病原菌嗜低温弓形杆菌生物学特性及其去除效果研究

摘要

水体中病原微生物存在潜在生物污染风险,危害人群健康,已引起广泛关注,但是对病原微生物的了解仍十分有限。本论文从生理生化特性着手,结合分子生物学技术,对水体病原菌嗜低温弓形杆菌A.cryearophilus进行生物学特征分析,研究其在污水中的存活规律,通过动物感染实验初步探索该菌的致病性表现,并评估了现有污水消毒处理技术对该菌的去除效果,既为水体中病原微生物污染控制提供基础数据,也为源头控制致病性新型病原菌传播奠定了基础。本论文包括以下主要研究内容和结论:
　　 (1)利用生理生化分析方法与分子生物法,对嗜低温弓形杆菌的生理生化特性进行研究,掌握其生长曲线及生长影响因素(温度、氧气、pH),发现A.cryearophilus为微好氧细菌,适宜生长在中性或少偏碱性环境中。这种病原菌对常见的抗生素氨苄青霉,头孢菌素类(头孢哌酮和CCDA)表现出较强的耐药性。
　　 (2)人工制成细菌菌悬液,研究其在城市污水、生活污水,江水和河水四类代表水样中的存活规律。研究发现:不同的水质对A.cryearophilus的生长具有不同的影响,培养五天,该菌在江水和城市污水里长势较好,在生活污水和河水中维持较低的生长率。在江水中,培养的第二天生长达到顶峰,之后又有小幅度变化。在城市污水中开始两天活菌数量急剧减少,经过适应期后又有较快生长。生活污水和河水中有机物含量较高,抑制了细菌的快速生长,但细菌也能维持低水平平稳生长。
　　 (3)以A.cryearophilus感染小鼠,选取一定数量的昆明小鼠进行浓度梯度实验和剂量梯度实验,获得浓度和剂量对小鼠致病率的影响。实验发现:在浓度梯度实验中,剂量一定时,高浓度菌悬液能够使小鼠表现出致病症状。当菌液浓度为1.653mg/L时,致病率为100%;在剂量梯度实验中,浓度一定时,剂量越高,引起的病理反应越明显,致病时间越快。当灌胃剂量为1mL菌悬液时,致病率达到100%。
　　 (4)针对现有的污水处理技术,以A.cryearophilus为目标生物污染物,研究紫外线和臭氧对其消毒效果,并通过透射电镜观察经臭氧处理前后的菌体结构变化,分析其DNA和蛋白质的变化情况。实验表明:紫外线的最佳辐照时间为4min,去除率基本达到100%。固定消毒时间,随着臭氧浓度的增加,臭氧水对弓形杆菌的去除率逐渐升高;当臭氧水浓度≥3.36mg/L时,去除率达到100%。当臭氧水浓度较低(2.44mg/L)时,随着温度或pH值的升高,去除率略有下降;随臭氧水浓度的升高,温度和pH值的影响渐不明显。生物大分子含量随着臭氧水浓度的增加而降低,其中羟基对DNA、蛋白质均有严重的影响。由此看来,臭氧水中含有的羟基自由基对细胞内生物大分子有着严重的影响。