溶藻细菌及其测定评价方法的研究进展

作者:赵传鹏,浦跃朴,尹立红

[摘要] 溶藻细菌作为防治有害藻类水华的可能微生物,越来越引起了人们的关注。作者对溶藻细菌的种类、溶藻机理以及其测定与评价 方法 的 研究 进展进行综述。 [关键词] 溶藻细菌; 溶藻机理; 测定方法; 溶藻细菌(algicidal bacteria)是一类以直接或间接方式抑制藻类生长,或杀死藻类、溶解藻细胞的细菌的统称。部分相关研究提示水华和赤潮的突然消亡可能就与溶藻细菌有关。作为水体藻污染生物防治的可能途径,溶藻细菌的分离

和利用已引起众多关注。作者着重对溶藻细菌及其测定评价方法近年来的研究进展进行综述。 1 溶藻细菌的种类 有关溶藻细菌报道最早的是黏细菌属(myxobact-er )。1924年,geitler 报道了一种寄生在刚毛藻上、可使之死亡的黏细菌[1] ;shilo用几种从水塘中分离出来的黏细菌做溶藻试验,测试的10种蓝藻中有8种被溶解。daft 从废水中分离出9种黏细菌,可溶解鱼腥藻、束丝藻、微囊藻以及多种颤藻[2,3] 。李勤生和黎尚豪也报道了黏细菌同蓝藻细胞相互接触,导致藻细胞溶解[4] 。假单胞菌属(pseudomonas )也是研究较多的一种溶藻细菌。1978年,bakerk 发现假单胞菌t827.2b 分泌一种高分子质量的热稳定化合物能够杀灭硅藻[5] 。shinsaku 则发现施氏假单胞菌可释放一些高活性溶藻物质,能够选择性地杀死绿胞藻;dakhama 报道了铜绿假单胞菌产生一些低分子质量的抗生素类物质,可以强烈溶解某些蓝藻和绿藻[6] 。takenaka 等[7] 在日本湖泊中分离出铜绿假单胞菌,其分泌的绿脓杆菌素以及碱性蛋白酶,可能是溶解微囊藻的主要物质。作者从太湖梅梁湾水域放置的除藻中试反应器的人工介质上分离出一株溶藻细菌,结合形态学、生 理学 、生物化学特性以及16srrna 特异性引物扩增综合 分析 ,初步鉴定该株细菌属于假单胞菌属。该菌在太湖水中对微囊藻24h 藻细胞溶解率为85.9%,完全溶藻时间为48h ,对微囊藻毒素lr (ml-lr )也具有较强的降解作用。其溶藻方式可能为分泌某种胞外物质所致。 近年来,国内外 文献 中陆续有一些其他溶藻细菌的相关报道,主要有:从日本海域和韩国海域分离出的具有溶藻效应的黄杆菌属[8,9] ,在海水中分离出的噬胞菌属[10,11] 、能够杀死硅藻的交替假单胞菌[12,13] 和鞘氨醇单胞菌属[14] ,从武汉市池塘和东湖水域分离出的分别属于葡萄球菌属、芽孢杆菌属、节杆菌属以及欧文菌的溶藻菌[15,16] ,袁峻峰等[17] 发现中性柠檬酸菌对几种常见藻类生长也有一定的抑制作用。另外,具有溶藻作用的还有纤维弧菌属[18] 、交替单胞菌[19,20] 以及蛭弧菌属、弧菌、屈挠细菌属、产气单胞菌、腐生螺旋体属等[8] 。综上所述,众多细菌被发现具有不同程度的溶藻作用,为微生物溶藻工程的实施打下了良好的基础。但在真正用于天然水环境的治理工程之前,该类菌的安全性评价以及驯化、载体、富集、机理及其效果评价等一系列 问题 还有待于进一步的研究。

2 溶藻方式及机理 溶藻菌对藻细胞作用的方式和可能机理主要有以下5种:直接接触溶藻、释放杀藻物质、细菌与藻竞争营养物、形成菌胶膜及进入藻细胞内杀灭藻细胞。

2.3 细菌与藻竞争营养物 有些细菌可通过c 、n 、p 、k 等物质与藻类产生直接或间接的联系。如芽孢杆菌的生长需要氮磷等物质的营养支持,从而会使水体中的氮磷含量下降,进而使水体无法满足微囊藻的生长需要。同时芽孢杆菌还可以微囊藻藻体作为c 源加以利用; 另外部分真菌和放线菌也会同藻类抢夺有限的营养物质,抑制藻类的生长[28] 。 2.4 形成菌胶膜 如腐败菌、亚硝酸菌、大肠杆菌、枯草杆菌等大量出现时,单细胞藻类培养物会产生沉淀而颜色变黄,同时发生化学变化而发出氨臭味; 另一方面,可在静止的水面集结形成菌胶膜,有碍气体交换和光线的透射,导致水环境恶化,致使藻类死亡。

2.5 进入藻细胞内杀死藻细胞 这种溶藻方式极其少见,有人从水华铜绿微囊藻中分离出一种类似蛭弧菌的细菌,这种细菌能够进入铜绿微囊藻的细胞并使藻细胞溶解[29] 。

作者:赵传鹏,浦跃朴,尹立红

[摘要] 溶藻细菌作为防治有害藻类水华的可能微生物,越来越引起了人们的关注。作者对溶藻细菌的种类、溶藻机理以及其测定与评价 方法 的 研究 进展进行综述。 [关键词] 溶藻细菌; 溶藻机理; 测定方法; 溶藻细菌(algicidal bacteria)是一类以直接或间接方式抑制藻类生长,或杀死藻类、溶解藻细胞的细菌的统称。部分相关研究提示水华和赤潮的突然消亡可能就与溶藻细菌有关。作为水体藻污染生物防治的可能途径,溶藻细菌的分离

和利用已引起众多关注。作者着重对溶藻细菌及其测定评价方法近年来的研究进展进行综述。 1 溶藻细菌的种类 有关溶藻细菌报道最早的是黏细菌属(myxobact-er )。1924年,geitler 报道了一种寄生在刚毛藻上、可使之死亡的黏细菌[1] ;shilo用几种从水塘中分离出来的黏细菌做溶藻试验,测试的10种蓝藻中有8种被溶解。daft 从废水中分离出9种黏细菌,可溶解鱼腥藻、束丝藻、微囊藻以及多种颤藻[2,3] 。李勤生和黎尚豪也报道了黏细菌同蓝藻细胞相互接触,导致藻细胞溶解[4] 。假单胞菌属(pseudomonas )也是研究较多的一种溶藻细菌。1978年,bakerk 发现假单胞菌t827.2b 分泌一种高分子质量的热稳定化合物能够杀灭硅藻[5] 。shinsaku 则发现施氏假单胞菌可释放一些高活性溶藻物质,能够选择性地杀死绿胞藻;dakhama 报道了铜绿假单胞菌产生一些低分子质量的抗生素类物质,可以强烈溶解某些蓝藻和绿藻[6] 。takenaka 等[7] 在日本湖泊中分离出铜绿假单胞菌,其分泌的绿脓杆菌素以及碱性蛋白酶,可能是溶解微囊藻的主要物质。作者从太湖梅梁湾水域放置的除藻中试反应器的人工介质上分离出一株溶藻细菌,结合形态学、生 理学 、生物化学特性以及16srrna 特异性引物扩增综合 分析 ,初步鉴定该株细菌属于假单胞菌属。该菌在太湖水中对微囊藻24h 藻细胞溶解率为85.9%,完全溶藻时间为48h ,对微囊藻毒素lr (ml-lr )也具有较强的降解作用。其溶藻方式可能为分泌某种胞外物质所致。 近年来,国内外 文献 中陆续有一些其他溶藻细菌的相关报道,主要有:从日本海域和韩国海域分离出的具有溶藻效应的黄杆菌属[8,9] ,在海水中分离出的噬胞菌属[10,11] 、能够杀死硅藻的交替假单胞菌[12,13] 和鞘氨醇单胞菌属[14] ,从武汉市池塘和东湖水域分离出的分别属于葡萄球菌属、芽孢杆菌属、节杆菌属以及欧文菌的溶藻菌[15,16] ,袁峻峰等[17] 发现中性柠檬酸菌对几种常见藻类生长也有一定的抑制作用。另外,具有溶藻作用的还有纤维弧菌属[18] 、交替单胞菌[19,20] 以及蛭弧菌属、弧菌、屈挠细菌属、产气单胞菌、腐生螺旋体属等[8] 。综上所述,众多细菌被发现具有不同程度的溶藻作用,为微生物溶藻工程的实施打下了良好的基础。但在真正用于天然水环境的治理工程之前,该类菌的安全性评价以及驯化、载体、富集、机理及其效果评价等一系列 问题 还有待于进一步的研究。

2 溶藻方式及机理 溶藻菌对藻细胞作用的方式和可能机理主要有以下5种:直接接触溶藻、释放杀藻物质、细菌与藻竞争营养物、形成菌胶膜及进入藻细胞内杀灭藻细胞。

2.3 细菌与藻竞争营养物 有些细菌可通过c 、n 、p 、k 等物质与藻类产生直接或间接的联系。如芽孢杆菌的生长需要氮磷等物质的营养支持,从而会使水体中的氮磷含量下降,进而使水体无法满足微囊藻的生长需要。同时芽孢杆菌还可以微囊藻藻体作为c 源加以利用; 另外部分真菌和放线菌也会同藻类抢夺有限的营养物质,抑制藻类的生长[28] 。 2.4 形成菌胶膜 如腐败菌、亚硝酸菌、大肠杆菌、枯草杆菌等大量出现时,单细胞藻类培养物会产生沉淀而颜色变黄,同时发生化学变化而发出氨臭味; 另一方面,可在静止的水面集结形成菌胶膜,有碍气体交换和光线的透射,导致水环境恶化,致使藻类死亡。

2.5 进入藻细胞内杀死藻细胞 这种溶藻方式极其少见,有人从水华铜绿微囊藻中分离出一种类似蛭弧菌的细菌,这种细菌能够进入铜绿微囊藻的细胞并使藻细胞溶解[29] 。


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