一株太湖土著细菌对微囊藻毒素生物降解的初步研究
【摘要】：藻类在富营养化水体中的大量繁殖不但给饮用水的处理带来影响,而且有许多种藻类能产生毒素,目前造成水体污染中最普遍的是微囊藻毒素。有研究表明野生动物及家畜家禽饮用了含有MCs的水后,会中毒甚至死亡。
针对富营养化水体中微囊藻毒素(MCs)的污染问题,本文以太湖水体为研究对象,主要研究内容：(1)筛选降解MCs菌株并进行鉴定；(2)菌株对MCs的降解效能研究；(3)降解物质的分离纯化。
本文以太湖水华蓝藻中提取纯化的微囊藻毒素作为微生物生长的唯一碳源和氮源,从太湖蓝藻堆积点底泥中筛选到一株高效降解MCs的菌株EMB,经过形态、生理生化和分子生物学鉴定方法,初步确定该菌株为枯草芽孢杆菌。该菌株能在24h内可以将初始浓度分别为2.99 mg·L-1和2.15 mg·L-1的MC-RR和MC-LR降解到HPLC检测限以下。进一步研究发现不同温度、pH值等环境因素以及添加不同的营养源都会对EMB降解MCs效能产生影响。结果显示在温度30℃,pH值7.0,菌株EMB在21h内可将浓度分别为2.99 mg·L-1和2.15 mg·L-1的MC-RR和MC-LR降解到HPLC检测限以下。
菌株EMB的高效降解活性很可能与其产生的降解酶的特性有关。因此本研究进一步对该菌株产生的降解酶进行分离纯化,并对其部分特性进行了探索。发酵液离心去菌体,上清液采用80%饱和度的硫酸铵沉淀。沉淀经PBS缓冲液溶解后,透析脱盐、浓缩得粗提液。将获得的粗提液经DEAE-52阴离子交换层析柱纯化,收集活性峰2。然后通过苯基琼脂糖疏水色谱柱,收集活性峰1。SDS-PAGE检测发现一个条带,目前测序正在进行中。而且,根据相关文献报导,具有MCs降解活性的菌株都含有mlrA基因,而在降解菌EMB中也检测到了该基因的类似物。
【关键词】：蓝藻 微囊藻毒素 枯草芽孢杆菌 生物降解 【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X172
【目录】：
- 摘要6-8
- ABSTRACT8-10
- 第一章 文献综述10-30
- 1. 水体富营养化及蓝藻水华10-12
- 1.1 水体富营养化及蓝藻水华形成10-11
- 1.2 蓝藻水华危害11
- 1.3 蓝藻水华控制11-12
- 2. 富营养化水体中MCs的研究进展12-28
- 2.1 MCs的结构和种类12-14
- 2.2 MCs的理化性质14
- 2.3 MCs的产生14-15
- 2.4 MCs的生物富集15-17
- 2.5 MCs的危害17-21
- 2.6 MCs的提取纯化21-22
- 2.7 MCs的检测方法22-24
- 2.8 MCs的去除24-28
- 2.9 MCs的微生物降解28
- 3. 本研究的目的和意义28-30
- 第二章 MCs降解菌的筛选及分离鉴定30-40
- 1 实验材料与方法30-33
- 1.1 微囊藻毒素的制备30
- 1.2 微囊藻毒素定量分析30-31
- 1.3 藻毒素降解菌的分离31
- 1.4 MCs降解菌的鉴定31-33
- 2 实验结果与分析33-38
- 2.1 MCs的提取和纯化33-34
- 2.2 MCs降解菌的驯化筛选34
- 2.3 MCs降解菌的物理化学性质34-36
- 2.4 MCs降解菌的分子鉴定36-38
- 3. 讨论38-39
- 4 小结39-40
- 第三章 菌株EMB对MCs的降解特性研究40-48
- 1 实验材料与方法40-41
- 1.1 细菌培养40
- 1.2 MCs检测与分析40
- 1.3 菌株EMB对MCs的降解性质研究40-41
- 2 实验结果与分析41-46
- 2.1 温度对菌株EMB降解MCs的影响41-42
- 2.2 pH对菌株EMB降解MCs的影响42-43
- 2.3 碳氮源对菌株EMB降解MCs的影响43-45
- 2.4 温度30℃、pH值7.0条件下菌株EMB对MCs的降解45
- 2.5 菌株EMB对太湖水中MC-RR和MC-LR的降解45-46
- 3. 讨论46-47
- 4. 小结47-48
- 第四章 菌株EMB对MCs的降解机制初探48-58
- 1 材料与方法48-50
- 1.1 细菌培养48
- 1.2 MCs检测与分析48
- 1.3 菌株EMB不同细胞组分对MCs的降解效率48-49
- 1.4 菌株EMB细胞外泌液对MCs的降解特性49
- 1.5 EMB降解酶的分离纯化及其降解基因克隆49-50
- 2 实验结果与分析50-55
- 2.1 菌株EMB不同细胞组分对MCs的降解效率50
- 2.2 菌株EMB细胞外泌液对MCs的降解特性50-52
- 2.3 MCs降解酶的分离纯化52-55
- 3 讨论55-56
- 4 小结56-58
- 第五章 全文总结58-60
- 全文创新点60-62
- 参考文献62-70
- 攻读硕士学位期间发表的研究论文70-72
- 致谢72
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