一株高效溶藻菌的筛选及其溶藻作用机理的研究

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本研究从深圳东山赤潮海水中分离、筛选了一批对赤潮藻有溶藻效果的菌株,并选取其中溶藻效果最强且最稳定的菌株6A1,对其溶藻效果、溶藻谱、溶藻活性物质进行了深入研究,主要结论如下:(1)从深圳大鹏湾东山海域血红哈卡藻(Akashiwo sanguinea)赤潮暴发期海水中分离筛选出9株可培养的溶藻细菌,分别命名为7,9,11,12,YK,4A1,6A1,2C1和C1R,通过16S rDNA PCR扩增后的测序结果比对分析得出7属于副球菌属(Paracoccus sp.),9属于单胞菌属(Alteromonas sp.),11是假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.),12是芽孢杆菌(Bacillus sp.),4A1是假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.),YK和6A1均属于黄杆菌科Arenibacter属,2C1属于黄杆菌科Muricauda属,C1R属于慢生根瘤菌属(Mesorhizobium sp.),其中6A1为溶藻效果最强的菌株,因此选定进行下一步实验;(2)以血红哈卡藻为主要研究对象对溶藻菌6A1的溶藻特性进行了探讨,结果显示6A1主要通过分泌热稳定的胞外活性物质间接杀藻;同时杀藻谱测试结果显示,溶藻菌6A1对血红哈卡藻(A.sanguinea)、海洋卡盾藻(Chattonella marina)、塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamatense)、微小原甲藻(Prorocentrum minimum)和赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)这几种赤潮藻均表现出较强的溶藻效果,对其他供试的几种藻种均未表现出溶藻效果。结果说明溶藻菌6A1的溶藻作用具有一定的种属特异性;(3)以血红哈卡藻(A.sanguinea)、海洋卡盾藻(C.marina)和塔玛亚历山大藻(A.tamatense)为主要研究对象探讨了溶藻菌6A1的溶藻机理,研究发现6A1对三种藻的光合抑制效果都很明显,而不同藻的敏感性不同,血红哈卡藻只需要加入相对藻液体积1%的菌液上清后2 h内即可达到100%杀藻率,而同等条件下海洋卡盾藻和塔玛亚历山大藻则分别需要5%和10%相对藻液体积的上清。伴随着藻细胞结构变化的同时,藻细胞内部的各种生理生化指标也发生变化,表现为SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(过氧化氢酶)和MDA(丙二醛)的含量发生变化,同时这三种藻细胞的各种指标变化规律也有所差异,说明6A1对这三种藻细胞的作用机理不尽相同;(4)初步分析发现溶藻菌6A1分泌的胞外活性物质为热稳定性、非核酸和非多糖类物质,经色谱柱层析、核磁共振等分离鉴定方法得到六种化合物,其中有三种化合物对试验的三种赤潮藻表现出一定的抑制效果。结构鉴定证明这三种化合物分别为吡咯二羧酸(pyrrole-2-carboxylic acid)、对羟基苯甲酸(p-Hydroxybenzoic acid)和对羟基苯甲酸甲酯(Methyl 4-hydroxybenzoate),其中有较好溶藻效果的化合物为吡咯二羧酸,在100μg mL-1浓度下处理2h对三种赤潮藻均可达到50%抑制率,但无法达到菌液上清的100%的杀灭效果。后续研究将进一步实验确定溶藻活性物质。
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