近年来,赤潮灾害频发,造成的危害与日俱增,寻找有效的方法治理赤潮刻不容缓。赤潮的生消与环境中的微生物密切相关,利用“藻菌关系”中微生物对赤潮藻生长的拮抗作用,进行赤潮生物的控制是近年研究的热点。本研究本着“以菌治藻”的生态友好理念,以有害赤潮藻赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)为目标藻种,以能够高效裂解Hakashiwo的菌株U3作为出发菌株,研究杀藻细菌的杀藻过程及其生态效应。首先通过对杀藻菌株进行形态观察、分子鉴定确定其分类学地位;其次对其生理生化特性及杀藻特性进行研究,以期充分挖掘与利用该菌的优势,将其更好地运用于赤潮治理;最后构建微宇宙体系,探究“以菌治藻”过程对水体环境及细菌群落结构的影响。主要研究结果如下:(1)从福建漳江口红树林国家自然保护区的土壤样品中分离到菌株U3,将其发酵液以5%的终浓度添加至H.akashiwo藻培养液中,处理24 h后杀藻率就能达到90%以上;经16S rRNA基因序列鉴定,菌株U3与Streptomyces somaliensis NBRC12916T的16SrRNA基因序列的同源性最高,为99.93%;结合菌落特征与菌株形态观察,确定该菌株为Streptomyces属;(2)通过对菌株U3的生理生化特性进行探究,发现该菌对十余种抗生素敏感,其中米诺环素,新生霉素对U3的抗菌作用最强。该菌能够降解大分子物质,具有碱性磷酸酶,酯酶(C4)、脂肪酶(C8)、亮氨酸氨肽酶、酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、N-乙酰-β-葡萄糖苷酶等活性;与其他放线菌不同的是,菌株U3生长迅速,8h即进入指数生长期。当菌株到达指数生长期和稳定期前期,发酵液即展现出很强杀藻能力。该菌株还能够利用藻裂解释放的物质进行营养生长。(3)对菌株U3的杀藻特性进行研究,实验结果表明该菌株的杀藻能力有良好的特异性,具有很好的应用价值和潜力;通过探究其杀藻方式,发现该菌通过释放杀藻活性物质间接杀灭藻细胞,并且杀藻物质具有热不稳定性,在强碱处理下易失活;后续研究表明即使将清洗后的菌体添加到藻液中也能实现很好的杀藻效果。这说明菌体不仅能够在藻液中生长,并且在生长过程中能释放杀藻活性物质,从而抑制藻细胞生长;在杀藻过程中,U3菌体的加入能够加速可利用的有机物转化为惰性有机物的进程,进而降低了赤潮的发生对微食物环的扰动。(4)通过构建微宇宙体系,对杀藻物质的生态效应进行研究。结果表明,杀藻物质的添加造成赤潮藻的快速死亡,减缓了水体中NO3-的消耗速度,降低了NO2-的产生,同时刺激了细菌丰度的上升,释放出大量NH4+,创造了一个有利于同时加快了浮游植物优势群落向硅藻等其他藻类的演替的环境。针对杀藻过程中微生物群落结构的研究发现,赤潮的进程显著地降低了细菌的多样性,极大的改变了细菌群落结构。而杀藻物质的添加虽然没有完全扭转这一趋势,但是明显减缓了细菌多样性指数的下降。同时,随着藻细胞的死亡,细菌群落结构恢复到与初始海水更为相似的状态。因此可以推测杀藻物质的添加对细菌群落结构的修复有一定作用。从具体的物种分布情况来看,在赤潮藻生长过程中,与藻生长密切相关的Gammaproteobacteria丰度,特别是产生铵盐的Methylophaga属细菌明显升高,而Alphaproteobacteria相对丰度则持续下降。然而赤潮自然开始消亡后或使用杀藻物质杀灭赤潮藻细胞后,能够快速利用有机物生长的Alphaproteobacteria(主要为Rhodobacteraceae)丰度增加,重新恢复成最优势菌群。而从VPA分析结果来看,赤潮藻生消过程及其造成的环境因子的改变是细菌群落结构变化的主因,这些生物及非生物因素可解释高达97.53%的细菌群落分布。总之,杀藻放线菌U3无论以菌体的形式或以其杀藻物质的形式,都能实现Hakashiwo的快速消亡,并且加速生物可利用有机物向惰性有机物的转换,一定程度上恢复细菌的群落结构组成。结合其菌体可在赤潮环境中持续生长的特点,全面展现了其在赤潮调控中的诸多优势,有望依此研制出一种高效、安全、经济的赤潮调控微生物菌剂。