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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 放線菌JXJ 0071對(duì)銅綠微囊藻的溶藻活性
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 篩選到一株強(qiáng)溶藻活性放線菌新菌株，其孢子、菌絲體和代謝產(chǎn)物均具有較好的溶藻活性；活性成分能夠抑制藻細(xì)胞光合作用和呼吸作用，引起藻細(xì)胞壁和細(xì)胞膜穿孔，最終導(dǎo)致藻細(xì)胞破裂死亡；活性成分對(duì)溫度、pH值和紫外線處理等較穩(wěn)定。該菌在藍(lán)藻水華防治方面具有較好的潛在應(yīng)用價(jià)值。
- 詳細(xì)介紹：
- 以銅綠微囊藻（Microcystis aeruginosa）為指示藻，采用固體平板法和液體培養(yǎng)法分別進(jìn)行初篩和復(fù)篩；研究活性菌株JXJ 0071的孢子、菌絲體和代謝產(chǎn)物的溶藻活性、溶藻活性成分的穩(wěn)定性和溶藻機(jī)理等，并根據(jù)菌株培養(yǎng)特征、生理生化特性和16S rRNA基因序列的系統(tǒng)發(fā)育分析等結(jié)果對(duì)活性菌株進(jìn)行初步鑒定。結(jié)果表明：孢子具有一定的溶藻活性，加少量葡萄糖時(shí)孢子溶藻活性更強(qiáng)；在藻液中加入的菌絲體越多溶藻活性越強(qiáng)；胞外水溶性成分溶藻活性最強(qiáng)達(dá)到97.6%，胞內(nèi)水溶性成分溶藻效率只有20.5%，脂溶性成分均無溶藻活性；活性成分能夠抑制藻細(xì)胞光合作用和呼吸作用，導(dǎo)致細(xì)胞壁和細(xì)胞膜穿孔，最終導(dǎo)致藻細(xì)胞破裂死亡；活性成分對(duì)溫度、pH值和紫外線處理等具有較好的穩(wěn)定性；JXJ 0071屬于鏈霉菌屬（Streptomyces），與S. rectiviolaceus相似性最高達(dá)99%，但該菌能在纖維素上生長(zhǎng)，不能以木糖、鼠李糖、蔗糖、肌醇和醋酸鈉等為唯一碳源生長(zhǎng)，而S．rectiviolaceus卻正好相反，該菌的種一級(jí)分類學(xué)地位還需要其他實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)加以確定。 該菌對(duì)銅綠微囊藻具有很強(qiáng)溶藻活性，是未報(bào)道的溶藻放線菌新菌株?；钚猿煞质前馑苄晕镔|(zhì)，對(duì)高溫和有機(jī)溶劑處理均有較好的穩(wěn)定性，因此推測(cè)活性成分是小分子物質(zhì)而不是蛋白質(zhì)酶類。水溶性特點(diǎn)使其在水環(huán)境中能迅速擴(kuò)散開來，充分接觸藻細(xì)胞而發(fā)揮溶藻作用。對(duì)紫外線穩(wěn)定性較好，在較廣的pH值范圍內(nèi)均有極顯著（P<0.01）的溶藻效率。因此活性成分在藍(lán)藻水華防治方面的具有較大的潛在應(yīng)用價(jià)值，值得進(jìn)一步深入系統(tǒng)研究。菌絲體和孢子也有一定的溶藻活性，這可能是與銅綠微囊藻競(jìng)爭(zhēng)氮源等營(yíng)養(yǎng)成分，產(chǎn)生少量溶藻活性物質(zhì)，導(dǎo)致藻細(xì)胞溶解死亡。因此，該菌孢子或菌絲體在制備防治藍(lán)藻水華的活菌制劑中可能也具有潛在價(jià)值。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 1、目的：從生理活性物質(zhì)最多的產(chǎn)生菌——放線菌中，尋找在藍(lán)藻水華防治中具有應(yīng)用價(jià)值的菌株，為高效環(huán)保的藍(lán)藻水華防治產(chǎn)品的研發(fā)提供材料，促進(jìn)藍(lán)藻水華的防治。 2、基本思路：采用有效方法篩選強(qiáng)溶藻活性的放線菌，研究其孢子、菌絲和代謝產(chǎn)物的溶藻效率及作用機(jī)制，并初步研究溶藻活性成分的穩(wěn)定性等，分析菌株在藍(lán)藻水華防治方面的應(yīng)用潛力，為今后進(jìn)一步利用該菌研發(fā)新型環(huán)保藍(lán)藻水華防治產(chǎn)品提供前期工作基礎(chǔ)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本文實(shí)驗(yàn)方法可行，結(jié)果可靠，分析合理，具有較強(qiáng)的科學(xué)性。溶藻放線菌的研究是目前國(guó)內(nèi)外較少涉及的領(lǐng)域，開展這方面的系統(tǒng)研究工作，有望建立藍(lán)藻水華防治的新方法，開發(fā)新型環(huán)保藍(lán)藻水華防治劑，促進(jìn)藍(lán)藻水華的防治，并彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)外在該研究領(lǐng)域的不足。論文具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性和潛在的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 藍(lán)藻水華是日趨嚴(yán)重的世界性環(huán)境污染問題，我國(guó)尤為嚴(yán)重。研究表明，放線菌JXJ 0071的孢子、菌絲體和胞外水溶性物質(zhì)均具有較好的溶藻活性，在藍(lán)藻水華防治中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，本文研究工作為今后利用該菌研發(fā)高效環(huán)保的藍(lán)藻水華防治產(chǎn)品奠定了良好基礎(chǔ)，在藍(lán)藻水華防治上具有較大的意義。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 從廬山土樣中分離得到一株放線菌JXJ0071，研究了該菌的孢子、菌絲體和代謝產(chǎn)物對(duì)銅綠微囊藻（Microcystis aeruginosa）的溶藻活性、溶藻活性成分的穩(wěn)定性和溶藻機(jī)制，并對(duì)其分類地位進(jìn)行鑒定。結(jié)果表明，放線菌JXJ0071的孢子和菌絲體均能使銅綠微囊藻細(xì)胞濃度顯著降低。該菌代謝產(chǎn)物對(duì)銅綠微囊藻具有很強(qiáng)的溶藻活性，在藻濃度為1.0×107 /mL的藻液中加入體積分?jǐn)?shù)φ 為2%的該菌發(fā)酵上清液，3 d 后溶藻效率達(dá)98%。溶藻活性成分顯著抑制藻細(xì)胞的光合作用和呼吸作用，并使藻細(xì)胞壁和細(xì)胞膜穿孔，最終使藻細(xì)胞裂解死亡?；钚猿煞种饕獊碜运苄园猱a(chǎn)物，其對(duì)高溫、pH和紫外線處理均具有較好的穩(wěn)定性。60 ℃以下的溫度處理發(fā)酵液2 h，溶藻活性成分的溶藻效率基本不變，保持在95%以上；pH 7.0~9.0條件下，其溶藻效率仍很高，達(dá)93.8%以上；經(jīng)波長(zhǎng)為254 nm的紫外線照射2 h，其溶藻效率仍達(dá)85.7%?；?6S rRNA基因序列的系統(tǒng)發(fā)育分析表明，該菌株屬鏈霉菌屬，與S. rectiviolaceus的序列相似性達(dá)99%，但JXJ0071與S．rectiviolaceus的部分生理生化特性有所不同，需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定其種一級(jí)分類學(xué)單元。
獲獎(jiǎng)情況
- 本論文內(nèi)容被《生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)》（CSCD核心期刊）接受（稿件編號(hào)20101011）；本論文篩選的菌株產(chǎn)生的溶藻活性成分的后續(xù)研究工作得到了2011年國(guó)家自然科學(xué)基金的資助（項(xiàng)目編號(hào)：31060010）。
鑒定結(jié)果
- 經(jīng)各專家評(píng)委評(píng)審認(rèn)為：該論文系統(tǒng)開展了溶藻放線菌的篩選鑒定、溶藻效率、溶藻活性成分的理化性質(zhì)和作用機(jī)制等研究，為放線菌防治藍(lán)藻水華的應(yīng)用提供了良好的前期工作基礎(chǔ)，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
- [1] 關(guān)英紅, 馬軍, 雷國(guó)元, 等. 一株溶藻菌株的分離鑒定及溶藻特性[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2008, 28(7): 1288-1293. [2] 崔妍, 李建宏, 汪燕, 等. 高效抑藻放線菌的篩選和活性[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2008, 28(11): 5691-5697. [3] YAMAMOTO Y, KOUCHIWA T, HODOKI Y, et al. Distribution and Identification of Actinomycetes Lysing Cyanobacteria in a Eutrophic Lake[J]. Journal of Applied Phycology, 1998, 10(4): 391-397. [4] CHOI H J, KIM B H, KIM J D, et al. Streptomyces Neyagawaensis as a Control for the Hazardous Biomass of Microcystis Aeruginosa (Cyanobacteria) in Eutrophic Freshwaters[J]. Biological Control, 2005, 33(3): 335-343. [5] 華秀紅. 特異性抑殺銅綠微囊藻的放線菌的研究[D]. 南京：南京師范大學(xué), 2005.
同類課題研究水平概述
- 溶藻放線菌的系統(tǒng)研究工作在國(guó)內(nèi)外很少開展。雖然目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多放線菌具有較好的溶藻活性，如不產(chǎn)色鏈霉菌（Streptomycetes achromogenes）、生暗鏈霉菌（Streptomyces phaeofaciens）、脫葉鏈霉菌（Streptomyces exfoliatus）、寢屋川鏈霉菌（Streptomyces neyagawaensis）、灰色變異鏈霉菌(Streptomyces griseovariabilis)、球孢鏈霉菌黃褐變種（Streptomyces globisporus var. flavofuscus)、灰霉素鏈霉菌（Streptomyces griseinus）和色黃鏈霉菌（Streptomyces chromoflavus）等，但無論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，溶藻放線菌的研究工作基本集中在菌株篩選鑒定、溶藻效率、溶藻活性成分是大分子蛋白質(zhì)還是小分子物質(zhì)、是脂溶性成分還是水溶性成分等表層工作上，且多數(shù)文獻(xiàn)只是涉及其中部分研究?jī)?nèi)容，而很少系統(tǒng)開展從菌株篩選鑒定、孢子、菌絲體和代謝產(chǎn)物等的溶藻效率，到溶藻活性成分的性質(zhì)及穩(wěn)定性和溶藻機(jī)制等較全面的前期基礎(chǔ)研究工作，從而制約了后期部分研究工作的進(jìn)展。本文較全面系統(tǒng)地開展從菌株相關(guān)工作，特別是溶藻機(jī)制的相關(guān)研究，彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外這方面研究的不足，對(duì)利用放線菌研制高效、環(huán)保的藍(lán)藻水華防治產(chǎn)品具有一定的參考價(jià)值。
