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利用噬藻体(藻病毒)和溶藻菌等微生物控制威胁水体生态安全的水华蓝藻,被认为是最有潜力的生物控藻方法之一。因此,本文围绕噬藻体PaV-LD(Planktothrix agardhii Virusisolated from Lake Donghu,PaV-LD)溶藻相关的功能基因进行克隆表达分析,同时对溶藻菌A01进行分离及溶藻作用研究。有关内容及主要结果如下:
1)噬藻体PaV-LD073R、123L和124L的克隆及表达分析:水华蓝藻噬藻体PaV-LD的全基因组序列最近已被阐明,共含有142个ORF。我们对其主要衣壳蛋白基因073R,内肽酶和穿孔素基因123L-124L(PaV-LD基因组中两个相邻的ORF)进行了克隆与表达分析。将073R原核表达后并制备抗体,通过Western blot检测经噬藻体感染宿主细胞后的表达时序,结果显示PaV-LD感染48h以后073R开始表达,表明073R是一个晚期基因;同时073R推导的氨基酸序列与34株噬藻(菌)体及2株藻病毒(感染真核藻的病毒)的主要衣壳蛋白的氨基酸序列进行序列比对,结果显示073R与无尾的藻病毒衣壳蛋白亲缘关系更近。PCR扩增123L-124L,并构建质粒pOP123L-124L,将其转入模式藻集胞藻PCC6803细胞中,获得重组藻;测定重组藻与野生藻的生长速率,并制备超薄切片,结果显示重组藻与野生藻的生长速率与超微形态间存在显著差异。
2)一株溶藻菌的分离鉴定及溶藻特性分析:从武汉东湖水样中分离到一株能够溶解鱼腥藻的溶藻菌,编号为A01。通过电镜观察、革兰氏染色及16SrDNA序列分析鉴定,该菌呈革兰氏阴性,形态为杆状,长约1.5μm,宽约0.45μm,无鞭毛结构,初步定为不动杆菌属(Acinetobacter sp.)。纯化后,分别用该菌的培养上清或菌体接种到呈对数生长的鱼腥藻培养液中,培养7天藻液叶绿素a去除率分别为87%和77%;并利用显微镜观察其溶藻过程,结果显示,鱼腥藻与菌的培养上清共孵育2天后藻细胞几乎完全被破坏,而与菌体共孵育4天后鱼腥藻细胞才裂解。简而言之,从淡水水样中分离到一株具有较强溶解水华鱼腥藻作用的不动杆菌菌株A01,并确定A01上清中含有溶解鱼腥藻的有效成分。