纤细裸藻在不同培养系统下的细菌组成、差异研究

来源 :深圳大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangjianwu2008
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纤细裸藻(Euglena)是具有高附加值的微藻,其独有的副淀粉有助于消除人体的脂肪和胆固醇,并能增强免疫力,它还含有维生素、不饱和脂肪酸、氨基酸等人体必需的营养元素,可应用于化妆品、健康食品、药物及生物能源等多个领域。但裸藻的大规模培养仍然十分困难,其中一个原因是培养过程中大量的微生物滋生,因此研究裸藻的培养系统中微生物群体的组成和分布,成为防止病害,提高裸藻生物量的至关重要的科学问题。本研究利用16S rDNA高通量测序技术来研究不同培养系统中的微生物组成和分布,分析菌群丰度以及多样性变化,同时测定其中裸藻的生物量,为优化裸藻培养方式提供理论基础。并探讨了后续实验也初步探讨了青霉素、乳酸菌、酵母菌、光合菌和敞开式培养对于裸藻的生物量,染菌影响。具体研究结果如下:1)对比了常见的5种不同的光生物反应器(15L玻璃缸型、500L玻璃缸型、15L塑料桶型、60L柱式和500L管道光生物反应器)对裸藻生物量的影响,确定了玻璃缸型光生物反应器更加适合于裸藻大规模的培养。从细胞数、干重和副淀粉再到细菌镜检的结果,表现出不同光生物反应器的差异,其中柱式光生物反应器与管道光生物反应器由于其结构复杂,藻液难以充分流动,导致裸藻生物量较低,且镜检发现染菌严重,不适合于大规模的裸藻培养。这些结果表明,裸藻染菌可能与光生物反应器的结构有关,而采用玻璃缸型光生物反应器在一定程度上为后续提高裸藻生物量以及抑制细菌滋生提供了基础。2)16S rDNA测序结果表明,4种不同光生物反应器中中的细菌群落组成主要为蓝细菌(Cyanobacteria),而60L柱式光生反应器的主要细菌组成为变形菌(proteobacteria),其次是蓝细菌(Cyanobacteria),且多样性指数较大,这说明60L柱式光生反应器其中细菌多样性较大,更容易受到多种细菌的污染;差异分析显示,15L玻璃缸型、15L塑料桶型和500L玻璃缸型培养系统在组成上相似度较高,而60L柱式光生反应器和500L管道光生物反应器各成一类,这说明了不同光生物反应器在细菌层面是具有差异的。光生物反应器不同位置分析结果表明,反应器壁上细菌的多样性较大,与其他部位有明显差异,这说明同一光生反应器中也存在细菌分布的差异。对纯培养基以及自来水中菌类进行了提取以及测序,发现纯培养基中难以繁殖微生物,而自来水中的含有少量的微生物,却没有包含蓝细菌(Cyanobacteria),表明培养基和自来水不是导致裸藻染菌的主要因素。3)初步探讨了青霉素、乳酸菌、酵母菌、光合菌和敞开式培养对于裸藻生长的影响。青霉素实验发现在25μg/ml时能有效提高裸藻的生物量,这为后续大规模培养抑制染菌提供了思路。藻液中添加乳酸菌、酵母菌以及光合菌均能提高裸藻生物量,藻菌共生也能一定程度上抑制杂菌的生长。而敞开式培养裸藻将很大程度抑制裸藻的生长,这可能是空气中的细菌使得裸藻持续污染。综上所述,通过对不同光生反应器的裸藻培养筛选出了最佳的玻璃缸型光生物反应器,同时利用16S rDNA高通量测序技术探讨了裸藻培养系统的细菌组成、差异、以及细菌的可能来源,初步的提高裸藻生物量以及抑制细菌生长实验也为后续大规模培养裸藻的微生物污染的控制,生物量的提高理论基础,指明了实践的方向。
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