产碱性磷酸酶附生菌对微囊藻生长及生理代谢的影响

摘要

水体中营养物质大量增加是致使水体富营养化的关键因素,磷作为引起湖泊水华爆发的主要营养元素和藻类生长的限制性因子,在水体中以多种形式大量存在,但浮游植物所能直接利用的磷的形式是无机态的正磷酸盐,其含量往往不足湖水总磷浓度的5％。为满足浮游植物的生长需要,浮游生物往往可通过产生碱性磷酸酶(ALP)催化有机磷的分解以补充磷营养,研究已表明富营养湖泊与水体中ALP与磷营养水平之间呈明显的负相关,在这一过程中大量的产ALP细菌起到了至关重要的作用。水体中ALP活性与富营养化程度和细菌总量成正相关。所以藻类附生菌与藻类的生长密切相关,在微囊藻爆发期尤为明显。
　　 碱性磷酸酶(ALP)是一种底物专一性较低,在碱性条件下表现出较高活性的水解酶,该酶能催化有机磷分解释放正磷酸盐,是生物可利用性磷的重要补充途径,大量存在于微生物中。在藻际环境中的微生物种群对藻的生长及代谢有着十分重要的影响。研究微囊藻附生产ALP菌对其的生长及生理代谢的影响,可揭示紧邻的环境微生物对微囊藻水华形成的作用。
　　 为研究产碱性磷酸酶(ALP)细菌对微囊藻(Microcystis aeruginosa)从有机磷中获得磷营养的影响,利用磷酸苯二钠比色法,从发生水华的微囊藻群体附生菌中分离筛选出两株高ALP活性的细菌Ery04和Y6,通过ITS分子鉴定两株菌均属于赤杆菌属(Erythrobacter)。并以一株群体微囊藻XW01和一株单细胞微囊藻PCC7806为对象,研究了ALP产生菌在不同磷营养的条件下对微囊藻生长及生理代谢的影响,探讨了附生菌与微囊藻生长之间的关系。
　　 本研究探讨了两株产ALP菌在有机磷条件下对微囊藻生长及生理代谢的影响,发现细菌发酵液中ALP活性与产ALP菌的浓度成正相关,在培养初期的延滞期即开始产生ALP；在有机磷源条件下两株菌Ery04和Y6的加入使微囊藻能保持一定的生长,说明产 ALP菌的加入对可用磷源的补充起到了一定的作用；有机磷源条件下,Ery04和Y6有助于维持群体微囊藻的上浮率和较大群体,与细胞壁多糖的测定结果相一致；对细胞膜透性、光和放氧活性和硝酸还原酶起到较好的保护作用,Ery04和Y6的加入也有维持藻细胞叶绿素荧光强度的作用。本研究的结果提示,产ALP附生菌有助于微囊藻利用水体中有机磷,有利于水华形成。
　　 根据培养特征、生理生化鉴定、结合ITS序列进行分析,在GenBank中对比相似性较高的ITS序列,并从系统发生树的遗传距离分析,可以认为Ery04和Y6分别为Erythrobacter sp.和 E.litoralis。