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《广东海洋大学》 2013年
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侧孢短芽孢杆菌溶藻活性物质特性及其对虾池颤藻溶藻的研究

贾雯  
【摘要】:颤藻(Oscillatoria),作为对虾养殖环境中的一种常见有害蓝藻,能够严重危及对虾的生长、神经和抗病力等各个方面。本论文研究了侧孢短芽孢杆菌(Brevibacilluslaterosporus)无菌滤液中溶藻活性物质的部分理化特性,探究了不同浓度的无菌滤液对虾池颤藻生长(藻体干重、叶绿素a质量浓度)及生理生化指标(藻蓝蛋白PC、别藻蓝蛋白APC、藻红蛋白PE、丙二醛MDA、超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT)的影响,以及在不同菌、藻生长时期下无菌滤液对颤藻的溶藻效果(藻体干重、叶绿素a质量浓度、藻蓝蛋白PC、别藻蓝蛋白APC和藻红蛋白PE),以期为溶藻活性物质的开发和实际应用奠定理论基础,为抑制有害藻类的繁殖、改善养殖水质环境、减少对虾病害的发生提供参考依据。主要的研究结果如下: 1.无菌滤液分别经不同温度、pH、蛋白酶和紫外照射时间处理后,均仍具有极为显著的溶藻能力(p0.01),同时,将其分别贮存于4℃和28℃环境中28d,仍保持着极高的溶藻活性,充分表明菌株合成并释放的溶藻活性物质具有极强的稳定性,具有较好的耐酸、耐碱、耐高温、抗酶解、抗紫外辐射及在自然环境中长久存在的特性。加热与未加热的无菌滤液的茚三酮及考马斯亮蓝显色反应均为阳性,紫外光谱的最大吸收峰均在290~300nm之间。以上结果显示,溶藻活性物质属于含有α-氨基和环状结构的单一或混合肽类物质。 2.无菌滤液的浓度大小对颤藻的影响效果极为不同,低浓度的无菌滤液(投加量≤4%)明显促进颤藻的生长(p0.01),当无菌滤液高至一定浓度后(投加量≥8%)则对颤藻表现出极为显著的抑制和溶解作用(p0.01)。因此,底物浓度是溶藻作用能否产生的一个关键因素。在投加量分别为8mL和10mL的实验组中,7d后颤藻的藻体干重比对照组分别减少了26.02%、45.30%,叶绿素a含量分别减少了46.88%、63.73%;整个溶藻过程中,藻蓝蛋白(PC)、别藻蓝蛋白(APC)、藻红蛋白(PE)和丙二醛(MDA)的含量均始终高于对照组呈现先升高后降低的变化趋势,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活力虽仍呈现初期增高、后期降低的变化趋势,但最终酶活力均低于对照组。初步显示,溶藻活性物质对颤藻的作用机理为:一定浓度的溶藻活性物质作用于颤藻细胞,引发细胞的膜脂过氧化作用,造成生物膜脂化水平升高,膜系统由于生物膜的选择透过性增加而遭到迫害;并通过破坏光合作用系统,影响光能的传递和分配,改变各色素含量的相对比例,致使光合效率下降;同时,损伤抗氧化酶系统,毒害并抑制各种抗氧化酶的活性;最终导致藻体的正常生理代谢功能丧失,藻细胞破裂、死亡。 3.溶藻细菌不同生长时期的无菌滤液对颤藻的藻体干重、叶绿素a含量以及藻蓝蛋白PC、别藻蓝蛋白APC、藻红蛋白PE含量的影响极为显著(p0.01)。其中,在添加稳定期和衰亡期细菌无菌滤液的实验组中,7d后颤藻的藻体干重分别减少了51.77%、47.04%,叶绿素a含量分别降低了67.60%、59.13%;整个溶藻过程中,PC、APC和PE的含量均始终高于对照组,呈现出剧烈的先升高后降低的变化趋势。结果表明,稳定期和衰亡期的无菌滤液对颤藻的抑制和溶解作用最强。 4.溶藻细菌的无菌滤液对不同生长时期颤藻的藻体干重、叶绿素a含量以及藻蓝蛋白PC、别藻蓝蛋白APC、藻红蛋白PE含量的影响极为显著(p0.01)。其中,在延滞期颤藻的实验组中,7d后颤藻的藻体干重减少了63.90%,叶绿素a含量下降了69.72%;整个溶藻过程中,PC、APC和PE的含量均始终高于对照组,呈现出剧烈的先升高后降低的变化趋势。结果表明,无菌滤液对延滞期颤藻的溶藻效果最好。 5.以上结果显示:侧孢短芽孢杆菌在稳定期能够合成并释放大量稳定性极强的肽类物质,当其浓度≥8%时,对延滞期颤藻的抑制和溶解能力最强。这为对虾养殖环境中蓝藻的控制和水质的改善提出了一个有效的生物技术方法。
【关键词】:侧孢短芽孢杆菌 溶藻活性物质 颤藻 溶藻 虾池
【学位授予单位】:广东海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:S917.1
【目录】:
  • 摘要4-6
  • Abstract6-12
  • 1 文献综述12-25
  • 1.1 我国对虾养殖水体的污染现状与存在问题12-14
  • 1.1.1 对虾养殖水体的污染现状及成因12
  • 1.1.2 虾池蓝藻暴发的原因及危害12-14
  • 1.2 藻类控制技术的研究概况14-18
  • 1.2.1 物理方法14
  • 1.2.2 化学方法14-15
  • 1.2.3 生物方法15-18
  • 1.3 溶藻细菌的研究概况18-19
  • 1.3.1 溶藻细菌的种类18
  • 1.3.2 溶藻细菌的作用方式和机理18-19
  • 1.4 溶藻活性物质的研究概况19-22
  • 1.4.1 国内研究概况19-20
  • 1.4.2 国外研究概况20-22
  • 1.4.3 溶藻活性物质在分子水平上的研究展望22
  • 1.5 研究目的和意义22-25
  • 2 侧孢短芽孢杆菌溶藻活性物质部分特性的研究25-39
  • 2.1 实验材料25-26
  • 2.1.1 藻种25
  • 2.1.2 菌种25
  • 2.1.3 培养基25
  • 2.1.4 试剂25
  • 2.1.5 仪器25-26
  • 2.2 实验方法26-28
  • 2.2.1 藻种的预培养26
  • 2.2.2 细菌培养及无菌滤液的制备26
  • 2.2.3 溶藻活性物质的稳定性研究26-27
  • 2.2.4 显色反应27
  • 2.2.5 紫外光谱扫描分析27
  • 2.2.6 溶藻效果测定指标27-28
  • 2.2.7 数据统计与分析28
  • 2.3 实验结果28-36
  • 2.3.1 溶藻活性物质对温度的稳定性28-29
  • 2.3.2 溶藻活性物质对 pH 的稳定性29-30
  • 2.3.3 溶藻活性物质对蛋白酶的稳定性30-32
  • 2.3.4 溶藻活性物质对紫外线照射的稳定性32-33
  • 2.3.5 溶藻活性物质对存放时间的稳定性33-34
  • 2.3.6 茚三酮显色反应34-35
  • 2.3.7 考马斯亮蓝显色反应35
  • 2.3.8 紫外光谱扫描分析35-36
  • 2.4 讨论36-39
  • 2.4.1 溶藻活性物质的温度特性36
  • 2.4.2 溶藻活性物质的 pH 特性36-37
  • 2.4.3 溶藻活性物质的其他特性37
  • 2.4.4 侧孢短芽孢杆菌的活性代谢产物37-38
  • 2.4.5 溶藻活性物质与微生物杀藻剂38-39
  • 3 不同浓度的无菌滤液对颤藻作用机理的探究39-51
  • 3.1 实验材料39-40
  • 3.1.1 藻种39
  • 3.1.2 菌种39
  • 3.1.3 培养基39
  • 3.1.4 药品及试剂39
  • 3.1.5 仪器39-40
  • 3.2 实验方法40-41
  • 3.2.1 藻种的预培养40
  • 3.2.2 细菌培养及无菌滤液的制备40
  • 3.2.3 实验设计40
  • 3.2.4 溶藻效果测定指标40
  • 3.2.5 数据统计与分析40-41
  • 3.3 实验结果41-48
  • 3.3.1 不同浓度的无菌滤液对颤藻藻体干重的影响41
  • 3.3.2 不同浓度的无菌滤液对颤藻叶绿素 a 质量浓度的影响41-42
  • 3.3.3 不同浓度的无菌滤液对颤藻藻胆蛋白含量的影响42-44
  • 3.3.4 不同浓度的无菌滤液对颤藻丙二醛(MDA)含量的影响44-45
  • 3.3.5 不同浓度的无菌滤液对颤藻超氧化物歧化酶(SOD)活力的影响45-46
  • 3.3.6 不同浓度的无菌滤液对颤藻过氧化物酶(POD)活力的影响46-47
  • 3.3.7 不同浓度的无菌滤液对颤藻过氧化氢酶(CAT)活力的影响47-48
  • 3.4 讨论48-51
  • 3.4.1 不同浓度的无菌滤液对颤藻光合作用系统的影响48-49
  • 3.4.2 不同浓度的无菌滤液对颤藻丙二醛(MDA)含量的影响49
  • 3.4.3 不同浓度的无菌滤液对颤藻抗氧化酶系统的影响49-50
  • 3.4.4 侧孢短芽孢杆菌溶藻活性物质对颤藻的溶藻机理50-51
  • 4 不同时期的细菌无菌滤液和颤藻对溶藻效果的影响51-63
  • 4.1 实验材料51-52
  • 4.1.1 藻种51
  • 4.1.2 菌种51
  • 4.1.3 培养基51
  • 4.1.4 药品及试剂51
  • 4.1.5 仪器51-52
  • 4.2 实验方法52-53
  • 4.2.1 溶藻细菌不同生长时期的无菌滤液对颤藻的溶藻效果52
  • 4.2.2 溶藻细菌的无菌滤液对不同生长时期颤藻的溶藻效果52
  • 4.2.3 测定指标52-53
  • 4.2.4 数据统计与分析53
  • 4.3 实验结果53-60
  • 4.3.1 溶藻细菌不同生长时期的无菌滤液对颤藻藻体干重的影响53-54
  • 4.3.2 溶藻细菌不同生长时期的无菌滤液对颤藻叶绿素 a 质量浓度的影响54
  • 4.3.3 溶藻细菌不同生长时期的无菌滤液对颤藻藻胆蛋白含量的影响54-56
  • 4.3.4 无菌滤液对不同生长时期颤藻藻体干重的影响56-57
  • 4.3.5 无菌滤液对不同生长时期颤藻叶绿素 a 质量浓度的影响57-58
  • 4.3.6 无菌滤液对不同生长时期颤藻藻胆蛋白含量的影响58-60
  • 4.4 讨论60-63
  • 4.4.1 溶藻细菌不同生长时期的无菌滤液对颤藻的溶藻效果60-61
  • 4.4.2 溶藻细菌的无菌滤液对不同生长时期颤藻的溶藻效果61
  • 4.4.3 叶绿素 a 和藻胆蛋白变化特点61-62
  • 4.4.4 蓝藻生物控制与对虾健康养殖62-63
  • 5 结论63-64
  • 参考文献64-76
  • 致谢76-77
  • 作者简历77-78
  • 导师简介78

【参考文献】
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