一株表面活性劑產生菌的抑藻作用過程與機理研究

《一株表面活性劑產生菌的抑藻作用過程與機理研究》是依託廈門大學，由鄭偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：一株表面活性劑產生菌的抑藻作用過程與機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：鄭偉
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

有害藻華是一種嚴重的全球性海洋災害，它會造成嚴重的生態、資源、環境問題和重大的經濟損失。尋求有效的有害藻華防治方法成為當務之急。海洋細菌在藻華生消過程中有著極其重要的作用，而細菌殺藻現象的發現也為微生物防治藻華提供了新的可能途徑，由微生物發酵所產的表面活性劑因其符合清潔綠色環保的要求，逐漸成為研究熱點。本項目針對藻華微生物防治研究中存在的關鍵問題，選取典型藻華藻為研究對象，首先運用抑藻表面活性物質產生菌的高通量篩選流程，從不同生境樣品中篩選高產表面活性物質的海洋細菌；其次在單因子最佳化的基礎上，運用均勻設計和回響面法最佳化該菌株的發酵工藝；然後運用多級醇析、超濾法和DEAE-瓊脂糖離子柱層析法分離表面活性物質，並研究該生物表面活性物質對典型藻華藻的影響，闡釋表面活性物質作用下藻細胞應答機制，豐富並拓展“菌-藻關係”研究的理論，為安全有效地利用生物表面活性物質產生菌治理有害藻華提供科學依據。

結題摘要

生物表面活性劑是一類具備乳化、增溶、降低液面表面張力等特性的兩性物質，與普通表面活性劑相比，它同時還具備了可生物降解、不易造成二次污染、環境友好等優點；研究表明，生物表面活性劑已廣泛運用於污染環境的生物修復。為了探究生物表面活性劑在有害赤潮治理方面的運用潛力，本課題以抑藻生物表面活性劑BA01為對象，分析其理化特性，探究其對有害赤潮原因種--——赤潮異彎藻的抑藻機制，取得以下主要研究成果： （1）經鑑定，生物表面活性劑粗提物BA01中總蛋白含量約為6.2%，總糖含量約為14.1%，為非離子型表面活性劑；BA01經不同溫度、鹽度和pH處理後，仍保持較低的表面張力和較高的殺藻活性。 （2）用BA01處理赤潮異彎藻48 h後，當終濃度為2.5 μg/mL時，處理組抑藻率為24.49%，而當終濃度為15 μg/mL時，處理組抑藻率為97.76%，經計算，BA01半致死濃度為5.89 μg/mL。 （3）在半致死濃度BA01脅迫下，藻細胞整體形態略有變化，細胞膜有輕微損傷，但細胞保持相對完整，細胞器結構完整，由於半致死濃度組的藻細胞形態完整，ROS水平持續保持較高值，抗氧化物質也持續保持較高活性，以清除細胞內過多的ROS，光合作用起初受到明顯抑制，隨後經過細胞自身修復，光合效率逐步回升，葉綠素和類胡蘿蔔素等光合色素含量下降至對照組50%左右。 （4）全致死濃度組藻細胞細胞膜發生破裂，細胞器無法正常工作，細胞內容物流出，細胞裂解，抗氧化系統崩潰，無法清除細胞內的ROS，過多的ROS引起細胞膜膜脂過氧化，細胞內MDA含量顯著升高，且藻細胞光合作用受到顯著破壞，在高濃度表面活性劑脅迫下，藻細胞無法修復損傷，光合效率持續下降，光合色素含量僅為對照組的15%左右。