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我国水体富营养化问题日趋严重,由此引发的有毒有害藻类水华及其分泌的藻毒素等严重威胁着人类和环境的安全。微生物防治具有成本低、效率高、不易产生二次污染和安全性强等优点,在藻和藻毒素的治理上更具有应用前景。本论文首先探究灵菌红素对铜绿微囊藻的作用特性和作用机制。其次成功分离出藻毒素降解纯种菌株a7,并研究其降解藻毒素的途径与机制。最后初步探索灵菌红素-藻毒素降解菌和粘质沙雷氏菌-藻毒素降解菌协同作用体系在抑制藻类和降解藻毒素上的综合效果。一、灵菌红素对铜绿微囊藻的作用及机制研究培养铜绿微囊藻至对数期后染毒,应用细胞计数结合流式细胞仪分析不同剂量灵菌红素对铜绿微囊藻生长抑制作用。1.25、2.50、5.00μg/mL灵菌红素染毒24h、48h,研究灵菌红素对ROS、SOD、DNA含量以及细胞内、外MCs的影响。灵菌红素染毒15d,观测藻密度及胞内、外MCs的变化。结果显示,灵菌红素染毒24h对铜绿微囊藻的ECso为2.76μg/mL。不同浓度的灵菌红素染毒24h后铜绿微囊藻的直径均明显大于正常细胞,细胞DNA含量均明显高于正常。2.50、5.00μg/mL灵菌红素染毒24h后,ROS显著升高,SOD显著降低。染毒后的铜绿微囊藻细胞膜的完整性存在不同程度的受损。灵菌红素抑制MC-LR的产生,2.50μg/mL时抑制效果最显著。染毒时间增加后,灵菌红素的抑制作用随之增强,胞外MC-LR浓度也逐渐升高。综上,灵菌红素能诱导细胞氧化损伤和增殖抑制,抑制铜绿微囊藻生长。灵菌红素短期抑制MC-LR的产生,长期作用后亦增加胞外MC-LR的释放量。二、太湖土著藻毒素降解菌的筛选及降解特性研究筛选藻毒素降解菌群,并对其16S rDNA V4区进行高通量测序,分析菌相构成及变化。通过16S rDNA鉴定分离获得的菌株a7。提取菌株a7的不同细胞物质,判断其降解物质来源。PCR扩增并测序菌株a7的mlr基因簇。通过HPLC和LC-TOF-MS分析MC-LR降解过程中的主要中间产物,初步探讨降解途径。结果显示,藻毒素的驯化培养中,具有藻毒素降解功能的细菌逐渐成为优势菌种。藻毒素降解菌株a7对藻毒素粗提液和标准品中MC-LR的平均降解速率分别约为0.60μg/(mLμh)和3.33μg/(mLμh)。经鉴定,菌株a7属于鞘氨醇单胞菌属(Sphingopyxis sp.)。菌株a7降解MC-LR的活性物质位于胞内,且不耐热。PCR扩增到mlrA、mlrC、mlrD基因。LC-TOF-MS检测到615.3398([M+H]+),315.1955 ([M+H-NH3]+)和283.1700 ([M+H-NH3-MeOH]+)的中间产物质子化离子。综上,菌株a7含有mlrA、mlrC、mlrD同源基因,降解活性物质可能是胞内酶,降解产物中存有Tetrapeptide、Adda和其他离子碎片。三、灵菌红素与太湖土著藻毒素降解菌协同控藻作用研究培养铜绿微囊藻至对数期,加入2μg/mL灵菌红素和1/5(v/v)藻毒素降解菌群,检测藻密度和胞外藻毒素,研究灵菌红素-藻毒素降解菌群的协同作用。继而,分别研究藻毒素降解菌群含量、灵菌红素浓度、温度、加入时间间隔对协同作用的影响。加入2.5μg/mL灵菌红素和不同体积菌株a7,研究二者协同作用效果及菌量影响因素。构建粘质沙雷氏菌-藻毒素降解菌群,粘质沙雷氏菌-菌株a7,粘质沙雷氏菌和LB试验及对照组,验证协同作用体系在模拟湖水中的作用效果。结果显示,灵菌红素和藻毒素降解菌群协同作用时,藻密度值最低,胞外MC-LR浓度逐步降低至检测限以下。1/5(v/v)藻毒素降解菌群含量,适宜的灵菌红素浓度,28-37℃,同时或优先加入藻毒素降解菌群能更高效地发挥协同作用。灵菌红素与菌株a7协同作用时,藻密度值最低,胞外MC-LR于第2天低于检测限,且菌株a7的用量很少。在验证体系中,LB组的藻密度明显高于其他组,各组的胞外MC-LR均逐渐降低至检测限以下。各组的TN、TP、TOC均呈现下降趋势。综上,灵菌红素或粘质沙雷氏菌与藻毒素降解菌协同作用,既能抑制藻类生长又能降解藻类释放的藻毒素。