一种溶藻细菌特性及发酵条件的优化

【摘要】： 微囊藻水华是蓝藻水华中最严重的一类。主要特点是发生普遍，持续时间长，且多数产毒，危害性很大。目前认为，藻毒素(MC)对人体的急性或慢性毒作用主要表现为使肝脏充血肿大，严重时可导致肝出血和坏死。另外调查发现，饮用水中MC的存在与人群中原发性肝癌和肠癌的发病率有很大的相关性。研究表明应用微生物对微囊藻水华进行生物防治是比较理想的方法。本研究以从俄罗斯土壤中分离到的一株有溶藻作用的细菌(菌株编号9404)为实验材料，对其特性和发酵条件进行研究。 采用传统的表型分类、化学分类等一般细菌常用鉴定方法，对9404细菌进行形态特征、培养特征、生理生化特征等水平的鉴定，实验结果表明，该细菌的细胞呈杆状，革兰氏阳性，能发酵葡萄糖，但是不能从葡萄糖发酵产气，不能水解淀粉，过氧化氢酶阴性，在营养肉汤中不能连续传代存活，而且兼性厌氧条件下生长。根据该菌的形态结构特征、培养特征和生理生化特征分析，初步鉴定该细菌为幼虫芽孢杆菌(Bacillus larvae)。 用B．larvae的培养液、5000r离心10min所得的上清液分别处理蓝藻水华中的主要藻类铜绿微囊藻905(Microcystis aeruginosa 905)、铜绿微囊藻562(Microcystis aeruginosa 562)和念珠藻(Nostoc)，研究它们的溶藻效果。结果表明，B．larvae有很强的溶藻效果，肉眼观察到藻细胞经培养液和上清液处理后，呈现棕黄色；显微镜观察处理有很多碎片，完整藻细胞很少；电镜观察藻细胞的细胞壁破裂，细胞质流出，细胞分解。另外，B．larvae的杀藻物质有一定热稳定性，在60℃下加热10 min还有较好溶藻效果。此外，上清液经蛋白清液经蛋白酶K作用后，溶藻活性明显降低，由此推断B．larvae产生的溶藻物质可能是蛋白质或者是含有蛋白质组分的复合物。 通过单因子和正交设计实验，本实验对B．larvae的发酵条件和培养基组分进行优化。系统研究了液体发酵培养基的pH值、培养温度和时间、接种量对B．larvae发酵产物上清液溶解铜绿微囊藻905(Microcystis aeruginosa 905)的活性影响。结果表明，在pH值7.0—7.4、接种量为10％、培养温度35℃、转速170 r／min、振荡培养96 h时，B．larvae发酵产物的溶藻活性最好。优化后的培养基配方为：玉米粉5g／L，硫酸铵3g／L，NaCl为0.2g／L。