共凝集細菌的篩選、鑒定及凝集機理初步研究.pdf

1、共凝集是無親緣關系的細菌通過細胞表面分子進行特異性識別進而凝集在一起的行為，在多菌種生物膜的發(fā)育與成熟中，共凝集影響了生物膜的形成和生物膜群落的多樣性。調查發(fā)現(xiàn)很多細菌間會發(fā)生不同程度的共凝集，但是目前能與多個種屬的細菌同時發(fā)生較強程度的共凝集、在多菌種生物膜形成中起到核心或橋梁作用的架橋細菌(Bridging bacterium)則只發(fā)現(xiàn)少數(shù)幾種。
　　 為了篩選有廣泛共凝集能力的架橋細菌，本文從市政污水、工業(yè)廢水處理系統(tǒng)等7

2、種生態(tài)系統(tǒng)的生物膜中分離到23株細菌，測定了細菌間共263個配對組合的共凝集率，結果顯示，有3株細菌G5、G8和T1分別能與20株(占總測定菌株的91％)、20株(占總測定菌株的91％)和17株(占總測定菌株的77％)細菌配對發(fā)生共凝集率大于50％的共凝集，表現(xiàn)出廣泛的共凝集能力；并且在成膜試驗中，3株細菌在10％LB/5％LB培養(yǎng)液中，能分別使18/19、16/16和20/20株配對菌生物膜形成量增加，表現(xiàn)出促進生物膜形成的能力。經(jīng)形

3、態(tài)學、部分生理生化和16S rDNA序列鑒定，T1、G5和G8分別為巨大芽孢桿菌Bacillus megaterium、蠟樣芽胞桿菌Bacillus cereus和黃海芽孢桿菌Bacillus marisflavi。
　　 為了探討理化環(huán)境對細菌間共凝集能力及共凝集體穩(wěn)定性的影響，以T1與3株配對細菌G5、G8、H3(希瓦氏菌屬Shewanella sp．)為材料，研究了細菌生長期、環(huán)境因子(溫度、pH、水力剪切力)、表面活性劑

4、(SDS、吐溫80)、螯合劑(EDTA—Ca2+/Mg2+)及其他化學試劑(H2O2、琥珀酸)對共凝集能力及共凝集體穩(wěn)定性的影響，結果表明：T1與G5配對在pH5—9的酸堿度范圍內共凝集率變化不大，但T1與G8或H3配對在pH5時共凝集率有較大程度的降低，酸性條件對其共凝集能力有一定程度的影響；T1與3株配對菌在10℃—40℃時共凝集率均保持在較高的水平，在4℃低溫和50℃高溫條件下共凝集率較低，但未表現(xiàn)出對溫度極端敏感的特性；T1與3

5、株配對菌的共凝集率在靜置條件下最高，但0—300 r/min的剪切力對共凝集率沒有產(chǎn)生顯著的影響；不同生長期的T1與3個配對菌的共凝集率均沒有表現(xiàn)出顯著差異，共凝集作用沒有受到T1生長期的影響；Ca2+、Mg2+多價陽性離子的存在明顯提高了3個配對菌的共凝集率，而表面活性劑(SDS、吐溫80)或氧化劑(H2O2)的存在則降低了3個配對菌的共凝集率，表明T1與3株配對菌的共凝集能力對常規(guī)環(huán)境變化不敏感，但對表面活性劑和氧化劑敏感，這給我們

6、污水處理實踐共凝集菌的應用提供了一定的參考依據(jù)。
　　 為了探討共凝集的分子機制，采用胰蛋白酶酶解(非特異性去除菌體表面蛋白)、80℃熱激(檢測熱敏感性蛋白)、高碘酸鈉氧化(非特異性去除菌體表面糖鏈)、琥珀酸酐酰化(非特異性?；揎椖兀蛊涫セ钚?和糖抑制試驗(判斷凝集素類型)，初步探索了T1與配對菌G5、G8、H3和I1(蠟樣芽胞桿菌 Bacilluscereus)的共凝集機制，結果顯示胰蛋白酶處理和80℃熱激T1后其共

7、凝集能力下降(p<0．05)，表明T1表面有熱敏感性蛋白參與共凝集。T1用高碘酸鈉氧化處理后，與I1或H3配對共凝集率有明顯下降(p<0．05)，而與G5或G8配對共凝集率沒有明顯變化；對T1進行琥珀酸酐?；琓1與I1或H3配對共凝集率無明顯變化，而與G5或G8配對共凝集率則明顯下降(p<0．05)，兩項試驗結果表明：T1表面的凝集素受體參與其與I1、H3的共凝集，T1表面的凝集素參與其與G5、G8的共凝集。結合T1與I1配對的共凝集

8、能被50 mM的甘露糖和乳糖抑制(p<0．05)；T1與H3配對的共凝集能被50 mM的N—乙?！狣—葡萄糖胺抑制(p<0．05)；T1與G5或G8配對的共凝集分別被50 mM的D(+)—半乳糖和D—乳糖抑制(p<0．05)，綜合判斷：T1表面擁有的甘露糖和乳糖敏感的凝集素受體、N—乙?！狣—葡萄糖胺敏感的凝集素受體、D(+)—半乳糖和D—乳糖敏感的凝集素分別參與與配對菌I1、H3、G5和G8的共凝集。與此相對應，I1表面為甘露糖型和乳