溶藻细菌去除微囊藻毒素及其降解特性研究

摘要

近年来，随着工农业的不断发展，我国水体富营养化问题日趋严重，水华的暴发日益频繁。富营养水体中的铜绿微囊藻等蓝藻细胞可产生微囊藻毒素，对水生生物及人类健康产生潜在威胁，人们也越来越重视对水体中微囊藻毒素降解的研究。利用水体中微生物去除水华水体藻类和降解藻毒素具有安全、高效、专一及不产生二次污染的特点，在利用物理法和化学方法去除藻毒素效果不太理想的情况下，利用溶藻细菌同时去除水体中藻类及藻毒素成为目前研究的焦点。本文从水华水体中分离纯化得到1株对藻类及藻毒素都有良好去除效果的溶藻细菌SW3，以水华水体常见的藻类铜绿微囊藻及其产生的藻毒素MC-LR为研究对象，初步探究了菌株SW3的溶藻效果，系统研究了溶藻细菌SW3对MC-LR的降解特性，并利用16S rDNA序列分析法从分子生物学水平上对溶藻细菌SW3进行了鉴定。
　　本文从水华水体分离出了3株对铜绿微囊藻有较高去除效果的溶藻细菌，分别编号为SW1、SW2和SW3。初步探究了3株溶藻细菌对MC-LR的降解效果，从中选出1株MC-LR的高效降解菌SW3，研究其对MC-LR的降解特性。
　　研究表明，溶藻细菌和水样中MC-LR的初始浓度及环境因子对菌株SW3的MC-LR降解效果有很大影响。藻毒素的去除率随着水体中SW3菌体初始浓度的增大而增大。相同初始浓度的溶藻细菌SW3分别加入到不同浓度的MC-LR水样中时，MC-LR的初始浓度在4.67mg/L左右时，溶藻细菌SW3对MC-LR的去除率最高，MC-LR的初始浓度过高或过低都会使MC-LR的去除率降低。溶藻细菌SW3对MC-LR的去除率随温度的升高而增大，在温度为20℃、25℃、30℃和35℃的条件下，溶藻细菌SW3对微囊藻毒素降解效果为30℃＞35℃＞25℃＞20℃，当温度为30℃～35℃时，适宜菌株SW3生长繁殖，同时提高了菌体内酶的活性，从而使MC-LR的去除率增大。本文设置了pH为6.5、7.0、7.5、8.0和9.0共5个pH梯度，测试不同pH条件下溶藻细菌SW3对MC-LR的去除效果，结果表明，溶藻细菌SW3在中性或微碱性环境中对MC-LR的去除效果最好，不同pH条件下菌株SW3对MC-LR的去除效果大小依次为:pH7.5＞pH7.0＞pH8.0＞pH6.5＞pH9.0。
　　对溶藻细菌SW3的16S rDNA进行测序鉴定，应用BLAST程序将测序结果与GenBank中的已知序列进行相似性对比分析，并进行系统发育分析。结果表明，菌株SW3与一株赖氨酸芽孢杆菌的16S rDNA序列的同源性最高，为99％，归属于赖氨酸芽孢杆菌属。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 水体富营养化及其危害

1．2 藻类水华去除技术

1．2．1 物理法除藻

1．2．2 化学法除藻

1．2．3 生物法除藻

1．3 微囊藻毒素去除技术研究进展

1．3．1 微囊藻毒素的分子结构及其理化性质

1．3．2 MCs的去除方法

1．4 本论文的研究目的、内容及意义

第2章 溶藻细菌的分离鉴定

2．1 引言

2．2 产毒铜绿微囊藻的扩大培养

2．2．1 材料与方法

2．2．2 结果与讨论

2．3 溶藻细菌的分离纯化

2．3．1 材料与方法

2．3．2 结果与讨论

2．4 本章小结

第3章 MC-LR的富集纯化及检测

3．1 引言

3．2 MC-LR的富集纯化与检测

3．2．1 材料与方法

3．2．2 结果与讨论

3．3 SW3的生长曲线测定

3．3．1 材料与方法

3．3．2 结果与讨论

3．4 本章小结

第4章 溶藻细菌SW3对MC-LR的降解特性研究

4．1 引言

4．2 SW3菌体浓度对MC-LR降解效果的影响

4．2．1 材料与方法

4．2．2 结果与讨论

4．3 MC-LR浓度对降解效果的影响

4．3．1 材料与方法

4．3．2 结果与讨论

4．4 环境温度对MC-LR降解效果的影响

4．4．1 材料与方法

4．4．2 结果与讨论

4．5 pH值对MC-LR降解效果的影响

4．5．1 材料与方法

4．5．2 结果与讨论

4．6 本章小结

第5章 SW3的菌种鉴定及系统发育分析

5．1 引言

5．2 溶藻细菌SW3的16S rDNA鉴定及系统发育分析

5．2．1 材料与方法

5．2．2 结果与讨论

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 建议

6．3 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况