微囊藻毒素降解菌的快速筛选法及有关菌株降毒效能的研究

目前微生物降解已经成为水体中微囊藻毒素(MCs)降解的有效途径之一,但是MCs降解菌的筛选过程较为复杂,周期长,需要花费大量人力物力。本文对目前美国生物技术信息中心(NCBI)上全部的微囊藻毒素降解基因mlrA的序列进行比对分析,找到序列保守区,设计了一对特异性引物:S1F:5'-TGCGCTATGGKCAGATCC-3',S1R:5'-GGTCAAACTTCTTGAGSAGCTG-3',通过对mlrA基因保守片断的快速检测来筛选降解菌。并且对太湖水华蓝藻中分离纯化出的八株细菌进行PCR扩增,结果在实验室编号为A1、A2、A6、Q1、Q3的五株菌中成功扩增出了目的片段。为验证此方法的可靠性,使用前人的mlrA扩增引物对分离的八株菌进行PCR,结果仍从以上的五株菌中扩增到了mlrA基因。此外,对这八株菌降解MCs的能力初步研究发现7 d内A1、A2、A6、Q1、Q3对MCs的降解率分别为25.4%、23.6%、27.1%、20.7%、22.1%,而其他三株菌几乎对MCs无降解效果。综合基因扩增结果可以得出使用PCR检测法对MCs降解菌能够进行快速筛选,大大简化MCs降解菌的筛选步骤。通过形态、生理生化以及16S rRNA序列对降解菌株进行鉴定。结果表明A1、A2、A6、Q1、Q3这几株菌分别为:吉氏库特氏菌(Kurthia gibsonii)、Catellibacterium terrae、洛菲不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta)。对微囊藻毒素-LR(MC-LR)降解效能进行研究,结果表明这五株菌可以使用MC-LR作为唯一碳源与氮源生长,前两天菌株生长较快,对MC-LR的日降解率也最高。七天时间内,A1、A2、A6、Q1、Q3对MC-LR的降解率分别达到59.9%、62.5%、57.8%、64%、61.5%。其中A2(吉氏库特氏菌)和Q3(缺陷短波单胞菌)降解MCs的效果是首次报道。本文筛选到的五株降解菌中都扩增出了mlrA基因,结果证明mlrA在非鞘脂单胞菌科的降解菌中也存在。对五株降解菌的胞内外物质降解MC-LR的效果分别进行研究。结果发现五株菌的胞内外物质对MC-LR均有一定的降解效果,但是胞内物质的效果要高于胞外物质,降解效果分别为48.1%、32.5%、11.6%、40.3%、32.5%。目前唯一一条已知的藻毒素降解途径中起主要降解作用的为胞内酶,结合此前在这几个菌种中扩增出mlrA降解基因。推测这五株降解菌对MC-LR的降解机理与Bourne等人的研究途径一致。