（5）不同季节藻类群落中的优势种存在演替现象。在刺参池塘养殖过程中,应保持池塘水环境和营养盐结构稳定,为刺参健康养殖营造有利的环境条件。     

固定化藻类对污水中磷的净化能力研究

采用海藻酸钙凝胶包埋固定藻类,对人工污水进行静态模拟净化试验,研究了蛋白核小球藻、突变衣藻、鱼腥藻和双对栅藻在固定和悬浮状态下对污水中磷的净化效率以及藻类的生长特性。结果表明：固定化藻细胞比悬浮态藻细胞具有生长更趋于稳定、藻类的活性保持时间更长的优势。4种藻类中,小球藻和鱼腥藻在污水中的生长状况更好,较适宜采用海藻酸钙凝胶包埋固定化技术。在固定状态下,蛋白核小球藻、突变衣藻、鱼腥藻和双对栅藻对磷的去除率在第3天达到最大值,分别为39.8%、28.3%、33.0%和30.7%。因此,小球藻更适用于去除污水中的磷,是较为优良的除磷藻种。     

利用淡水微藻对畜禽养殖废水的实验研究

以不同浓度的畜禽养殖废水为对象,研究藻菌体系对废水中的NH4+-N、TP和COD的去除效果。结果表明:藻菌体系对不同浓度的畜禽养殖废水的处理效果不同,当废水中NH4+-N、TP和COD浓度分别小于44.4 mg/L、6.4 mg/L和500 mg/L时,藻菌微生物的生长速度快、生物量大,对废水处理效果好;当处理时间为6 d时,NH4+-N、TP和COD的去除率分别大于90%、84%和80%,该实验结果为构建高效藻类塘提供理论依据。