研究簡(jiǎn)介：藍(lán)藻水華是淡水中部分藍(lán)藻種類在適宜的環(huán)境條件下過(guò)度生長(zhǎng)，在水面聚集形成浮渣的現(xiàn)象。藍(lán)藻毒素是藍(lán)藻細(xì)胞內(nèi)分泌的毒素，當(dāng)細(xì)胞壁發(fā)生破裂而分泌到水體中，所以屬于藍(lán)藻代謝過(guò)程中的次生代謝產(chǎn)物，具體主要可分為肝毒素、神經(jīng)毒素、主要包括微囊藻毒素、節(jié)球藻毒素、筒胞藻毒素。國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)藍(lán)藻水華的控制方法也是層出不窮，其控制程序主要分為兩部分：一是水中藍(lán)藻生物的控制方法；二是溶于水體中的藻毒素的去除方法。對(duì)于水體中的藻毒素的去除方法中主要采用的是生物降解法，生物降解法主要是利用微生物對(duì)藻毒素進(jìn)行降解，這也是藻毒素的最終轉(zhuǎn)化的主要途經(jīng)，主要是通過(guò)培養(yǎng)特定的微生物群，這些微生物菌種能夠破壞藻類毒素如藍(lán)藻肝毒素的Adda基團(tuán)的共軛雙鍵，使其環(huán)肽結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為線性結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步降解為短肽，從而到達(dá)降低毒性的效果。本論文主要研究了一種單一的不動(dòng)桿菌株是如何表現(xiàn)出對(duì)于微囊藻的殺菌以及對(duì)于水體中的存在微囊藻毒素的降解性能分析。

Unisense微電極系統(tǒng)的應(yīng)用

應(yīng)用丹麥unisense公司氧氣微電極型號(hào)，氧氣微電極尖端直徑是25微米，所使用的氧氣微電極屬于快速響應(yīng)型微電極，該電極的對(duì)于溶液中的氧的相應(yīng)時(shí)間是小于1s。應(yīng)用氧氣微電極測(cè)試含有銅綠微囊藻和藍(lán)藻菌的溶液中的氧氣剖面濃度。其中氧氣微電極的零點(diǎn)校正和飽和校正分別是在含有BG-11培養(yǎng)基中進(jìn)行空氣飽和曝氣以及厭氧溶液（體系中含有飽和的抗化學(xué)酸鈉溶液）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在去除有毒有害藻華的措施過(guò)程中通常會(huì)引起藻類細(xì)胞的溶解和微囊藻的釋放。本論文分離出了一種具有明顯的海藻溶解活性和MCs降解能力的不動(dòng)桿菌，研究了這類產(chǎn)毒微囊藻的生理反應(yīng)及形態(tài)學(xué)特征。通過(guò)測(cè)試藍(lán)藻/藍(lán)藻菌共培養(yǎng)系統(tǒng)中研究了藍(lán)藻細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外的MC-LR（微囊藻毒素）濃度。不動(dòng)桿菌屬-CMDB-2能夠?qū)е略孱惣?xì)胞的徹底分解及藻細(xì)胞因24小時(shí)光合作用引起的損傷。提高藻細(xì)胞溶解和MC-LR釋放，隨著體系中的細(xì)菌密度增加（1×103~1×107個(gè)），在不考慮細(xì)菌密度情況下的14小時(shí)內(nèi)，體系內(nèi)的微囊藻毒素被降低近94%。通過(guò)對(duì)細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)微囊藻毒素的測(cè)量顯示，相對(duì)于對(duì)比組和細(xì)菌無(wú)細(xì)胞濾液系統(tǒng)，細(xì)菌細(xì)胞孵育系統(tǒng)中的毒素降低了92%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，細(xì)菌代謝物對(duì)微囊藻的裂解率為92%，而細(xì)菌細(xì)胞負(fù)責(zé)約91%的微囊藻毒素的減少。

圖1、(a)MC-LR(微囊藻素)濃度和(b)細(xì)菌隔離實(shí)驗(yàn)中微囊藻細(xì)胞密度的動(dòng)態(tài)變化。數(shù)據(jù)代表是實(shí)際測(cè)試后三倍的平均值。

圖2、來(lái)自于國(guó)家生物技術(shù)信息中心基因庫(kù)分析的16S-rRNA序列的目標(biāo)菌株與密切相關(guān)的細(xì)菌之間的系統(tǒng)關(guān)系。參考序列的數(shù)據(jù)庫(kù)加入數(shù)量在應(yīng)變名稱后顯示。這些數(shù)字表明目前的引導(dǎo)支持是基于對(duì)1000個(gè)重新采樣數(shù)據(jù)集的鄰接分析。隔離帶的基因庫(kù)數(shù)量是KX928708。

圖3、24小時(shí)后，在(a)參照對(duì)比組和(b)藻/細(xì)菌共培養(yǎng)系統(tǒng)中掃描電子顯微鏡圖像的微囊藻菌FACHB905和單一不動(dòng)桿菌的掃描顯微鏡示意圖。

圖4、在不同密度的初始細(xì)菌培養(yǎng)體系中，微囊藻的和不動(dòng)桿菌的培養(yǎng)體系環(huán)境中測(cè)試的氧濃度剖面分析圖。圖(a)表示的是含有不動(dòng)桿菌菌屬和銅綠微囊藻FACHB905，其中CMDB-2生物量濃度是是1×103個(gè)細(xì)胞/毫升；(b)表示的是最初的不動(dòng)桿菌菌屬，其中CMDB-2生物量是1×105個(gè)細(xì)胞/毫升；圖c表示的是最初的不動(dòng)桿菌sp。CMDB-2生物量是1×107細(xì)胞/毫升。實(shí)驗(yàn)是在受控實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行。在40umol光子/(m2·sec)和12 h/12 h(光/暗)周期內(nèi)。

圖5、體系中含有不同的初始細(xì)菌密度條件下，微囊藻菌屬FACHB905動(dòng)態(tài)MC-LR微囊濃度的和不動(dòng)桿菌中的動(dòng)態(tài)濃度變化。圖中顯示的數(shù)據(jù)代表了是實(shí)際測(cè)試值三倍的平均值。

總結(jié)

淡水中藍(lán)綠藻屬分泌產(chǎn)生的藍(lán)藻毒素是目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的污染范圍最廣，是研究最多的一類藻毒素，其中的微囊藻毒素LR(MC-LR)是目前已知的毒性最強(qiáng)的、急性危害最大的一種淡水藍(lán)藻毒素。本論文主要對(duì)一種不動(dòng)桿菌對(duì)于微藍(lán)藻毒素的降解以及藍(lán)藻菌的抑制作用研究，研究不動(dòng)桿菌是如何降解微囊藻毒素的，通過(guò)應(yīng)用unisense的氧微電極測(cè)試體系中的氧氣濃度剖面，分析環(huán)境中的氧的濃度改變對(duì)于微囊藻的生長(zhǎng)影響以及藍(lán)藻菌的生長(zhǎng)影響，并且結(jié)合其他的相關(guān)性實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了不動(dòng)桿菌的代謝產(chǎn)物對(duì)微藍(lán)藻毒素的降解了92%，該項(xiàng)研究首次證實(shí)了細(xì)菌與細(xì)菌的代謝產(chǎn)物對(duì)于微藍(lán)藻毒素的降解的雙重作用，該項(xiàng)研究對(duì)于今后如何采用生物降解法實(shí)現(xiàn)對(duì)于水體環(huán)境中的微囊藻毒素的降解研究理論依據(jù)。