微囊藻毒素降解菌的筛选鉴定及其对藻毒素MC-LR的降解

针对近年来微囊藻毒素(MCs)的全球性污染问题,本研究以蓝藻爆发较严重和频繁的巢湖为研究对象,对其进行了较为详细的研究。本文以MCs为唯一碳氮源,采用富集驯化培养的办法,从巢湖蓝藻爆发的底泥中分离筛选MCs降解菌,同时对筛选出的MCs降解菌进行鉴定,主要通过形态观察、生理生化实验以及16S rDNA序列分析来确定其分类学地位,为巢湖的藻毒素污染的微生物降解治理提供有效地菌源。本研究从巢湖底泥中分离纯化出一株MCs降解菌株M6,其16S rDNA的长度为1408bp,经鉴定该降解菌株M6为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)。 为了进一步优化该降解菌株M6的降解效果,本研究以MCs为唯一的碳源和氮源,分别从不同的外加碳源和氮源,pH值,接种量,MCs的初始浓度等方面,考察这些因素对降解菌株M6降解MC-LR效果的影响,并初步确定该降解反应的最适环境条件。结果表明外加碳源甘油可大幅促进降解菌株M6的生长及其对MC-LR的降解效率,降解率可达到66.2%；外加氮源硝酸铵可以促进降解菌株M6对MC-LR的降解效率；菌株在pH值为7.0-8.0时,菌株的生长状况良好,并且对MC-LR的降解效率都比较高,当培养基中的pH值为8.0时,MC-LR的降解效率达到最大,可达到62.0%；当接种量介于1%-10%时,菌株的生长量及MC-LR的降解效率均随接种量的增大而增大,降解效率最高可达51.3%；当MC-LR初始浓度在1.95-15.6mg/L之间时,MC-LR的降解效率随着MC-LR的初始浓度的增大而逐渐增大,当初始浓度为15.6mg/L时,MC-LR的降解效率最高为59.2%。 本研究还对降解菌株M6降解MC-LR的降解机理进行了初步的探究,对降解菌株M6降解MC-LR进行了定位研究,考察MC-LR诱导前后的降解菌M6进行了SDS-PAGE全细胞电泳,确定经MC-LR诱导前后胞内蛋白质的变化,并且从不同pH值,接种量,MCs的初始浓度等方面,考察这些因素对降解菌株M6胞内粗酶液降解MC-LR的影响。结果表明,降解菌M6降解MC-LR的活性物质位于细胞内,属于胞内酶,SDS-PAGE全细胞电泳发现至少有三种酶参与了MC-LR的降解过程,而且实验表明这三种酶为降解菌本身的组织酶而不是诱导酶。当反应体系中胞内粗酶液浓度达到404.9mgL,MC-LR的初始浓度为10mg/L,pH为8.0,时,MC-LR的降解率达到最高,16h降解率可达98.7%。同时本研究还在不同条件下对降解菌株M6进行培养,提取粗酶液并降解一定量的MC-LR,以初步了解环境因素对产酶量多少的影响,发现当在外加碳源为甘油、氮源为硝酸铵,pH为8,接种量为10%,MC-LR初始浓度为15.6mg/L的诱导条件下,菌株M6的胞内粗提液对MC-LR有较大的降解效率,说明在此条件下降解MC-LR的酶表达量较多。