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一种溶藻细菌特性及发酵条件的优化

张荣先  
【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。


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