亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        溶藻菌R1的溶藻特性

        2018-08-31 08:53:12董小娜陳澤慧毛林強王明新張文藝
        土木與環(huán)境工程學報 2018年5期
        關(guān)鍵詞:溶藻微囊銅綠

        董小娜,陳澤慧,毛林強,王明新,張文藝

        (常州大學 環(huán)境與安全工程學院,江蘇 常州 213164)

        每年夏秋季一些水體均發(fā)生有害藻華(HAB)暴發(fā),給水環(huán)境生態(tài)帶來極大威脅,探索行之有效的溶藻方法迫在眉睫。利用溶藻菌(algicidalbacteria)溶藻安全高效,具有廣闊前景。近年來,學者們在溶藻菌的篩選、溶藻活性代謝產(chǎn)物分析、溶藻微生物的溶藻機理等方面的研究相當活躍,包括溶藻菌株的分離鑒定、溶藻性質(zhì)的描述、溶藻方式的探討、溶藻活性物質(zhì)的分離與純化[1-2]以及溶藻機理的研究等。尤其溶藻機理的研究更是深入到基因水平(分子水平):藻細胞的細胞水平[3-4]、功能酶和蛋白水平[5-6]等。近年來溶藻菌的篩選成果頗多[7],已分離鑒定出來的菌屬有粘細菌屬、假單胞菌屬、芽孢桿菌屬等[8],因藻類的暴發(fā)與溶藻菌的生長息息相關(guān),這些溶藻菌多來自藻華頻繁暴發(fā)地帶。細菌溶藻方式主要有2種:直接溶藻與間接溶藻,見諸報道的溶藻菌多具有間接溶藻特性[9]。對溶藻能力的測定方法有:藻細胞數(shù)量的變化、chl-a含量的變化及其采用藻膽蛋白(某些藻類如藍藻)的含量變化等。對溶藻機理的研究越來越多,眾多分析方法被用于揭示溶藻產(chǎn)物溶藻機理,如:傅里葉紅外光譜、熒光光譜、透射電鏡等[10]。細菌分泌的物質(zhì)(如氨基酸、抗生素、多肽等)[11]成分復雜,不同的溶藻菌分泌有效溶藻成分也不盡相同,這讓溶藻活性物質(zhì)的分離純化非常困難,目前分離純化出有效溶藻物質(zhì)罕見報道。報道的溶藻活性物質(zhì)的分離純化主要有2種方法:硅膠柱層析[12]與高效液相色譜(HPLC)方法[13]。對活性物質(zhì)的鑒定方法有液質(zhì)聯(lián)用(LC-MS)[13]、液相二級質(zhì)譜(LC-MS-MS)等。但這還僅僅只是限于實驗室研究階段,在實踐中直接利用的效果并不理想,其活性物質(zhì)的分離純化困難且收集率低,這使得生物菌劑投產(chǎn)與使用都難以實現(xiàn)。

        采用三維熒光技術(shù)對藻膽蛋白的測定來表征溶藻效果,借助三維熒光光譜解析溶藻降解產(chǎn)物;通過對菌液進行熱處置、破碎處置、酸堿處置、透析處置等手段研究了菌株R1 Lysinibacillus macroides的溶藻機理;并通過HPLC技術(shù)初步分離提取了有效溶藻物質(zhì)。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        1.1.1 實驗材料 藻種來源:銅綠微囊藻(Microcystisaeruginosa)購自中國科學院武漢水生生物研究所。

        菌種來源:從太湖激浪魚內(nèi)臟(魚鰓、魚腸等)中篩選出了1株溶藻效果較佳的菌株R1,培養(yǎng)2 d后,菌落呈圓形,直徑大約1~2 mm,白色,表面光滑,微微凸起,邊緣光滑,生長快速;革蘭氏染色呈紫色,為陽性菌(如圖1),經(jīng)生理生化及16S rDNA序列分析,其與Lysinibacillusmacroides相似性最高,達99.50%。

        圖1 R1革蘭氏染色

        1.1.2 主要儀器和試劑 1)試劑:試劑均為中國產(chǎn)分析純試劑。

        2)儀器:離心機、超聲波細胞粉碎機、高壓蒸汽滅菌鍋、倒置顯微鏡、島津紫外分光光度計UV-1800、Cary Eclipse熒光分光光度計等。

        1.1.3 培養(yǎng)基及其他試劑 LB培養(yǎng)基[14]、銅綠微囊藻培養(yǎng)基BG-11[15]

        1.2 方法

        1.2.1 菌株溶藻能力考察 為探索菌株R1的溶藻效果,取10 mL培養(yǎng)24 h的R1菌液接種到100 mL銅綠微囊藻溶液中(初始chl-a含量為205.11 mg/L),27 ℃、光暗比12 h∶12 h周期下培養(yǎng),每天定期手動搖晃2~3次,每隔2 d測得chl-a含量變化,通過式(1)[16]計算溶藻率并繪制曲線,同時做空白對照。

        η=(Cc-Ct)/Cc×100%

        (1)

        式中:η為溶藻率,%;Cc為初始chl-a含量,mg/L;Ct為后期chl-a含量,mg/L。

        1.2.2 三維熒光考察溶藻效果 通過測定chl-a含量的方法考察溶藻效果較為繁瑣,測定時間較長,且需要耗費許多提取物;使用顯微鏡觀察藻細胞形態(tài)數(shù)量是最傳統(tǒng)的浮游藻類分析方法,該方法工作量大,比較繁瑣,且有時辨別不清[17]。銅綠微囊藻有很強的熒光特性的藻膽蛋白,是一種卟啉類色素蛋白,卟啉具有π電子結(jié)構(gòu)[9],在特定的波長照射下有很強的熒光反應。熒光光譜分析方法快速、準確、樣品不需要特別處置、簡單高效。銅綠微囊藻細胞具有如下熒光特性:藻密度與發(fā)射波長無關(guān)[18],在低濃度下,熒光強度與溶液濃度成正比,可進行定量分析[18-20]。

        為表征菌株溶藻過程,對菌藻混合液(參照1.2.1)進行了三維熒光譜圖分析,取菌藻混合液,進行三維熒光掃描,發(fā)射波長(簡稱Em)280~900 nm/280~550 nm,激發(fā)波長(簡稱Ex)220~800 nm/220~400 nm;狹縫寬度為5 nm;

        每隔一段時間收集混合液測Em為650 nm的三維熒光光譜,通過式(2)[21]計算溶藻率并繪制曲線。

        η=(Fc-Ft)/Fc×100%

        (2)

        式中:η為溶藻率,%;Fc為藻膽蛋白初始光強,A.U;Ft為后期藻膽蛋白的光強,A.U。

        1.2.3 三維熒光圖譜EMMs結(jié)合平行因子分析考察溶藻產(chǎn)物 為表征菌株溶藻產(chǎn)物,對降解后的藻液進行了三維熒光譜圖分析,發(fā)射波長(簡稱Em)280~550 nm,狹縫寬度為2 nm;激發(fā)波長(簡稱Ex)220~400 nm;狹縫寬度為5 nm;同時,考察純藻液及其菌液的熒光特性。EEMs分析物質(zhì)鑒定,主要采用目視鑒定,無法避免光譜重疊帶來的誤差且具有主觀性。采用三維熒光圖譜結(jié)合平行因子分析考察溶藻產(chǎn)物:1)數(shù)據(jù)預處理:并用Delauay三角形內(nèi)插值法瑞利散射及拉曼散射。2)平行因子分析:平行因子算法是基于三線性分解理論,采用交替最小二乘原理,進行迭代的三維數(shù)陣分解算法??梢詫⒁粋€由多個三維熒光光譜矩陣分解為3個方向的載荷矩陣。通過對半檢驗法(split-half analysis),殘差平方和的最小,及核一致性檢驗來確定模型的有效性。采用MATLAB軟件中的Nway toolbox運行[22-24]。

        1.2.4 菌株的溶藻特性 為探討溶藻細菌的溶藻機制,將培養(yǎng)24 h溶藻細菌R1培養(yǎng)液進行如下處理:

        1)離心過濾上清液(8 000 r/min,10 min;過0.22 μm濾膜)、高熱處理上清液(121 ℃,20 min)、菌體破碎液(取離心后的菌體沉淀超聲波破碎)[16]。

        2)酸堿化處置[12]:為考察pH對溶藻物質(zhì)活性的影響,分別調(diào)節(jié)菌液pH為4、7、10,處置1 h后調(diào)回中性,同時做不加菌的空白對照,接菌量為10%(體積),采用多孔細胞培養(yǎng)板(biologix 24孔板)進行溶藻實驗,并采用顯微鏡計數(shù)法檢查溶藻效果。

        3)截留分子量[12]:為考察溶藻活性物質(zhì)的分子大小,分別采用截留分子量為100、500、1 000 da的透析袋對培養(yǎng)24 h后的菌液進行透析1 d,取透析袋中截留液于裝載銅綠微囊藻溶液的24孔板中,檢查溶藻效果。

        1.2.5 溶藻活性物質(zhì)的純化與分離[13]

        1)菌液前處理:接種菌株R1至500 mL的LB液體培養(yǎng)基中,30 ℃、135 r/min,培養(yǎng)24 h;采用0.45 um的濾膜過濾;收集菌液并加入4倍體積的乙醇進行萃取,磁力攪拌30 min,后靜置2 h;使用0.22 um的濾膜過濾;收集菌液60 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā);無菌水重溶,4 ℃保存。

        2)HPLC:通過液相色譜初步確定可能性溶藻物質(zhì)。色譜條件為:色譜柱wonda sil C18(4.6×250 mm),流動相A(甲醇)∶B(1%乙酸)為1∶9,檢測波長為UV200 nm。

        3)為考察這幾個物質(zhì)是否含有溶藻活性物質(zhì),每隔一段時間收集1餾分,氮氣吹干,超純水重溶,并采用24孔板進行溶藻效果檢驗。對有溶藻活性的收集液,再次使用HPLC檢查其純度及其峰值。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 菌株R1的溶藻能力

        將R1菌液到銅綠微囊藻溶液中(初始chl-a為205.11 mg/L)進行實驗,通過肉眼觀察顏色變化及chl-a含量測定檢驗溶藻效果,如圖2。實驗4 d后,肉眼可見混合液發(fā)生黃化現(xiàn)象,chl-a含量不斷減少,10 d后剩余chl-a含量僅為35.61 mg/L,降解率達82.64%;同時觀察到空白樣顏色更加深綠,經(jīng)測定chl-a含量,從初始205.11 mg/L增長到324.56 mg/L。

        圖2 溶藻細菌R1對chl-a含量的影響Fig.2 Effects of R1 on chlorophyll

        2.2 三維熒光分析R1溶藻能力

        取0、3、7、10、12 d的菌藻混合液進行三維熒光光譜掃描并分析,如圖3。溶藻過程中藻膽蛋白熒光峰Em/Ex為650 nm/630 nm,熒光光強不斷減少。為表征其溶藻效果,通過固定Em為650 nm,將得到的熒光光譜減去去離子水的熒光光譜以去除瑞利散射的影響,將瑞利散射峰置零[18],采用oringin8.6擬合得到光強與激發(fā)波長的關(guān)系圖,如圖4。按照式2)計算,10 d溶藻率為達89.80%,與通過chl-a表征的溶藻率82.64%相近,可作為溶藻細菌溶藻效率的一種評價方法。

        圖3 菌藻液的三維熒光圖Fig.3 Three-dimensional fluorescence of

        圖4 Em 650 nm的激發(fā)光譜及溶藻效果圖Fig.4 The excitation spectra at the transmitting wavelength of 650 nm and Dissolving rate of

        2.3 菌株R1溶藻機制研究

        1)由表1及圖5(1)看出:R1菌原液、離心上清液、高溫滅菌液都發(fā)生了明顯的黃化現(xiàn)象,溶藻效果顯著;菌體破碎液及菌體沒有溶藻效果;可見,其溶藻物質(zhì)并不是胞內(nèi)物質(zhì),也不是菌株本身,而是細菌分泌的胞外物質(zhì),具有耐高溫的特性,推測為非蛋白質(zhì)類物質(zhì)。

        2)由表2及圖5(2)看出,經(jīng)過不同處置的R1菌液都具有很強的溶藻效果,與空白對比,藻液均發(fā)生明顯的黃化現(xiàn)象;顯微鏡計數(shù)結(jié)果見表2,從表中可見,藻細胞數(shù)量都明顯減少,由此可見,溶藻活性物質(zhì)性質(zhì)穩(wěn)定,具有耐酸耐堿性。

        3)經(jīng)100、500、1 000 da的透析袋截留分子量后袋中截留液,顯微鏡計數(shù)結(jié)果見表3,發(fā)現(xiàn)溶藻能力強弱順序依次為100 da>500 da>1 000 da,其中,1 000 da溶藻活性很低,由此可見,細菌分泌的有效溶藻物質(zhì)為小分子物質(zhì),分子量小于500 da。

        表1 不同菌體處理方式對溶藻效果的影響Table 1 Effect of different gloop treatment methods on algae-lysing efficiency (cell·mL-1)

        表2 不同pH處置方式對溶藻效果的影響Table 2 Effect of different pH disposal methods on algae-lysing efficiency (cell·mL-1)

        表3 不同截留分子量對溶藻效果影響Table 3 Effect of different molecular weight on algae-lysing efficiency (cell·mL-1)

        圖5 R1菌液經(jīng)不同處理對溶藻的效果影響Fig.5 The algae-lysing efficiency of R1 bacteria solution

        2.4 三維熒光圖譜結(jié)合平行因子模型分析R1溶藻產(chǎn)物

        菌株R1溶藻過程中,Em/Ex為400~600 nm/250~450 nm處出現(xiàn)了大面積的熒光反應,熒光光譜不成規(guī)則的圓形,成分復雜,如圖3。分別對銅綠微囊藻分泌物、菌液及其降解后的菌藻共培液液進行三維熒光光譜掃描,三維矩陣圖譜見圖6,分別為藻細胞產(chǎn)生的溶解性代謝性產(chǎn)物(EOM)(Em/Ex 335 nm/280 nm)、R1菌液的主要溶解性熒光組分(Em/Ex 335 nm/280 nm、Em/Ex 435~475 nm/350~380 nm、Em/Ex 475 nm/280 nm)及溶藻產(chǎn)物組分(Em/Ex 335 nm/280 nm、 Em/Ex 335 nm/230 nm)。

        圖6 菌藻混合液的三維熒光光譜EMMsFig.6 Three-dimensional fluorescence spectra of algal

        運用PARAFAC模型結(jié)合EMMs圖譜對溶藻產(chǎn)物的三維熒光矩陣進行解析,并通過殘差和最小分析法及裂半分析法,識別出溶藻混合液共含有可分為2個類型。分別為:475 nm/250~350 nm;330 nm/220~270 nm,對應及類色氨酸類物質(zhì)[22-24]。這2個成分的熒光圖譜及激發(fā)發(fā)射波長載荷見圖7。從圖中可見,2個熒光成分的激發(fā)載荷圖譜具有2個激發(fā)峰和1個發(fā)射峰,主要體現(xiàn)了長波類腐殖質(zhì)及色氨酸物,分析其溶藻過程中,長波類類色氨酸類物質(zhì)增加,為主要溶藻產(chǎn)物。根據(jù)其成分可推測出,藻細胞死亡后,胞內(nèi)的物質(zhì)及細胞組分大量釋放到混合液中。長波類類腐殖酸減少,根據(jù)其化學形成原理(由-COOH、-OH基團的有機化合物合成的結(jié)果),其中可能含有迫使藻死亡的有效成分,結(jié)合其分子量及極性特征猜測可能為小分子的疏水性氨基酸(hydrophbic acid)。

        圖7 PARAPC分析溶藻組分及其激發(fā)發(fā)射波長載荷Fig.7 Fluorescence components identified by the PARAFAC model and their excitation and emission wavelengths

        2.5 溶藻活性物質(zhì)的分離與純化

        圖8 粗提液的HPLC-200 nm掃描圖Fig.8 HPLC-200 nm scan of crude

        溶藻活性物質(zhì)的分離難度大,目前溶藻物質(zhì)的分離純化的報道目前還很少。本研究通過采用高效液相色譜(HPLC)技術(shù)分離提純粗提液,掃描波長200 nm的色譜圖,見圖8。圖中具有多個物質(zhì)峰,可見經(jīng)前處理的菌液成分仍很復雜。每分鐘收集1餾分,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),超純水重溶,并采用24孔板進行溶藻效果檢驗。其中有1餾分具有溶藻效果,見如9,其在既定條件下有個主要峰,保留時間分別為6.005。結(jié)合熒光光譜分析,結(jié)合熒光光譜分析,其屬于某種疏水性酸類。由于HPLC分離效率低,分離量極少而且成本很高,分離的餾分中仍還有其他成分,其溶藻物質(zhì)仍需進一步分離及鑒定。

        圖9 溶藻活性物的HPLC-200 nm掃描圖Fig.9 The HPLC-200 nm scan of the lytic active

        3 結(jié)論

        1)從太湖土著激蕩魚內(nèi)臟中篩選的R1菌(Lysinibacillusmacroides),以銅綠微囊藻(Microcystisaeruginosa)為受試對象,10 d內(nèi)chl-a含量從205.11 mg/L降至35.61 mg/L,溶藻率達82.64%。高溫處置、酸堿處置、透析處置手段確定R1菌通過分泌耐高溫的非蛋白類物質(zhì)溶藻,屬于間接溶藻,且該物質(zhì)具有耐酸耐堿性,其分子量小于500 da。

        2)熒光光譜能夠很好的表征銅綠微囊藻含量的變化,其熒光物質(zhì)為藻膽蛋白。溶藻過程中其強度不斷減少,可見藻細胞不斷被破壞,數(shù)量被不斷減少。固定Em為650 nm,通過熒光激發(fā)光譜圖對藻細胞密度進行定量分析。通過熒光光強表征溶藻效果,避免了傳統(tǒng)藻類測量過程的繁瑣,具有重要意義。熒光光譜分析表明溶藻活性物質(zhì)可能為疏水性酸。溶藻過程中,長波類類色氨酸類物質(zhì)增加,為主要溶藻產(chǎn)物。根據(jù)其成分可推測出,藻細胞死亡后,胞內(nèi)的物質(zhì)及細胞組分大量釋放到混合液中。長波類類腐殖酸減少,根據(jù)其成分(含有-COOH、-OH基團的有機化合物)猜測,其中可能含有迫使藻死亡的有效成分,可能為某種疏水性氨基酸(hydrophbic acid)。

        3)采用高效液相色譜(HPLC)技術(shù)分離提純粗提液(掃描波長200 nm),分離結(jié)果表明,從R1粗提液中分離出的1餾分溶藻活性物質(zhì),其在既定條件下其出峰時間為6~8 min左右,推測其為某種酸類物質(zhì),但這需要進一步的分離和鑒定。

        猜你喜歡
        溶藻微囊銅綠
        槲皮素改善大鼠銅綠假單胞菌肺感染
        中成藥(2017年9期)2017-12-19 13:34:21
        小麥內(nèi)生溶藻細菌ZB1的分離鑒定及其溶藻特性
        共代謝基質(zhì)促進銅綠假單胞菌降解三十六烷的研究
        溶藻細菌及其溶藻活性物研究進展*
        溶藻細菌FS1的溶藻效果與機制初探
        微囊懸浮-懸浮劑和微囊懸浮劑不是同種劑型
        銅綠假單胞菌金屬酶及整合酶的檢測
        微囊藻毒素-LR對秀麗線蟲精子形成的毒性作用
        馬錢子生物堿微囊的制備及評價
        銅綠假單胞菌的分布及耐藥性分析
        国产AV国片精品有毛| 2021国内精品久久久久精免费| 日本女优禁断视频中文字幕 | 蜜桃视频第一区免费观看| 日本a一区二区三区在线| 狠狠躁夜夜躁AV网站中文字幕| 成人h视频在线观看| 亚洲熟女精品中文字幕| 人妻精品人妻一区二区三区四五| 亚洲成aⅴ人在线观看| 末成年女a∨片一区二区| 麻豆69视频在线观看| 一区二区三区在线乱码| 国产视频嗯啊啊啊| 亚洲AV秘 无码一区二区三区1| 亚洲一区二区三区无码国产 | 天堂av一区二区麻豆| 二区三区视频| 亚洲国产精品福利片在线观看| 亚洲av成人无遮挡网站在线观看| 久久精品女同亚洲女同| 人妻1024手机看片你懂的| 免费人人av看| 成人精品国产亚洲欧洲| 蜜臀av一区二区| 亚洲av成人无码精品电影在线| 性饥渴的农村熟妇| 伊人久久大香线蕉av色婷婷色| 国产亚洲成人av一区| 偷拍综合在线视频二区日韩| 大红酸枝极品老料颜色| 日本一区二区视频免费观看| 中文字幕永久免费观看| jlzzjlzz全部女高潮| 国产精品jizz观看| 九九99无码精品视频在线观看| 国产超碰人人模人人爽人人喊| 日出水了特别黄的视频| 亚洲av永久无码国产精品久久| 超碰97资源站| 插我一区二区在线观看|