三株太湖溶藻细菌及其溶藻活性物质的研究

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1、（申请理学博士学位论文）三株太湖溶藻细菌及其溶藻活性物质的研究StudyonthreestrainsofalgicidalbacteriaisolatedfromLakeTaihu,andtheiralgicidalcompounds学科专业：生物学研究方向：环境微生物作者姓名：李正华学号：0100809043指导教师：杨虹教授上海交通大学生命科学技术学院2015年01月万方数据上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本

2、文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日万方数据上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方

3、数据万方数据万方数据上海交通大学博士学位论文摘要三株太湖溶藻细菌及其溶藻活性物质的研究摘要中国第二大淡水湖——太湖，是一个典型的浅层淡水湖泊，同时也是沿岸三千万居民生活用水、工业用水、农业用水的主要来源。从上世纪80年代开始，由于农业集约化和工业污染，太湖水质不断下降，目前处于严重富营养化状态。近20年来太湖爆发了严重的蓝藻水华，铜绿微囊藻和聚球藻是太湖蓝藻水华中主要藻类。目前，多采用物理、化学和生物等方法用来控制蓝藻水华，但物理方法耗费较大，化学方法易造成二次污染，生物方法因其专一、高效和环境友好受到越来越多的关注。研究显示溶藻细菌能够导致蓝藻水华的消退，因此溶藻细菌具有控制蓝

4、藻水华的巨大潜力。本研究首先从太湖蓝藻水华中筛选和鉴定溶藻细菌。2010年10月在太湖梅梁湾采集水样，筛选到7株具有溶藻效果的溶藻细菌。根据16SrRNA基因测序结果，7株溶藻细菌分别为黄杆菌Lzh-1、希瓦氏菌Lzh-2、鞘氨醇杆菌Lzh-3、芽孢杆菌Lzh-4、芽孢杆菌Lzh-5、黄杆菌Lzh-6和嗜麦寡养食单胞菌Lzh-7。在7株溶藻细菌中，希瓦氏菌Lzh-2、鞘氨醇杆菌Lzh-3和芽孢杆菌Lzh-5具有较强的溶藻能力，用于下一步研究。测定了三株溶藻细菌希瓦氏菌Lzh-2、鞘氨醇杆菌Lzh-3和芽孢杆菌Lzh-5的溶藻效率、溶藻范围和溶藻模式。三株溶藻细菌Lzh-2、Lzh

5、-3和Lzh-5对铜绿微囊藻9110的溶藻效率分别为92.3±6.8%、I万方数据上海交通大学博士学位论文摘要92.8±7.5%和91.2±6.3%（6天）；希瓦氏菌Lzh-2对聚球藻BN60的溶藻效率为84.9±3.9（6天），而鞘氨醇杆菌Lzh-3和芽孢杆菌Lzh-5对聚球藻BN60无溶藻效果。三株溶藻细菌对其它蓝藻如颤藻BN35、绿色微囊藻FACHB-979和铜绿微囊藻PCC7806等同样也具有很好的溶藻效果，说明这三株溶藻细菌也具有较好的溶藻广谱性。同时三株溶藻细菌的溶藻模式均为通过分泌溶藻活性物质来实现对蓝藻的溶藻。三株溶藻细菌均具有应用于控制太湖蓝藻水华的潜力。依次运

6、用乙酸乙酯萃取、硅胶柱层析和高效液相色谱等技术手段从三株溶藻细菌的发酵液中分离纯化出了溶藻活性物质，然后通过液质联用、气质联用和核磁共振等技术手段综合确定了溶藻活性物质的化学结构。希瓦氏菌Lzh-2分泌溶藻活性物质S-2A（六氢吡咯并[1,2-A]吡嗪-1,4-二酮,俗称环甘氨酸-脯氨酸）和S-2B（二氢吲哚-2,3-二酮,俗称靛红），鞘氨醇杆菌Lzh-3分泌溶藻活性物质S-3A（六氢吡咯并[1,2-A]吡嗪-1,4-二酮,俗称环甘氨酸-脯氨酸）和S-3B（3-异丁基-6-甲基哌嗪-2,5-二酮,俗称环丙氨酸-亮氨酸），而芽孢杆菌Lzh-5则分泌两种溶藻活性物质S-5A（六氢吡咯

7、并[1,2-A]吡嗪-1,4-二酮,俗称环甘氨酸-脯氨酸）和S-5B（3-异丙基-六氢吡咯并[1,2-a]吡嗪-1,4-二酮,俗称环脯氨酸-缬氨酸）。这四种溶藻活性物质（环甘氨酸-脯氨酸、靛红、环丙氨酸-亮氨酸和环脯氨酸-缬氨酸）都是可以生物降解的。为定量这些溶藻活性物质的溶藻能力，测定了溶藻活性物质对铜绿微囊藻9110和聚球藻BN60的半致死量。环甘氨酸-脯氨酸、靛红、环丙氨酸-亮氨酸和环脯氨酸-缬氨酸对铜绿II万方数据上海交通大学博士学位论文摘要微囊藻9110的半致死量分别为