湖泊底泥溶藻菌的分离筛选及溶藻效果(附件)
本课题从的先鸣湖、校门口河流、荷花池三个地方采取底泥，以微生物学为基础，进行溶藻菌分离、纯化，最终得到五种菌株样品，分别命名为XMH-1、XMH-2、HHC-1、HHC-2和XMK-1。将其按1:10的体积比接种到铜绿微囊藻，结果表明XMK-1的抑藻效率最高，达到78.33%，其次是先鸣湖的两株XMH-1、XMH-2，抑藻效率也在70%左右，而校门口分离出来的效果最差，仅有30%左右；根据上述五种菌株的抑藻效果，选取XMK-1放线菌，研究其最佳培养条件，结果表明在pH为7.5、温度为25℃、装液量为150ml的条件下发酵时间4d，能够得到最多的放线菌。在处理铜绿微囊藻后，测定水体中的总磷，结果表明对总磷有一定的影响。关键词 铜绿微囊藻，溶藻菌分离，溶藻效果，发酵条件的优化
目 录
1 绪论 1
1.1 水体富营养化 1
1.2 溶藻菌的研究 2
1.3 本课题的研究目的和内容 3
2 实验前期准备 4
2.1 供试藻种 4
2.2 菌种来源 4
2.3 培养基的制备 4
2.4 试剂的规格 6
2.5 主要仪器 7
3 铜绿微囊藻的培养与观察 7
3.1 铜绿微囊藻的培养 7
3.2 铜绿微囊藻的观察 7
4 溶藻放线菌的分离、鉴别 8
4.1 溶藻放线菌的分离 8
4.2 溶藻放线菌的扩大培养 10
5 溶藻菌对铜绿微囊藻的影响 11
5.1 溶藻菌对铜绿微囊藻细胞浓度的影响 11
5.2 溶藻菌对叶绿素a的影响 15
5.3 溶藻菌对总磷的影响 17
6 溶藻放线菌发酵条件的优化 20
6.1 实验方法 20
6.2 结果与讨论 20
结 论 26
致 谢 27
参考文献 28
1 绪论
1.1 水体富营养化
1.1.1 水体富营养化的形成
由于工业废水、生活污水和农药等过量排放，流 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
入水体中，水体中的氮、磷等元素含量大大增加，导致水体营养盐浓度过高，引起了藻类大量繁殖，使水体表面被藻类覆盖，阻隔了大气与水体的氧气交换，水中溶解氧急剧下降，浮游生物、鱼类等缺氧死亡，尸体腐烂，发出恶臭，造成水体污染，这就是水体富营养化[1]。其实质就是营养盐的输入失去平衡，导致生态系统招到破坏。当发生水体富营养化，水体会呈现出不同颜色，大多以红色和蓝色为主，在海洋中叫做“赤潮”，淡水种叫做“水华”。
1.1.2 藻类爆发的危害及现状
富营养化的水质中，生物尸体腐烂，经内源消化分解成氮的化合物，散发出刺鼻的气味；同时藻类的繁殖影响的光合作用，水中溶解氧和透明度降低，生物生存环境恶劣；对水生态影响甚大[2]。杨永涛的研究表明：富营养化水体中，藻类爆发，底层缺氧，造成的厌氧环境是某些有机物释放有毒有害物质和气体，对人类的饮水安全造成影响[3]。
经近年来的研究发现，由于人类活动的影响，我国的大部分水体湖泊都处于水体富营养化状态，达不到饮用水质的标准。氮和磷的大量排放，藻类有了充足的营养元素，迅速繁殖，其中以微囊藻最为严重，铜绿微囊藻属于蓝藻[4]，其含量高、毒性大、结构复杂，处理非常困难。
1.1.3 藻类的治理方法
气浮沉淀法
气浮沉淀法是一种新型的自动化系统，能够有效治理藻类污染的水体。杨辉等人在对此工艺进行研究时，发现不但除藻率最高可达99.40%以上，而且浊度去除率最高也可以达到99.61%以上，适用于各个季节[5]。
物理法
物理除藻利用物理方法去除水中的藻，不使用任何化学试剂，避免了污染，同时减弱藻类的繁殖。但是，此方法治标不治本，而且耗费巨大的人力物力条件，不适用于大量爆发的藻类污染。
化学法
化学法使用化学药剂，通过藻的细胞膜进入细胞核，能够有效的去除藻。但是化学法，容易导致残留的有害物质，对水体和水中生物，甚至人类的生活造成危害。
生物法
浮游植物、鱼类等可以分解或是以藻类为食，对抑制藻类的爆发起到相当重要的作用。Melanie Gerphagnon等人在研究生物因素对藻类的影响时，发现鱼类可以分解藻，供给其他可以利用的生物[6]。
铜绿微囊藻的处理极为困难。氮、磷的排放既包含了天然源，也有人为源，人为源为主。目前国内外做了不少研究，如：气浮沉淀法、物理法和化学法等等，都未能取得很好的效果，有的甚至对环境产生了二次污染[7]。最近，微生物控藻技术无论从经济、安全、效益方面都有着极大的优势，对溶藻菌的筛选也成了一个热点，为治理水体富营养化提供科学依据。
1.2 溶藻菌的研究
1.2.1溶藻菌的定义
溶藻菌是通过直接接触或者利用胞外分泌的活性物质来控制藻类的生长，最终导致藻类的死亡。国内外研究表明：链霉菌属、弧菌属、芽孢杆菌属都能对藻类起到控制作用[8]。早在20世纪末，就有学者发现水华或赤潮的爆发与突然消退时，有大量的细菌在水中存在。
1.2.2溶藻菌的作用机理研究
研究表明，溶藻菌对藻类作用的方式有两种：直接溶藻和间接溶藻。直接溶藻就是溶藻菌直接与藻细胞接触将其杀死；间接溶藻是通过分泌对藻类有害特异性物质或与其竞争营养物质抑制其生长。伊洋在研究溶藻菌对藻类作用的方式时将其细分，大致为以下几点：①通过竞争营养物质来抑制藻体生长；②直接接触藻类，破坏其结构；③溶藻菌的大量繁殖，形成菌胶团，破坏藻类生长环境；④释放抑藻性的胞外物质，抑制藻的正常生理活动；⑤直接进入藻的细胞内，杀死或破坏藻细胞[9]。
1.2.3 溶藻放线菌的研究进展
苏文等人从稻草中提取出能够有效的抑制铜绿微囊藻的生长的物质，研究结果说明稻草可以作为一种抑藻剂[10]。轩换玲等人从重庆的紫色土中分离出了两株链霉菌属和一株芽孢杆菌属，都属于间接溶藻[11]。链霉菌属通过释放抑藻活性物质，不仅对铜绿微囊藻起很好的控制效果，而且对水华鱼腥藻、颤藻和席藻也具有高效抑藻效果。孔赟在富营养化池塘中分离出了链霉菌属（HJCD1）[12],通过对发酵培养基和培养条件的优化，链霉菌属（HJCD1）主要通过发酵液对铜绿微囊藻产生抑制作用，其最适条件为溶藻菌发酵培养4d、初始pH为8.2、溶藻菌无菌滤液浓度5%（v/v）是抑制作用最佳，并且可对水花鱼腥藻、水华束丝藻、颤藻等多种藻属起抑制作用。刘茜在对溶藻特性进行研究时[13]，分离出了假单胞科、假单胞属和镰刀菌属三种溶藻菌，将培养溶藻菌的菌悬液接种到铜绿微囊藻液，发现铜绿微囊藻的下降速率较快，并和藻悬液与菌悬液混合的样品抑藻速率大致相等，说明其是间接溶藻。Yi Li等人研究云南红景天菌中的提取物质对塔玛亚历山大藻的作用，结果表明此提取物之可破坏塔玛亚历山大藻的细胞壁和细胞核，可有效的除去藻[14]。张方等人分离出链霉菌属（JXJ0110），通过热乙醇达测定了叶绿素a的浓度，结果显示除藻率可达88.4%[15]。Wen Ming Chen从盐盆水域中分离出褐黄色的有色菌株，对铜绿微囊藻也有较明显的抑制作用[16]。Hong Zhang在做溶藻菌的分离时，发现分离出的土著细菌不但有溶藻效果，而且在调节生态平衡方面也有一定的作用[17]。
目 录
1 绪论 1
1.1 水体富营养化 1
1.2 溶藻菌的研究 2
1.3 本课题的研究目的和内容 3
2 实验前期准备 4
2.1 供试藻种 4
2.2 菌种来源 4
2.3 培养基的制备 4
2.4 试剂的规格 6
2.5 主要仪器 7
3 铜绿微囊藻的培养与观察 7
3.1 铜绿微囊藻的培养 7
3.2 铜绿微囊藻的观察 7
4 溶藻放线菌的分离、鉴别 8
4.1 溶藻放线菌的分离 8
4.2 溶藻放线菌的扩大培养 10
5 溶藻菌对铜绿微囊藻的影响 11
5.1 溶藻菌对铜绿微囊藻细胞浓度的影响 11
5.2 溶藻菌对叶绿素a的影响 15
5.3 溶藻菌对总磷的影响 17
6 溶藻放线菌发酵条件的优化 20
6.1 实验方法 20
6.2 结果与讨论 20
结 论 26
致 谢 27
参考文献 28
1 绪论
1.1 水体富营养化
1.1.1 水体富营养化的形成
由于工业废水、生活污水和农药等过量排放，流 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
入水体中，水体中的氮、磷等元素含量大大增加，导致水体营养盐浓度过高，引起了藻类大量繁殖，使水体表面被藻类覆盖，阻隔了大气与水体的氧气交换，水中溶解氧急剧下降，浮游生物、鱼类等缺氧死亡，尸体腐烂，发出恶臭，造成水体污染，这就是水体富营养化[1]。其实质就是营养盐的输入失去平衡，导致生态系统招到破坏。当发生水体富营养化，水体会呈现出不同颜色，大多以红色和蓝色为主，在海洋中叫做“赤潮”，淡水种叫做“水华”。
1.1.2 藻类爆发的危害及现状
富营养化的水质中，生物尸体腐烂，经内源消化分解成氮的化合物，散发出刺鼻的气味；同时藻类的繁殖影响的光合作用，水中溶解氧和透明度降低，生物生存环境恶劣；对水生态影响甚大[2]。杨永涛的研究表明：富营养化水体中，藻类爆发，底层缺氧，造成的厌氧环境是某些有机物释放有毒有害物质和气体，对人类的饮水安全造成影响[3]。
经近年来的研究发现，由于人类活动的影响，我国的大部分水体湖泊都处于水体富营养化状态，达不到饮用水质的标准。氮和磷的大量排放，藻类有了充足的营养元素，迅速繁殖，其中以微囊藻最为严重，铜绿微囊藻属于蓝藻[4]，其含量高、毒性大、结构复杂，处理非常困难。
1.1.3 藻类的治理方法
气浮沉淀法
气浮沉淀法是一种新型的自动化系统，能够有效治理藻类污染的水体。杨辉等人在对此工艺进行研究时，发现不但除藻率最高可达99.40%以上，而且浊度去除率最高也可以达到99.61%以上，适用于各个季节[5]。
物理法
物理除藻利用物理方法去除水中的藻，不使用任何化学试剂，避免了污染，同时减弱藻类的繁殖。但是，此方法治标不治本，而且耗费巨大的人力物力条件，不适用于大量爆发的藻类污染。
化学法
化学法使用化学药剂，通过藻的细胞膜进入细胞核，能够有效的去除藻。但是化学法，容易导致残留的有害物质，对水体和水中生物，甚至人类的生活造成危害。
生物法
浮游植物、鱼类等可以分解或是以藻类为食，对抑制藻类的爆发起到相当重要的作用。Melanie Gerphagnon等人在研究生物因素对藻类的影响时，发现鱼类可以分解藻，供给其他可以利用的生物[6]。
铜绿微囊藻的处理极为困难。氮、磷的排放既包含了天然源，也有人为源，人为源为主。目前国内外做了不少研究，如：气浮沉淀法、物理法和化学法等等，都未能取得很好的效果，有的甚至对环境产生了二次污染[7]。最近，微生物控藻技术无论从经济、安全、效益方面都有着极大的优势，对溶藻菌的筛选也成了一个热点，为治理水体富营养化提供科学依据。
1.2 溶藻菌的研究
1.2.1溶藻菌的定义
溶藻菌是通过直接接触或者利用胞外分泌的活性物质来控制藻类的生长，最终导致藻类的死亡。国内外研究表明：链霉菌属、弧菌属、芽孢杆菌属都能对藻类起到控制作用[8]。早在20世纪末，就有学者发现水华或赤潮的爆发与突然消退时，有大量的细菌在水中存在。
1.2.2溶藻菌的作用机理研究
研究表明，溶藻菌对藻类作用的方式有两种：直接溶藻和间接溶藻。直接溶藻就是溶藻菌直接与藻细胞接触将其杀死；间接溶藻是通过分泌对藻类有害特异性物质或与其竞争营养物质抑制其生长。伊洋在研究溶藻菌对藻类作用的方式时将其细分，大致为以下几点：①通过竞争营养物质来抑制藻体生长；②直接接触藻类，破坏其结构；③溶藻菌的大量繁殖，形成菌胶团，破坏藻类生长环境；④释放抑藻性的胞外物质，抑制藻的正常生理活动；⑤直接进入藻的细胞内，杀死或破坏藻细胞[9]。
1.2.3 溶藻放线菌的研究进展
苏文等人从稻草中提取出能够有效的抑制铜绿微囊藻的生长的物质，研究结果说明稻草可以作为一种抑藻剂[10]。轩换玲等人从重庆的紫色土中分离出了两株链霉菌属和一株芽孢杆菌属，都属于间接溶藻[11]。链霉菌属通过释放抑藻活性物质，不仅对铜绿微囊藻起很好的控制效果，而且对水华鱼腥藻、颤藻和席藻也具有高效抑藻效果。孔赟在富营养化池塘中分离出了链霉菌属（HJCD1）[12],通过对发酵培养基和培养条件的优化，链霉菌属（HJCD1）主要通过发酵液对铜绿微囊藻产生抑制作用，其最适条件为溶藻菌发酵培养4d、初始pH为8.2、溶藻菌无菌滤液浓度5%（v/v）是抑制作用最佳，并且可对水花鱼腥藻、水华束丝藻、颤藻等多种藻属起抑制作用。刘茜在对溶藻特性进行研究时[13]，分离出了假单胞科、假单胞属和镰刀菌属三种溶藻菌，将培养溶藻菌的菌悬液接种到铜绿微囊藻液，发现铜绿微囊藻的下降速率较快，并和藻悬液与菌悬液混合的样品抑藻速率大致相等，说明其是间接溶藻。Yi Li等人研究云南红景天菌中的提取物质对塔玛亚历山大藻的作用，结果表明此提取物之可破坏塔玛亚历山大藻的细胞壁和细胞核，可有效的除去藻[14]。张方等人分离出链霉菌属（JXJ0110），通过热乙醇达测定了叶绿素a的浓度，结果显示除藻率可达88.4%[15]。Wen Ming Chen从盐盆水域中分离出褐黄色的有色菌株，对铜绿微囊藻也有较明显的抑制作用[16]。Hong Zhang在做溶藻菌的分离时，发现分离出的土著细菌不但有溶藻效果，而且在调节生态平衡方面也有一定的作用[17]。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/hxyhj/160.html
