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随着全球范围水体富营养化现象的日趋严重及有害藻类水华的频繁暴发,探索行之有效的抑藻途径尤为迫切。由于物理、化学方式在淡水水体控藻方面还有很大的局限性,溶藻细菌作为一种新的生物控藻手段,受到了越来越多的关注。溶藻细菌一般从暴发水华的水体中直接分离,这种土著细菌在工程应用中其生态和生物毒性远小于外来菌种和化学除藻剂,具有安全、特异、高效的特点。论文针对课题组前期从三峡库区暴发水华的河流中分离到的一株溶藻细菌S7(金黄杆菌),以导致水华暴发的常见藻类铜绿微囊藻为研究对象,探讨了菌株S7对铜绿微囊藻的作用机理,研究了其胞外溶藻活性物质的理化性质和分离特性,并对该物质进行了初步的分离和纯化。 对溶藻细菌S7的溶藻方式进行初步研究表明,菌株S7是通过释放胞外活性物质间接溶藻,该物质具有很强的热稳定性,不属于蛋白质类物质。 对溶藻细菌S7作用铜绿微囊藻过程中藻细胞的叶绿素a、丙二醛含量进行检测,观察和分析藻细胞结构和藻细胞成分的红外光谱变化。结果表明,溶藻过程中铜绿微囊藻叶绿素a下降明显,丙二醛含量显著提高,且叶绿素a和丙二醛含量的变化与藻细胞结构的损伤具有一致性。红外光谱分析显示藻细胞蛋白质遭到破坏、细胞解体。初步推测溶藻细菌S7的溶藻机理为:溶藻物质先损伤铜绿微囊藻的细胞壁和粘质胶被,然后通过改变细胞膜的选择透过性进入藻细胞内部,分解叶绿素a,破坏蛋白质,进而使藻体丧失正常的生理功能,最终导致细胞破裂。 采用有机溶剂萃取、乙醇沉淀、透析等方式研究菌株S7胞外溶藻活性物质的理化性质和分离特性。菌株S7的上清液经过环己烷、乙酸乙酯、氯仿等有机溶剂萃取后,有机相基本没有溶藻效力,而所有水相都表现出良好的溶藻效果,对叶绿素a的去除率依次为环己烷(水相)>乙酸乙酯(水相)>氯仿(水相),表明环己烷可以更有效的把溶藻物质分配到水相,该活性物质具有较好的亲水性和较强的极性。细菌S7的溶藻物质不能被无水乙醇沉淀下来,其活性成分还保留在上清液中,该物质可能不是蛋白质、核酸和多糖等物质。透析试验表明菌株S7的活性物质的分子量小于8~14KD。 采用浓缩菌株S7上清液、环己烷萃取、透析、醇沉、硅胶柱层析、氯仿与甲醇混合溶液梯度洗脱等方式对溶藻物质进行分离和纯化,其洗脱组分的溶藻活性检测试验表明,当氯仿与甲醇的体积比小于1时,洗脱组分才表现出溶藻能力,且溶藻效果随洗脱溶剂极性的增加而增强,其中氯仿/甲醇(v/v:1:9)和纯甲醇的洗脱组分对铜绿微囊藻的溶藻效果较好。对氯仿/甲醇(v/v:1:9)和甲醇洗脱组分进行200~900nm的紫外光谱扫描,其洗脱组分分别在300nm和330nm处有最大紫外吸收峰,表明其中的溶藻活性物质可能含有3~5个共轭单位。而甲醇组分还在270~300nm之间有弱吸收,说明该组分中可能有羰基存在。菌株S7分泌的胞外活性物质可能是新的溶藻物质。