溶藻细菌去除微囊藻毒素及其降解特性研究

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近年来,随着工农业的不断发展,我国水体富营养化问题日趋严重,水华的暴发日益频繁。富营养水体中的铜绿微囊藻等蓝藻细胞可产生微囊藻毒素,对水生生物及人类健康产生潜在威胁,人们也越来越重视对水体中微囊藻毒素降解的研究。利用水体中微生物去除水华水体藻类和降解藻毒素具有安全、高效、专一及不产生二次污染的特点,在利用物理法和化学方法去除藻毒素效果不太理想的情况下,利用溶藻细菌同时去除水体中藻类及藻毒素成为目前研究的焦点。本文从水华水体中分离纯化得到1株对藻类及藻毒素都有良好去除效果的溶藻细菌SW3,以水华水体常见的藻类铜绿微囊藻及其产生的藻毒素MC-LR为研究对象,初步探究了菌株SW3的溶藻效果,系统研究了溶藻细菌SW3对MC-LR的降解特性,并利用16S rDNA序列分析法从分子生物学水平上对溶藻细菌SW3进行了鉴定。本文从水华水体分离出了3株对铜绿微囊藻有较高去除效果的溶藻细菌,分别编号为SW1、SW2和SW3。初步探究了3株溶藻细菌对MC-LR的降解效果,从中选出1株MC-LR的高效降解菌SW3,研究其对MC-LR的降解特性。研究表明,溶藻细菌和水样中MC-LR的初始浓度及环境因子对菌株SW3的MC-LR降解效果有很大影响。藻毒素的去除率随着水体中SW3菌体初始浓度的增大而增大。相同初始浓度的溶藻细菌SW3分别加入到不同浓度的MC-LR水样中时,MC-LR的初始浓度在4.67mg/L左右时,溶藻细菌SW3对MC-LR的去除率最高,MC-LR的初始浓度过高或过低都会使MC-LR的去除率降低。溶藻细菌SW3对MC-LR的去除率随温度的升高而增大,在温度为20℃、25℃、30℃和35℃的条件下,溶藻细菌SW3对微囊藻毒素降解效果为30℃>35℃>25℃>2℃,当温度为30℃-35℃时,适宜菌株SW3生长繁殖,同时提高了菌体内酶的活性,从而使MC-LR的去除率增大。本文设置了pH为6.5、7.0、7.5、8.0和9.0共5个pH梯度,测试不同pH条件下溶藻细菌SW3对MC-LR的去除效果,结果表明,溶藻细菌SW3在中性或微碱性环境中对MC-LR的去除效果最好,不同pH条件下菌株SW3对MC-LR的去除效果大小依次为:pH7.5>pH7.0>pH8.0>pH6.5>pH9.0。对溶藻细菌SW3的16S rDNA进行测序鉴定,应用BLAST程序将测序结果与GenBank中的己知序列进行相似性对比分析,并进行系统发育分析。结果表明,菌株SW3与一株赖氨酸芽孢杆菌的16S rDNA序列的同源性最高,为99%,归属于赖氨酸芽孢杆菌属。
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