蓝藻异味物质β-环柠檬醛产生及其生物降解的研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cherry_20050901
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目前,随着我国各大湖泊、河流以及水库中水体富营养化的加剧,导致蓝藻水华的频繁暴发,由蓝藻的大量繁殖所代谢产生的次生代谢产物引起的水体异味污染特别是对饮用水源的污染成为一个严重且普遍存在的环境问题。β-环柠檬醛(β-cyclocitral)是由微囊藻产生的主要藻源性异味污染物之一,由于往往伴随微囊藻水华的发生而大量产生,严重影响了水体的水质状况。目前对异味物质β-环柠檬醛的研究相对较少,仅限于初步的水样调查和分析阶段。本研究在国内外对藻源性β-环柠檬醛的研究基础上,对不同水体环境中的蓝藻产β-环柠檬醛进行了多样性的分析,初步揭示了光照和温度对微囊藻β-环柠檬醛的产量和胞内外比例的具体影响;对β-环柠檬醛合成相关基因进行了分子进化分析。在此基础上从不同水体中分离鉴定了两株β-环柠檬醛的降解菌株,并验证了一株降解微囊藻毒素的菌株对β-环柠檬醛的降解效果。通过藻与降解菌在模拟条件下共培养,初步探讨了β-环柠檬醛在实际环境中的生物降解效果。主要的研究内容和结论如下:   1.通过对产β-环柠檬醛的藻株进行筛选和鉴定,初步分析确定β-环柠檬醛仅由微囊藻产生;以微囊藻PCC7806为材料,进行了在不同光照和温度条件下β-环柠檬醛产量的分析,发现其在35℃、光照强度30μmolphotonsm-2s-1下具有明显的生长优势;但是对藻株β-环柠檬醛总量以及胞内含量的测定和分析发现,处于生长优势的条件下β-环柠檬醛的积累量很低,而在低温、强光等胁迫环境下有助于β-环柠檬醛的合成和积累。   2.对不同种类的蓝藻中β-环柠檬醛合成基因进行克隆研究,对其特征和分子进化进行了初步的分析,检测发现只有在微囊藻中才具有决定β-环柠檬醛合成的基因,并且在不同种属的微囊藻中决定β-环柠檬醛合成的基因存在差异,在进化系统树中微囊藻处于相对独立的一支。   3.首次从环境水样中分离和鉴定了两株降解β-环柠檬醛的菌株,并验证了一株已经报道的微囊藻毒素降解菌THN1对β-环柠檬醛的降解能力。通过对具有降解效果的菌株与藻液共培养,模拟在实际环境中菌株对β-环柠檬醛的降解,确定了菌株DH18和THN1均具有明显降解β-环柠檬的效果,可以作为研究生物降解β-环柠檬醛的理想材料。
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