一株高效溶藻菌株中提取的活性物质对有害赤潮藻中肋骨条藻的溶藻作用机理

来源 :第二十次全国环境微生物学学术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lijing2007110311
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  近年来,中肋骨条藻作为一种全球广泛分布的有害赤潮藻,经常形成大面积的赤潮灾害,严重威胁着海洋生物安全和海洋生态环境.中肋骨条藻赤潮爆发时会分泌大量的有害代谢产物,耗尽水体中的溶解氧,对海洋中其它生物正常生活以及海洋生态系统平衡的维持造成巨大威胁.因此,如何有效防治中肋骨条藻赤潮显得极为迫切.在众多防治策略中,“以菌治藻”因其具有高效、无毒、低成本等特点成为当前赤潮污染治理的研究热点.我们课题组分离到了一株可以高效杀死中肋骨条藻的细菌LY03,该菌株16S rRNA基因与菌株Chitinimonas taiwanensisLMG 22011相似性最高为96.02%,经鉴定其为Chitinimonas属中的一个新的模式种,命名为Chitinimonas prasina LY03.在前期的研究表明LY03是通过分泌抑藻活性物质杀灭中肋骨条藻.之后我们从菌体中萃取提纯出该活性物质,并鉴定其相对分子量为381,分子式为C24H35N3O.通过透射电子显微镜可发现,再加入终浓度0.2μg/ml的活性物质后,处理组藻细胞中的细胞器,特别是叶绿体的片层结构,发生了明显的扭曲与变形.同时细胞的空泡化逐渐加重,最终细胞只剩一个硅质壳.同时,在检测光合效率(Fv/Fm)与电子传递速率(ETR)的过程中,我们发现Fv/Fm和ETR都有明显下降,说明该活性物质对光合系统造成了一定影响.在检测Fv/Fm和ETR的同时,我们在前期密集取样检测ROS含量发现,藻细胞中ROS含量在lh内达到峰值.之后,在0,3,6,12,24,36,48h分别取样检测藻细胞中各种抗氧化酶的活性.结果 显示在活性物质作用藻细胞期间,超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)含量随着处理时间体现出不同增长趋势,其中POD在处理6h后已经达到对照组的6倍,SOD和CAT则在24h时达到处理组的4倍和8倍,处理组的GSH含量也在12h后达到对照组的2.5倍.说明0.2μg/ml的活性物质浓度使藻细胞长期处于较高的氧化压力下,对藻细胞造成较大的影响.但是由于藻细胞的总抗氧化能力(T-AOC)不足以抵抗藻细胞受到的氧化压力,藻细胞受到损伤,修复失败,最终死亡.综上,该物质终浓度0.2μg/ml就可以达到98%以上的杀藻率,是已经报道的拥有最高杀藻活性物质之一.该活性物质可以在终浓度0.2μg/ml情况下,引起中肋骨条藻细胞膜通透性的变化,进而引起藻细胞器变形、光合系统破坏以及细胞的氧化损伤.在之后的研究中,我们希望从细胞主要基因、蛋白表达探究活性物质溶解藻细胞的具体机制.
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