巢湖沉积物中土著微生物对MCLR的降解及其群落结构变化

摘要

微囊藻毒素(Microcystin，MC)是一类由蓝藻产生的次级代谢产物，由于其强烈的肝毒性会对动物及人类造成严重的危害，因此水体中MC的迁移转化规律的研究具有非常重要的现实意义。微生物降解作用为自然水体中MC去除的主要途径之一，目前已从不同环境中分离鉴定出多种MC降解菌，并且对纯菌株对于MC的降解途径已有一定的认识，但是对于实际环境中不同介质对MC的降解能力、降解菌的分布以及对MC降解过程对微生物群落结构的影响方面认识尚浅。本文通过室内模拟实验，分别研究了好氧和厌氧状态下，沉积物中土著微生物对于MCLR的降解，以加深对实际环境中MC降解及降解菌分布情况的认识；并且研究了不同深度沉积物中微生物群落结构以及MC降解前后微生物群落结构的变化，以获得MC降解过程对于微生物群落结构影响的信息。本研究内容和结果如下：
　　 1)不同深度沉积物中土著微生物对MCLR的降解能力在好氧与厌氧条件下，不同深度的沉积物中MCLR均可以发生快速降解，MCLR经过4-5 d的迟滞期后，在3d内降解到检测限以下。巢湖表层水中MCLR在15d内仍未发生降解。
　　 在好氧条件下，沉积物中MCLR的降解速率随着沉积物深度的升高而逐渐下降。在厌氧条件下，最上层沉积物和最下层沉积物中MCLR降解速率最快，中间层降解速率较慢。
　　 重复添加MCLR后，沉积物中微生物降解能力提高，在1 d内即可将5 mg/LMCLR降解到检测限以下，并且降解过程没有迟滞期。
　　 厌氧降解过程中检测到了一种降解产物的产生，该产物在MCLR开始降解时产生，在MCLR降解完全后也会被降解至检测限以下，推断该产物为Adda。
　　 2)沉积物中微生物群落结构的垂直分布情况通过DGGE图谱分析发现，在靠近水柱的上层沉积物中，微生物群落结构更复杂，生物多样性最大，并且随着沉积物深度的增加，DGGE上的条带数逐渐减少。这说明沉积物中微生物多样性随着深度增加逐渐降低。
　　 3)MCLR降解前后沉积物中微生物群落结构变化好氧降解后DGGE图谱中出现的条带数有所上升，出现了一些新的条带，并且沉积物中细菌的优势种群发生了一定的变化。这说明MCLR的加入及其降解过程会对沉积物中微生物群落结构产生影响。