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溶藻细菌是防治水华和赤潮的潜在微生物。对广州某池塘筛选、鉴定出的三株溶藻细菌L7、L8和L18(L7、L8为蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus,L18为短小芽孢杆菌Bacilluspumilu)进行以下几个方面的研究:
1、为探讨溶藻细菌工程运用的可行性,通过池塘模拟试验,观察溶藻细菌对藻类群落结构的影响。溶藻细菌使水体叶绿素a的含量降低,水体藻类群落结构变化,藻类数量减少,藻类优势种改变。为获得理想的溶藻效果,溶藻细菌需要一定的初始浓度。
2、研究三株溶藻细菌的溶藻特性,为分离溶藻活性代谢产物奠定基础。三株溶藻细菌的溶藻方式都为间接溶藻,都产生对水华鱼腥藻具有较强溶藻效果的溶藻活性代谢产物。在pH值为5.5、7.0、8.5和10.0四种条件下进行溶藻实验,当pH值为8.5时,L7溶藻活性代谢产物对水华鱼腥藻的去除率达到85.78%;当pH值为10时,L8和L18溶藻活性代谢产物对水华鱼腥藻的去除率分别达到92.84%和78.72%。三株溶藻细菌溶藻活性代谢产物均具有良好的热稳定性,其无菌滤液分别在50℃、70℃和90℃中水浴20min,或在121℃中高温处理20min后,对叶绿素a的去除率仍高于73%。L7的无菌滤液调至pH值4.0或2.5,两小时后丧失溶藻活性;L8和L18的无菌滤液调至pH值4.0,两小时后未丧失溶藻活性,调至pH值2.5,两小时后丧失溶藻活性。
3、为获得较高活性和浓度的目标产物,研究了培养基对溶藻效果的影响。在牛肉膏蛋白胨、淀粉、查氏和高氏1号四种培养基中培养细菌,淀粉培养基既利于分离产物又可获得较高活性和浓度的目标产物:对叶绿素a的去除率,L7可达93%,L8可达89%,L18可达90%。以淀粉培养基为基础,碳、氮源组合依次为淀粉+(NH<,4>)<,2>SO<,4>、淀粉+(NH<,4>)<,2>SO<,4>,葡萄糖+KNO<,3>时,三株溶藻细菌L7、L8、L18的溶藻活性代谢产物溶藻活性最高。对上述培养基的各组份进一步从量上进行优化后,L7不需碳源,增大氮源量;L8不需氮源,同时减少碳源量;L18碳源需要量减少,盐度及含磷量增加。
4、对溶藻活性代谢产物进行初步分离。有机溶剂四氯化碳对溶藻活性代谢产物的分离较为彻底,有效成分集中在水相;再以三倍无水乙醇分离水相部分,有效成分基本集中在沉淀部分。溶藻活性代谢产物的分离过程会导致部分溶藻活性丧失。