生物表面活性剂对赤潮原因种赤潮异弯藻的抑藻机制初探

发布时间：2020-05-07 15:14

【摘要】：赤潮是指海水中的浮游植物、细菌或原生动物异常增殖聚集的现象。其中的某些赤潮能够产生毒素或影响水体中的其他生物,我们将之称为有害赤潮。有害赤潮种赤潮异弯藻曾多次在我国海域内引发赤潮,对我国的海洋环境及渔业养殖等都造成了极大危害,寻找环境高效的赤潮治理方法已成为当前研究热点。生物表面活性剂是一类具备乳化、增溶、降低液面表面张力等特性的两性物质,与普通表面活性剂相比,它同时还具备了可生物降解、不易造成二次污染、环境友好等优点;研究表明,生物表面活性剂已广泛运用于污染环境的生物修复。为了探究生物表面活性剂在有害赤潮治理方面的运用潜力,本论文以抑藻生物表面活性剂BA01为对象,分析其理化特性,探究其对有害赤潮原因种——赤潮异弯藻的抑藻机制,取得以下主要研究成果:(1)经鉴定,生物表面活性剂粗提物BA01中总蛋白含量约为6.2%,总糖含量约为14.1%,为非离子型表面活性剂;BA01经不同温度、盐度和pH处理后,仍保持较低的表面张力和较高的杀藻活性。(2)BA01对多数甲藻门、硅藻门和黄藻门的实验藻株均有良好的抑藻效果,对绿藻门和蓝藻门的实验藻株无明显杀灭效果,说明BA01具有专一性和选择性。用BA01处理赤潮异弯藻48h后,当终浓度为2.5μg/mL时,处理组抑藻率为24.49%,而当终浓度为15 μg/mL时,处理组抑藻率为97.76%,经计算,BA01半致死浓度为5.89 μg/mL。(3)在半致死浓度BA01胁迫下,藻细胞整体形态略有变化,AnnexinV/PI双染结果表明其磷脂酰丝氨酸外翻,细胞膜有轻微损伤,但细胞保持相对完整,细胞器结构完整,由于半致死浓度组的藻细胞形态完整,ROS水平持续保持较高值,抗氧化物质也持续保持较高活性,以清除细胞内过多的ROS,光合作用起初受到明显抑制,随后经过细胞自身修复,光合效率逐步回升,叶绿素和类胡萝卜素等光合色素含量下降至对照组50%左右。(4)全致死浓度组藻细胞细胞膜发生破裂,细胞器无法正常工作,细胞内容物流出,细胞裂解,抗氧化系统崩溃,无法清除细胞内的ROS,过多的ROS引起细胞膜膜脂过氧化,细胞内MDA含量显著升高,且藻细胞光合作用受到显著破坏,在高浓度表面活性剂胁迫下,藻细胞无法修复损伤,光合效率持续下降,光合色素含量仅为对照组的15%左右。
【图文】：

排油,发酵液,表面活性剂

３．１菌株Ｃ１产表面活性剂能力鉴定逡逑由于实验室保有的芽孢杆菌Ｃ１具有高效抑藻活性，且文献报道中，部分芽逡逑孢杆菌具有产表面活性剂潜力，因此，选择Ｃ１进行排油圈实验。由图３．１可知，逡逑与对照组相比，Ｃ１发酵液可形成明显排油圈，说明Ｃ１具有产表面活性剂的潜逡逑能，因此选择Ｃ１作为目标菌株。逡逑图３．１邋Ｃｌ发酵液排油圈逡逑（Ａ：未滴加发酵液；Ｂ：滴加Ｃ１发酵液）逡逑Ｆｉｇ．邋３．１邋Ｔｈｅ邋ｃｌｅａｒ邋ｚｏｎｅ邋ｏｆ邋ｓｔｒａｉｎ邋Ｃｌ邋ｓｕｐｅｒｎａｔａｎｔ逡逑（ＡｒＣｏｎｔｒｏｌ；邋Ｂ：Ｄｒｏｐ邋ｔｈｅ邋Ｃｌ邋ｓｕｐｅｒｎａｔａｎｔ）逡逑对Ｃｌ发酵液上清进行表面张力的测定结果为２７邋Ｎ／ｍ邋（ＬＢ培养基表面张力逡逑为４６Ｎ／ｍ），综合上述结果，判断Ｃ１具有产表面活性剂潜力，选择Ｃ１作为目标逡逑菌株进行后续实验，，将其所产表面活性剂命名为ＢＡ０１。逡逑３．２邋ＢＡ０１理化特性探究逡逑３．２．１邋ＢＡ０１稳定性逡逑图３．２为Ｃ１发酵液上清酸沉沉淀的冻干产物，为土黄色粉末。将其配置为逡逑浓度１邋ｍｇ／ｍＬ工作液，探究温度、盐度以及ｐＨ对其表面张力及抑藻效果的影逡逑响。逡逑２５逡逑

粗提物,表面活性剂,菌株,表面张力

图３．２菌株Ｃ１表面活性剂粗提物逡逑Ｆｉｇ．邋３．２邋Ｃｒｕｄｅ邋ｂｉｏｓｕｒｆａｃｔａｎｔ邋ｅｘｔｒａｃｔ邋ｏｆ邋Ｃｌ逡逑ＢＡ０１稳定性结果（如图３．３）表明，当处理温度低于６５°Ｃ时，其表面张力逡逑及抑藻活性保持稳定，与室温对照组持平，当处理温度大于８０°Ｃ时，表面张力升逡逑高，同时抑藻率下降，说明高温可能会对表面活性剂的结构造成一定破坏，并最逡逑终影响其活性。逡逑０邋Ｓｕｒｆａｃｅ邋Ｔｅｎｓｉｏｎ邋Ｓ邋Ａｌｇｉｃｉｄａｌ邋ａｃｔｉｖｉｔｙ逦ｊ逡逑ｉ：：丨｜邋Ｊ逡逑！：：：邋１逦１１邋ｉ＾ｓ逡逑２５逦３７逦５０逦６５逦８０逦１００逦１２１逡逑Ｔ邋ｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（邋°Ｃ）逡逑图３．３温度对ＢＡ０１表面张力及杀藻效果的影响逡逑Ｆｉｇ．邋３．３邋Ｔｈｅ邋ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ｔｅ
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X55

【参考文献】