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溶藻细菌及溶藻化合物研究进展
焦彦凯;严小军;李小兵
【期刊名称】《工业微生物》
【年(卷),期】2018(48)4
【摘要】生物治理有害藻华因其具有无毒、高效、专一性强等特点,已成为富营养化水体治理的研究热点.本文从溶藻细菌种类、溶藻机制和溶藻化合物等三个方面对近十年已报道的溶藻细菌及其化合物的研究进展进行了归纳和总结,并探讨了溶藻细菌工业化应用研究中遇到的问题及其原因,据此提出了建议以期促进溶藻细菌的工业化应用研究.
【总页数】7页(P56-62)
【作者】焦彦凯;严小军;李小兵
【作者单位】宁波大学应用海洋生物技术教育部重点实验室,浙江宁波315211;宁波大学应用海洋生物技术教育部重点实验室,浙江宁波315211;石家庄学院化工学院,河北石家庄050035
【正文语种】中文
【相关文献】
1.溶藻细菌胞外溶藻活性物质分离的研究进展 [J], 王飞;李燕
2.溶藻细菌及其溶藻活性物研究进展 [J], 刘萍
3.溶藻细菌溶藻活性物质的研究进展 [J], 魏雅冬;王双侠;戴明;王广慧;张腾霄;李贺
4.一株溶藻细菌溶藻活性物质的成份及溶藻机制 [J], 杨丽丽;潘伟斌;李燕
5.溶藻细菌(B_5)的溶藻效果与溶藻特性的初步研究 [J], 吴为中;安成才;刘新尧;伍向弘;温东辉;石苗
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溶藻细菌及其溶藻活性物研究进展刘萍【摘要】利用溶藻细菌及其产生的溶藻活性物控制有害藻华是未来最有发展潜力的生物控制方法之一.对溶藻细菌类群、溶藻活性物、溶藻作用方式及溶藻机制进行综述,并在此基础上对溶藻细菌的研究进行展望.【期刊名称】《环境污染与防治》【年(卷),期】2016(038)009【总页数】7页(P86-92)【关键词】溶藻细菌;溶藻活性物;有害藻华;机制【作者】刘萍【作者单位】滨州学院资源环境系,山东滨州256600【正文语种】中文有害藻华(HABs)包括海洋赤潮和淡水水华，自20世纪70年代起，被公认为是世界范围的水生态污染问题之一。
当HABs发生时，水生态环境遭到严重破坏。
由于大量藻类死亡，消耗水体氧气，需氧生物因缺氧大量死亡，不仅严重危害到水产养殖业，与水体相关的旅游行业也受到牵连。
据统计，美国每年由于HABs造成的经济损失高达几十亿美元[1]。
不仅如此，迅速繁殖的有毒藻类会向水环境释放大量毒素，这些毒素可通过食物链进入人体，进一步对人类健康造成威胁。
HABs在全球范围内的发生率仍然在持续增长，发生HABs的水域包括海洋、湖泊以及内陆水库，比如非洲的维多利亚湖、北美洲的伊利湖、欧洲的波罗的海和亚洲的太湖等[2]。
因此，迫切需要有效且环境友好的措施来治理HABs。
早期的HABs 治理主要采用物理方法，如利用絮凝剂、黏土等，或进行人工打捞、挖掘[3-4]，但是物理方法对HABs发生面积较大的区域适应性不强。
而采用化学方法，如使用硫酸铜制剂、表面活性剂等[5-6]，会造成环境的二次污染。
近年来，考虑到生态环境等因素，环境工作者将研究重点转移至生态方法和生物方法，采用大型植物、浮游动物或微生物去除富营养化水体中的N、P等营养元素，达到预防及治理HABs的目的。
溶藻细菌具有种类多、繁殖快、分布广、代谢类型多样等特点，且专一性强、高效、二次污染低、环境友好、成本低廉，越来越受到环境工作者的重视；而其分泌的溶藻活性物也备受关注，越来越多的溶藻活性物被分离纯化，为溶藻仿生制剂的研发提供了新的契机。
doi: 10.12131/20190040文章编号： 2095 − 0780 −（2019）05 − 0126 − 07• 综述 •海洋溶藻菌的研究进展黄洪辉1，韩贝贝1, 2，张书飞1，吴风霞1（1. 中国水产科学研究院南海水产研究所，广东省渔业生态环境重点实验室，农业农村部南海渔业资源开发利用重点实验室，广东 广州 510300； 2. 上海海洋大学水产与生命学院，上海 201306）摘要： 有害藻华是公认的全球性海洋环境问题，严重影响海洋生态系统、水产养殖业以及人类健康，寻求一种有效的有害藻华治理方法一直是藻华研究领域的一个热点。
近年来有研究发现，某些海洋细菌可直接或间接抑制藻类生长，甚至裂解藻细胞，具有溶藻作用。
利用溶藻菌治理有害藻华可保持水体环境生态平衡，是一种较安全、高效的方法，具有广阔的研究和应用前景，已成为藻华研究领域的热点。
根据现有报道，文章主要概述了当前国内外有关溶藻菌种类、作用机理及应用方面的研究进展，并分析探讨了海洋溶藻菌领域基础研究以及应用研究方面未来的发展方向。
关键词： 有害藻华；溶藻菌；溶藻机理中图分类号： P 735文献标志码： A 开放科学（资源服务）标识码（OSID ）：Advance in marine algicidal bacteria researchHUANG Honghui 1, HAN Beibei 1, 2, ZHANG Shufei 1, WU Fengxia1(1. Guangdong Provincial Key Laboratory of Fishery Ecology and Environment , Key Laboratory of South China Sea Fishery Resources Exploitation & Utilization , Ministry of Agriculture and Rural Affairs ; South China Sea Fisheries Research Institute ,China Academy of Fishery Sciences , Guangzhou 510300, China ; 2. College of Fisheries and Life ,Shanghai Ocean University , Shanghai 201306, China )Abstract: As a notorious environmental issue, harmful algal blooms (HABs) severely threat the marine ecosystem, aquaculture andhuman health around the world. Therefore, it has been a research hotspot to develop a more environment-friendly and effective agents to control the HABs. In recent years, a lot of marine bacteria have been found to inhibit algal growth or lyse the algae through direct or indirect attacking. Utilizing marine algicidal bacteria to control HABs can maintain balance of water ecosystem. The algi-cidal bacteria show broad application prospects in HABs control because of its secure and high efficiency. In this paper, the develop-ment of algicidal bacteria, algicidal mechanism and their applications are summarized, and the future prospects in theoretical re-search and application fields are discussed.Key words: harmful algal blooms; algicidal bacteria; algicidal mechanism有害藻华(harmful algal blooms ，HABs)主要是由某些浮游生物在一定环境条件下迅速增殖而引起水体变色并对生物和环境产生危害的一种生态异常现象[1]。
溶藻细菌应用于生物杀藻剂的研究进展宁华;王琼瑶;程祖强【摘要】The research of algicidal bacteria highlights new biological control possibilities for harmful algal ing algicidal bacteria as algicide will become an effective measure to control harmful algal.Based on the previous research and work,research progress of algicidal active substance with application prospect and algicidal bacteria as biological algicide is reviewed.In addition,the development trend and applying prospect are also proposed,so as to provide a reference for application of algicidal bacteria and controlling of eutroplication.%溶藻细菌为有害藻类防治提供了新的生物对策,利用溶藻细菌制备生物杀藻剂可成为未来控藻的有效方式.根据现有的研究报道,对溶藻细菌所分泌的部分具有应用前景的溶藻活性物质,以及利用溶藻细菌制备生物杀藻剂的研究进展进行归纳总结,探讨了进一步的研究方向和应用前景,以期为进一步推动溶藻细菌的开发应用和水体富营养化的防治工作提供参考.【期刊名称】《净水技术》【年(卷),期】2017(036)009【总页数】7页(P27-33)【关键词】溶藻细菌;溶藻活性物质;生物杀藻剂;应用;研究进展【作者】宁华;王琼瑶;程祖强【作者单位】四川省自然资源科学研究院,四川成都610015;四川省自然资源科学研究院,四川成都610015;四川省自然资源科学研究院,四川成都610015【正文语种】中文【中图分类】X52水体富营养化引起了藻类的大量繁殖，导致了水华和赤潮的频繁爆发，严重恶化了水质，影响了水体的功能，甚至威胁到了饮用水的安全。
溶藻菌的分离及其对铜绿微囊藻溶藻特性的研究溶藻菌的分离及其对铜绿微囊藻溶藻特性的研究溶藻菌是一种能够降解藻类细胞壁并释放藻胞内物质的细菌，对于藻类生态系统的稳定性具有重要作用。
本文旨在介绍溶藻菌的分离方法，并研究其对铜绿微囊藻的溶藻特性。
通过这项研究，人们可以更好地认识溶藻菌的作用机制，进一步推动藻类生态系统的保护和修复。
首先，我们需要分离溶藻菌。
采样地点选择在铜绿微囊藻繁殖较为丰富的水域，如湖泊或水库。
采用传统的培养基，将水样接种于琼脂平板培养基上，培养出单菌落后进行纯化。
通过进行形态观察、生理生化检测以及基因测序等方法可以鉴定溶藻菌的种类。
最后，将纯化后的菌株保存以备后续实验使用。
接下来，我们研究溶藻菌对铜绿微囊藻的溶藻特性。
首先，在实验条件下培养出一定浓度的铜绿微囊藻。
然后，将不同种类的溶藻菌接种于含有铜绿微囊藻的培养基中，建立菌藻共生体系。
通过监测铜绿微囊藻生长的光密度、叶绿素含量以及细胞数目等指标，可以评估溶藻菌对藻类的溶解效果。
在实验过程中，研究人员发现不同溶藻菌对铜绿微囊藻的溶藻效果存在差异。
有些溶藻菌能够迅速降解铜绿微囊藻细胞壁，释放出藻胞内物质，限制藻类的生长。
而有些溶藻菌对铜绿微囊藻影响较小，甚至对其生长有促进作用。
这表明溶藻菌的种类和数量对藻类生态系统的影响非常重要。
此外，溶藻菌的溶藻机制也是研究的重点之一。
通过对溶藻菌分泌的溶藻酶进行分析，研究人员发现溶藻菌通过释放酶来分解藻类细胞壁，并吸收其中富含的营养物质。
这不仅揭示了溶藻菌的溶藻机制，也为微囊藻类繁殖的控制提供了一种新的思路。
综上所述，溶藻菌的分离及其对铜绿微囊藻的溶藻特性研究对于藻类生态系统的保护和修复具有重要意义。
通过深入研究溶藻菌的作用机制，人们可以寻找到一种更加有效的方法来控制藻类的繁殖，保护水域环境的健康。
此外，这项研究还为微生物资源的利用提供了新的途径，有助于推动生态学领域的研究和应用综合以上研究结果，溶藻菌对铜绿微囊藻的溶解效果存在差异，有些溶藻菌能够有效降解铜绿微囊藻细胞壁，限制藻类的生长，而有些溶藻菌对其影响较小甚至具有促进作用。
溶藻细菌的研究进展作者：林升钦上海交通大学生命学院研究生学号：0080809027摘要：藻类微生物的大规模爆发已成为一个世界性的环境问题。
关于如何治理这个问题，各国的科研工作者采取了许多不同的策略，也做了大量的科研工作，取得了一定的成就。
本文旨在介绍关于溶藻微生物以及溶藻物质的研究进展，并讨论微生物治藻的可行性。
为藻类大规模爆发问题的治理提供一定的建议，对于治藻方法的应用提供一种策略。
关键词：溶藻菌溶藻物质富营养化富营养化是一个全球性的、有着广泛影响的环境问题。
由富营养化引起的藻类短时间内爆发，产生了一系列问题。
在淡水中藻类短时间内大规模爆发的现象，称为“水华”，而在海水中则称为“赤潮”。
藻类的大规模爆发，对于水产业、供水系统和生态环境都造成严重的影响，更需注意的是，水体中的一些有毒藻类，如淡水中的微囊藻科（micrcystis）、海水中的甲藻门（Dinoflagellata）等类别中一些藻种，能够产生毒素，对水生动物和人有着毒害作用，这些情况已经有着很多的报道。
对于如何阻止藻类的大规模爆发，人们试行了很多的方法。
有物理法、化学法、生物法等。
物理法主要是控制水体中的一些营养盐的浓度，降低水体的富营养化程度，甚至使之变为中度营养化，如从源头上控制营养盐进入水体。
物理法是一个长期的工作，需要多方面的措施，对于短期内控制藻类爆发并没有太大的帮助。
化学法主要是往水体中投入硫酸盐、粘土等物质，短期内使藻类死亡或沉入水底。
这种方法有可能会造成后续的不可估计的生态破坏作用。
现在人们更多的把目光集中到生物方法上。
如种植水生植物、投入原生动物和鱼类、投放溶藻微生物等。
目前关于投放溶藻细菌方面已有着一些进展。
溶藻细菌（algicidal bacteria）是一类以直接或间接方式抑制藻类生长或杀死藻类、溶解藻细胞的细菌的统称。
有关溶藻细菌的报道最早的是粘细菌属（myxobacter）。
1924 年,Geitler报道了一株寄生在刚毛藻上、可使之死亡的粘细菌〔1〕。
Shilo 用几种从水塘中分离出来的粘细菌做溶藻试验, 测试的10 种蓝藻中有8 种被溶解。
Daft 从废水中分离出9 种粘细菌, 可溶解鱼腥藻、束丝藻、微囊藻以及多种颤藻〔2〕。
李勤生等也报道了粘细菌同蓝藻细胞相互接触, 导致藻细胞溶解的现象〔3〕。
已经发现的溶藻细菌很多属于γ-变形菌门（γ-Proteobacteria）。
K. H. Baker 等发现某种假单胞菌能分泌一种能够杀灭硅藻的高分子质量的热稳定化合物〔4〕。
A. Dakhama 报道铜绿假单胞菌产生一些低分子质量的扩散类吩嗪色素物质, 可以强烈溶解一些蓝藻和绿藻〔5〕。
S.W.Jung等人从韩国的一个水库中发现一株荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）能够杀死冠盘藻（Stephanodiscus hantzschii）。
（6）赵传鹏等从太湖梅梁湾水域放置的除藻中试反应器的人工介质上分离出一株假单胞菌,该菌在太湖中对微囊藻24 h 藻细胞溶解率为85.9%, 对微囊藻毒素LR(ML- LR) 也有较强的降解作用〔7〕。
L. Connio 等对澳大利亚南部的Huon 河口进行细菌种群调查时分离到一株交替假单胞菌Y, 对有害的水华藻类(Gymnodinium,Chattonella, Heteyosigm) 有溶解作用, 但是对某种骨条藻和蓝藻(Oscillatoria sp.) 不敏感〔8〕。
近年来, 国内外文献中陆续有一些其他溶藻细菌的相关报道, 主要有: 从日本海域分离出的具有溶藻效应的黄杆菌属〔9〕, 从武汉市的四个池塘分离出的分别属于葡萄球菌属、芽孢杆菌属、节杆菌属以及欧文菌的溶藻细菌〔10，11〕, 从海绵固定化微生物系统中分离得到的具有良好溶藻效应的红球菌〔12〕。
另外,报道的具有溶藻作用的细菌还有蛭弧菌属(Bdellovibrio bacterious) 、屈挠细菌属( Flexibacter) 、腐生螺旋体属( Saprospira sp.) 、杆菌(Bacillus) 、弧菌(Vibrio) 、产气单胞菌等〔9〕。
这些细菌多为革兰氏阴性菌, 它们的作用对象比较广泛, 既有蓝藻, 也有硅藻和甲藻。
由于溶藻细菌在自然水体中的比率较低, 采用传统方法分离比较困难, 加之环境因子的多变性、部分细菌溶藻能力的不稳定性〔4〕, 尤其是原先注重物理、化学方法杀藻除藻, 因此, 溶藻细菌的研究一直没有引起足够的重视。
近些年来, 湖泊水库富营养化引起的藻类过度繁殖的问题越来越突出, 在利用物理、化学和其他生物方法治理水华不甚理想的情况下, 溶藻细菌作为水华和赤潮防治的生物, 引起人们极大的关注〔13〕, 但国内对溶藻细菌的研究还不够重视, 目前仅处于起步阶段, 对于溶藻物质的研究尚属空白, 在分子生物学水平上对溶藻细菌研究更未涉及。
国外对溶藻细菌的报道不仅有溶藻细菌的分离、溶藻现象的描述以及溶藻细菌的生理生化鉴定, 溶藻细菌分子鉴定，同时对于溶藻物质的鉴定、基因定位也有着一定的研究。
Sun-Og Lee等人不仅鉴定出一株假交替单胞菌（Pseudoalteromonas）的溶藻物质是丝氨酸蛋白酶，同时克隆得到这种丝氨酸蛋白酶的基因。
（14）细菌溶藻的作用方式溶藻细菌的作用方式一般分为两种: 一是直接溶藻, 即直接进攻宿主, 它需要细菌与溶藻细胞直接接触, 甚至侵入藻细胞内; 二是间接溶藻, 即间接进攻宿主, 主要包括细菌同藻竞争有限营养或细菌分泌胞外物质溶藻〔15〕。
其中分泌胞外物质溶藻文献报道较多, 是溶藻细菌的主要作用方式。
研究溶藻细菌的作用方式不仅可以了解溶藻细菌的作用机制, 而且可以为分离和研制高效的杀藻剂提供理论指导。
直接溶藻细菌通过接触藻细菌来杀死藻的报道并不多，但也有着一些。
Y.-H. Kang等人发现一株恶臭假单胞菌通过直接溶藻方式杀死冠盘藻（Stephanodiscus hantzschii）。
（16）间接溶藻细菌可以通过释放特异性或非特异性的胞外物质, 如蛋白质、多肽、氨基酸、抗生素和羟胺等杀死藻细胞。
这类细菌常见的有弧菌、假单胞菌、黄杆菌、交替单胞菌,假交替单胞菌( Pseudoalteromonas) 等。
目前报道的细菌杀藻物质主要有以下几类。
1.蛋白质 Lee 分离的一株海洋细菌假交替单胞菌A28 ( Pseudoalteromonas sp. A28)能杀死骨条藻( Skeletonema costatum NIES2324) 。
纸片法检测(paper disk assay) 表明:A28 培养液上清具有强烈的杀藻活性。
将A28 的上清液用10 ,000Mw 的滤膜超滤所获得的浓缩上清液显示出杀藻活性, 这表明A28 能产生细胞外大分子物质杀藻。
100 ℃加热15 min 或68 ℃加热1h , A28 的上清液会失去杀藻活性, 检测表明浓缩的上清液有蛋白酶和DNase 活性。
采用诱变剂N2甲基2Np2亚硝基胍(NTG) 诱变后选育出两株无杀藻活性的A28 的突变株NH1 和NH2。
NH1 和NH2 的上清液中的蛋白水解酶活性要比A28 低15 %。
应用离子交换层析后通过制备凝胶电泳来纯化A28 的蛋白水解酶, 纯化的蛋白水解酶具有强烈的杀藻活性。
该蛋白水解酶为单体蛋白, 分子量约为50kD , N 末端的氨基酸序列经测定为Ala-Thr-Pro-Asn-Asp-Pro 。
用succinyl2Ala2Ala2Pro2Phe2p2nitroanilide 作为底物进行实验, 结果表明该蛋白酶的最适pH 和最适温度分别为818 和30 ℃。
其活性能被苯甲基磺酰氟(PMSF , 一种Ser 抑制剂) 、二异丙基氟磷酸(DFP) 、抗蛋白酶、胰凝蛋白酶抑制剂和亮抑酶肽强烈抑制。
而EDTA、EGTA、邻二氮杂菲、四乙烯五胺, 对它则没有明显抑制作用。
这些结果表明A28 能产生一种胞外丝氨酸蛋白酶杀藻[17]。
2.多肽 Imamura 从Biwa 湖采集的含微囊藻的水样中分离一株细菌, 通过16S rDNA序列分析及分类研究, 将其归类于鞘氨醇单胞菌属( Sphingomonas sp. ) , 该菌株能够分泌一种对微囊藻有强烈杀灭活性的五肽argimicin A , 分子式为C32 H62N12O8。
它在12 μg/mL 和100μg/mL 时分别对绿色微囊藻( Microcystis viridis NIES2102) 和铜绿微囊藻( M.aeruginosa NIES2298) 有着很强的杀藻活力。
但对大肠杆菌( Escherichia coliIAM12119) 、枯草杆菌( Bacillus subtilis IFO3027) 、小球藻( Chlorella vulgaris IAMC227) 无效果。
(18)3．氨基酸 Yoshikawa 从日本西南的一些岛(Yap , Palau , Okinawa) 采集水样分离细菌, 进而筛选具有抗蓝藻活性的细菌。
在供试的2594 株分离细菌中, 有37 株能产生抗颤藻( Oscillatoria amphibia NIES2361) 的物质。
其中的一株C2979 , 经鉴定为Vibrio sp. ,将其培养在2.4 L 的海洋肉汤2216 培养基中, 用来鉴定该菌产生的生物活性物质。
通过仪器分析以及应用高级Marfey 法, 确定了这种被纯化的强亲水性化合物为β-氰基-L-丙氨酸(L-CNAla) 。
这是首次报道细菌在没有供应氰离子的培养基中产生了β-氰基-L-丙氨酸。
该化合物不抑制细菌、酵母菌和真核微藻的生长, 但发现一些蓝藻对0.4-25μg/mL 的该化合物敏感。
用薄层层析法检测了37 种能产生抗蓝藻物质的分离细菌在海洋肉汤中是否产生β-氰基-L-丙氨酸, 结果表明其中的36 株细菌的培养物中含有β-氰基-L-丙氨酸, 这表明海洋细菌的β-氰基-L-丙氨酸产物是广泛分布的[9 ] , 该化合物可能是影响海洋藻类种群动力学的一个重要因素。
几年之后，Yoko Yamanoto等人发现一株链霉菌分泌的L-lysine能够裂解蓝藻。
【19】4．抗生素 Dakhama 发现一株铜绿假单胞菌能释放低分子量, 热抗性物质, 对供试的绿藻和蓝藻的生长有强烈的抑制作用。
这种杀藻物质对不同的酶都具有抗性, 在避光条件下, 于4 ℃的琼脂中保存3 个月后仍有活性。
铜绿假单胞菌可产生一系列抗生素物质, 例如不同的吩嗪色素, PYO (脓) 化合物, 糖脂类等。
经检测表明铜绿假单胞菌通过释放琼脂扩散性吩嗪色素对宿主藻类的生长起抑制作用。
绿脓素和一种未鉴定的浅蓝色素对宿主藻类的生长没有效果, 而12羟基吩嗪和氧绿菌素却有强烈的抗藻活性[5 ]。
