【摘 要】
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有害蓝藻水华（Harmful cyanobacterial blooms,c HABs）频繁爆发,已经成为一个世界性的难题。微囊藻是蓝藻水华中分布最广,发生频率最高的优势藻,会分泌微囊藻毒素（Microcystins）,严重威胁人类健康及其它水生动物的存活,因此受到广泛的关注。水华爆发时,微囊藻主要以群体（colony）的形式存在,微囊藻群体可以抵御各种不良环境胁迫和其它物种的竞争压力,群体形态是
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有害蓝藻水华（Harmful cyanobacterial blooms,c HABs）频繁爆发,已经成为一个世界性的难题。微囊藻是蓝藻水华中分布最广,发生频率最高的优势藻,会分泌微囊藻毒素（Microcystins）,严重威胁人类健康及其它水生动物的存活,因此受到广泛的关注。水华爆发时,微囊藻主要以群体（colony）的形式存在,微囊藻群体可以抵御各种不良环境胁迫和其它物种的竞争压力,群体形态是微囊藻在富营养化水体种盛行的重要原因之一,也是微囊藻水华爆发的关键前提条件。但在实验室传代培养过程中,微囊藻群落会因为目前还未知的原因逐渐解离,最终以单细胞形态存在,这种现象严重阻碍了微囊藻群体形成和解聚的机制相关研究。已有研究发现,微囊藻群体的形成和解聚受各种生物和非生物因子的影响。生物因子包括:微囊藻细胞的胞外多聚物（EPS）、微囊藻毒素、细胞表面的S-层蛋白,浮游动物的捕食压力,其它藻类的竞争压力,附生细菌等。非生物因子包括:温度、光照强度、二价阳离子浓度、营养物浓度、水力扰动方式和强度等。这些发现为揭示微囊藻群体的形成和解聚提供了许多线索,但关于微囊藻群体解聚的研究非常少,而室内诱导形成的群体小、所需时间长,而且诱导形成的群体形态单一,与自然水体种微囊藻群体形成的效率和形态还有很大的差距。本文直接从具有解聚生物膜的D-型氨基酸入手,研究了D-型氨基酸对微囊藻群体这种“特殊的生物膜”的解聚效果,然后将水体中的活跃组分溶解性有机质（Dissolved Organic Matter,DOM）加入筛选体系,筛选具有聚藻效果的微囊藻群体的附生菌,并研究了菌株的聚藻特性和作用机制。1.D-AAs（D-amino acids,D-AAs）分散微囊藻群体的特性及作用机制的初步研究:D-AAs诱导自然水体中的微囊藻群落解离,促使水体中的其他有益藻类（主要是绿藻和硅藻）丰度增加;通过光学显微镜和扫描电镜观察,自然水体中的微囊藻细胞以胞外基质包裹的群落形式存在,D-AAs处理后的微囊藻胞外基质较为松散;处理组的微囊藻单细胞形态与对照组相差不大,推测D-AAs不是通过抑制微囊藻生长或者破坏藻细胞使微囊藻群落解体的;D-AAs对微囊藻群落的解聚效果受到温度和光照影响,在温度和光照最适宜微囊藻自身生长时,D-AAs的解聚效果最好;通过微生物多样性分析,发现D-AAs处理后戴尔福特菌（Delftia）和假单胞菌（Pseudomonas）促进微囊藻群体分散及抑制微囊藻生长有关的细菌丰度增加。2.D-酪氨酸对单细胞微囊藻的溶藻特性及机制的初步研究:D-AAs对微囊藻群体生长没有显著影响,但是多种D-AAs对单细胞微囊藻生长都具有抑制作用,其中D-酪氨酸抑制效果最显著;酪氨酸的抑藻效果与手性结构有关,D-酪氨酸显著抑制单细胞微囊藻生长,抑制效果时间长且不易恢复,L-酪氨酸前期抑制微囊藻的生长,但是随着培养时间延长,微囊藻又恢复生长,混合D-AAs对微囊藻的抑制作用更强;实时定量PCR分析结果表明,D-酪氨酸处理影响单细胞微囊藻碳固定、DNA损伤和细胞应急反应、微囊藻毒素合成相关基因表达。3.具有聚藻特性的微囊藻群体附生菌分离、鉴定及聚藻特性研究:从一株群体形态的微囊藻株分离附生菌,然后用添加了DOM的体系,从中筛选到一株高效聚藻细菌,命名为Z5,经16S r DNA序列分析结果表明该菌株与Methylobacterium amionvorans在系统发育树上的距离最近;在采集的富营养化天然水样中,Z5可以在短时间内诱导单细胞微囊藻NIES-843快速聚集成群体,形成的群体形态多样,大的群体直径超过1000μm,对多种藻株均有聚集作用;通过光学显微镜、扫描电镜观察和三维荧光光谱（Excitation Emission Matrix Spectra,EEM）分析发现,Z5通过快速絮凝DOM,然后再聚集藻形成藻细胞稀疏的群体,延长培养过程中,藻细胞进一步生长产生子细胞,藻细胞的胞外物质分泌量增加,将新生的藻细胞黏附在群体中,最终形成细胞致密的群体;Z5的聚藻效果受温度、光照强度、光的颜色、p H以及Z5初始接种量影响。
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