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文檔簡介
1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,工業(yè)化進(jìn)程加快和城鎮(zhèn)人口的快速增加,環(huán)境問題也日益凸顯。我國淡水湖泊藍(lán)藻水華頻繁發(fā)生,不僅影響了水體生態(tài)環(huán)境,還嚴(yán)重危害了人類和動(dòng)物的飲水安全。有害藻類水華在世界各地的湖泊和水庫也普遍存在。在水生態(tài)系統(tǒng)中,藻類與其他水生生物共處在一個(gè)相互作用的復(fù)雜環(huán)境中,細(xì)菌和藻類作為初級(jí)生產(chǎn)力的主力軍,在整個(gè)水生生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。因此水華附生菌的種群結(jié)構(gòu)的探討在水華消長機(jī)制和控制水華的研究中顯得格外重要。尤其是在溶藻菌的
2、研究中,細(xì)菌的多樣性及菌群結(jié)構(gòu)研究為其提供了寶貴的理論基礎(chǔ)。溶藻菌作為微生物的種群之一,具有分布廣、數(shù)量多、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。將溶藻菌投入水華的治理具有巨大的潛力。
目的:
通過對(duì)藻華不同時(shí)期可培養(yǎng)水華附生菌的群落結(jié)構(gòu)的改變研究、可培養(yǎng)附生菌與微囊藻的關(guān)系研究及新菌種的鑒定,為今后控藻治藻提供新的依據(jù)和理論,并為淡水微生物的多樣性和資源開發(fā)提供了基礎(chǔ)資料。
方法:
本論文通過對(duì)太湖和巢湖水華期和非水
3、華期含藻水樣中的可培養(yǎng)細(xì)菌進(jìn)行分離純化及分子生物學(xué)鑒定,對(duì)太湖和巢湖分離菌在門類水平上和屬類水平的差異進(jìn)行分析與比較,研究不同時(shí)期水華附生菌的種群結(jié)構(gòu)變化。將分離純化的菌株與藍(lán)藻以1∶10(v/v)的比例混合培養(yǎng),通過與對(duì)照比較,篩選出一批有明顯溶藻作用的細(xì)菌,對(duì)其中六株溶藻菌的溶藻效率進(jìn)行比較后,確定兩株高效溶藻菌。通過將兩株溶藻菌的菌液經(jīng)過四種處理(菌液、洗脫菌體、無菌濾液及加熱濾液)后與藍(lán)藻的混合培養(yǎng),確定溶藻菌產(chǎn)生溶藻效果的作用
4、途徑。同時(shí),對(duì)一株高效溶藻菌C1138菌體重懸液不同加入量的溶藻效果進(jìn)行初步探討。此外本研究還對(duì)其中發(fā)現(xiàn)的一株疑似新菌進(jìn)行了分類鑒定,包括形態(tài)學(xué)分析和遺傳學(xué)分析。
結(jié)果:
1、以太湖和巢湖不同月份的含藻水樣中共分離純化菌株354株,分別屬于73個(gè)屬,163個(gè)種。太湖巢湖分離相同菌屬僅有24個(gè),說明兩湖的菌群結(jié)構(gòu)在種屬上差異較大。太湖與巢湖分離菌菌群結(jié)構(gòu)在門類水平上比較,兩淡水湖泊中主要以變性桿菌門(Proteobac
5、teria)和擬桿菌門(Bacteroidetes)、厚壁菌門(Firmicutes)、放線菌門(Actinobacteria)細(xì)菌為主,但在巢湖中還能分離出異常球菌-棲熱菌(Deinococcus-Thermus)。其中發(fā)現(xiàn)太湖和巢湖存在一個(gè)共同現(xiàn)象,即變形桿菌(Proteobacteria)在水華期時(shí)被分離出的機(jī)會(huì)大于非水華期,而擬桿菌(Bacteroidetes)在非水華期時(shí)被分離出來的的機(jī)會(huì)大于水華期,且在任何時(shí)期變形桿菌(Pr
6、oteobacteria)被分離出的可能性大于均擬桿菌(Bacteroidetes)。太湖與巢湖分離菌菌群結(jié)構(gòu)在屬類水平上比較結(jié)果顯示,太湖可分離菌的優(yōu)勢菌株主要包含黃桿菌屬(Flavobacterium)19%、產(chǎn)嘌呤桿菌屬(Porphyrobacter)11%、根瘤菌屬(Rhizobium)9%、赤微菌屬(Erythromicrobium)9%;巢湖可分離菌的優(yōu)勢菌株主要包括產(chǎn)嘌呤桿菌屬(Porphyrobacter)24%、根瘤菌
7、屬(Rhizobium)17%、新鞘脂菌屬(Novosphingobim)13%、鞘脂單胞菌屬(Sphingomonas)占13%、嗜水氣單胞菌屬(Aeromonas)占13%。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)太湖可分離菌的優(yōu)勢菌種主要包含黃桿菌屬(Flavobacterium)占25%、假單胞菌屬(Pseudomonas)占13%、萊茵海默氏菌屬(Rheinheimera)占8%、巢湖可分離菌的優(yōu)勢菌種主要包含鞘脂單胞菌屬(Sphingomonas)占1
8、5%、黃桿菌屬(Flavobacterium)占13%、新鞘脂菌屬(Novosphingob ium)占10%、金黃桿菌屬(Chryseobacterium)占8%。
2、本試驗(yàn)選取部分太湖和巢湖分離菌59株進(jìn)行溶藻菌的篩選,其中有16株對(duì)藍(lán)藻表現(xiàn)有較強(qiáng)的溶藻效果,包含了變性桿菌門(14株)、擬桿菌門(1株)、異常球菌-棲熱菌門(1株)。其中變性桿菌α-變性菌綱有7株,β-變性菌綱5株,γ-變形菌綱5株,說明溶藻菌主來自變性桿
9、菌門。同時(shí)篩選的溶藻菌主要來源鞘氨醇單胞菌目(Sphingomonadales)5株和黃色單胞菌屬(Xanthomonadaceae)3株(包含菌株C1103)。根據(jù)肉眼觀察選取溶藻作用較大的菌株進(jìn)行進(jìn)一步篩選,包括菌株C0518,C0920,C0919,C0915,C1103,C1138,并觀察其形態(tài),從肉眼可判斷這六種菌株屬于不同種屬。通過葉綠素的測定,計(jì)算出這六種溶藻菌對(duì)三種藍(lán)藻的溶藻率,確定了兩株高效溶藻菌C1103和菌株C11
10、38。對(duì)兩株菌進(jìn)行了分子生物學(xué)鑒定和PHB染色,發(fā)現(xiàn)C1103為Lysobacter capsici,C1138為Chitinimonas viridis。這兩種菌進(jìn)行PHB染色,結(jié)果顯示,菌株C1103PHB染色為陰性,菌株C1138為陽性。進(jìn)一步對(duì)這兩種菌株的溶藻特性進(jìn)行探討,發(fā)現(xiàn)菌株C1103和菌株C1138均主要通過菌體作用于藍(lán)藻,以此抑制藍(lán)藻的生長和促進(jìn)其死亡,達(dá)到較好的溶藻效果。探討菌株C1138的不同菌體濃度對(duì)銅綠微囊藻9
11、05的溶藻效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)該菌以2/30的體積比加入藻液效果最佳(大于80%)。
3、菌株CH26T為革蘭氏陰性、好氧菌,菌落為圓形,邊緣光滑透明樣,呈亮黃色。在透射電子顯微鏡下觀察為無鞭毛桿菌,單個(gè)細(xì)胞大小約為0.6-0.7μm寬,1.5-3μm長。菌株CH26T在1%(w/v)NaC1培養(yǎng)基中緩慢生長,其生長適宜鹽度為0,生長溫度范圍為4-35℃(最適宜溫度為25-30℃),生長PH范圍為6.0-9.5(最適PH為7)。
12、菌株氧化酶,過氧化氫酶陽性,硝酸鹽還原陽性。菌株CH26T主要極性脂為diphosphatidyl glycerol(DPG),phosphatidyl ethanolamine(PE),phosphatidyl glycerol(PG),unidentified phospholipids(UPL),glycolipids(GL1-3)。其主要細(xì)胞脂肪酸為C18∶1ω7c或C18∶1ω6c(32.1%)、C16∶1ω7c或C16∶1ω
13、6c(23.8%)和14∶02-OH(17.76%)。菌株CH26T檢測呼吸醌主要為Q10。PHB染色陽性,說明菌株CT26T在電鏡下菌體的空泡裝為PHB小體。該菌株CH26T的G+C含量為59.2mol/L。CH26T克隆測序所得16Sr DNA序列提交至Genbank,得到登錄號(hào)為KX377521。CH26T與Sphingopyxis alaskensis RB2256T(94.97%)相似度最高。結(jié)合進(jìn)化樹分析和生理生化分析,確定
14、菌株CH26T屬于Sphingomonadaceae科的一個(gè)新屬和新種。
結(jié)論:
1、太湖和巢湖水體中可培養(yǎng)細(xì)菌種類繁多,實(shí)驗(yàn)條件下分離出163種不同種菌株,其屬于73個(gè)不同的屬。太湖和巢湖水體中可分離培養(yǎng)的菌株在門類水平上結(jié)構(gòu)相似,在種屬結(jié)構(gòu)上存在較大差異。
2、變形桿菌在水華期時(shí)被分離出的機(jī)會(huì)大于非水華期,而擬桿菌在非水華期時(shí)被分離出來的機(jī)會(huì)大于水華期,且在任何時(shí)期變形桿菌被分離出的可能性大于擬桿菌。<
15、br> 3、判定菌株CH26T為鞘氨醇單胞菌科(Sphingomonadaceae)的一個(gè)新屬和新種,命名為Loukaniko chaohuensis gen,nov.,sp.nov.,菌株保藏號(hào)分別為CGMCC1.15808T和KCTC52665T。菌株CH26T16S rDNA序列的登錄號(hào)為KX377521。
4、實(shí)驗(yàn)篩選出16株對(duì)藍(lán)藻有較強(qiáng)的溶藻效果菌株,主要來自變性桿菌門。篩選出兩株高效溶藻菌對(duì)藍(lán)藻FACHB7942
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