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水环境中微囊藻毒素的微生物降解研究

作　者: 李祝
导　师: 杨劭
学　校: 华中师范大学
专　业: 微生物学
关键词: 水华微囊藻毒素提取好氧厌氧底泥微生物降解
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

水环境中微囊藻毒素（Microcystins,MC）的微生物降解是水环境MC消除的主要途径之一。目前分离纯化的MC降解菌还较少,且都是好氧菌,对水体底层和底泥中进行的MC厌氧降解的过程和机理的了解还非常缺乏。因此本研究通过优化天然水华蓝藻中MC提取方法,获得足够的MC进行实验,重点分析MC在水体中的好氧和厌氧降解速率,并从中国不同富营养化水体和底泥中分离主要降解菌特别是厌氧降解菌。本研究首先对采自武汉东湖水华蓝藻细胞中MC的提取方法进行优化。比较了不同极性提取剂对MC的提取效果,结果表明,5%乙酸溶液能最大限度地从藻细胞中提取出MC,而40%甲醇溶液相对与80%甲醇溶液和100%甲醇能够有效地从藻细胞中提取藻毒素异构体。本实验采用连续抽提法（先用5%乙酸溶液,然后用40%甲醇溶液）能最有效地从藻细胞中提取出藻毒素MC-RR和MC-LR,同时可省去调pH法去除藻胆蛋白的步骤,使整个提取过程更加简捷、快速。从富营养化水体中分离得到多株优势菌,各种优势菌株对MC都有一定的降解能力,说明MC降解菌是广泛存在的。优势菌株W-2号菌在不同MC浓度下,降解效率是不同的:在低浓度下(MC 2mg·L^-1)有较强的降解能力,七天内可降解63.5%;当MC浓度为10mg·L^-1时,降解效率降低,七天仅降解30%左右;在更高浓度下基本表现无降解能力。结果表明,在相同条件下,不同MC浓度下W-2号菌的降解效率是不同的,且浓度越低,降解越快,较高浓度的MC可能对细菌的生长有一定的抑制作用,进一步降低其降解能力。实验过程发现底泥微生物菌群比表层水体中微生物菌群对MC有更强的降解能力。通过分析分析了厌氧条件下中国11处湖泊底泥中的微生物对MC的降解,HPLC分析结果显示降解途径多样化。底泥释放到水中营养（TN、TP、COD）与降解能力成正相关。MC的降解主要与厌氧降解菌有直接关系,菌的生长及微生物种类、数量的不同都直接影响MC的降解转化。通过厌氧菌筛选实验,我们首次分离到一株具有较强降解能力的兼性厌氧细菌D7-1菌,经鉴定为肠杆菌科,变形菌属。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章文献综述  10-32
  1.微囊藻毒素的基本特性和毒性机理  10-15
    1.1 蓝藻水华及其毒素的危害  10-11
    1.2 MC的理化性质  11-12
    1.3 MC的病理与毒理学效应  12-14
    1.4 MC的监测及其安全性  14-15
  2.MC的提纯与检测分析方法  15-21
    2.1 MC的提纯  15-19
    2.2 MC的检测和分析方法  19-21
  3.MC在水体中环境的归趋  21-23
  4.MC在水环境中的生物降解  23-31
    4.1 微生物对MC的降解和转化  23-28
    4.2 鱼类对MC的降解和转化  28-29
    4.3 水生植物对MC的降解和和转化  29-30
    4.4 水生无脊椎动物对MC的降解和转化  30-31
  5.本文研究目的、内容及意义  31-32
第二章天然水华蓝藻中MC提取方法优化  32-39
  1.材料和方法  32-33
    1.1 蓝藻样品采集和处理  32
    1.2 MC标准样品及固相萃取柱  32
    1.3 MC的提取  32-33
    1.4 MC的检测方法  33
  2.结果与分析  33-36
    2.1 采集的蓝藻样品中MC的类型  33-34
    2.2 不同提取液中藻胆蛋白等细胞残留物的比较  34
    2.3 不同提取溶剂对MC-RR和MC-LR的提取效果  34-35
    2.4 抽提时间对MC含量的影响  35-36
  3.讨论  36-39
第三章富营养水体中MC好氧降解菌的筛选分离及降解能力研究  39-50
  1.材料和方法  39-41
    1.1 实验方案设计  39
    1.2 实验仪器  39-40
    1.3 水样的采集和处理  40
    1.4 MC的粗提与分析  40
    1.5 培养基的制备  40
    1.6 水样中优势菌株筛选  40-41
    1.7 水样中优势菌降解能力比较  41
    1.8 好氧降解菌的富集  41
    1.9 高效降解菌的分离与纯化  41
  2.结果与分析  41-47
    2.1 优势菌株的分离纯化及其降解能力研究  41-43
    2.2 好氧降解菌的筛选分离  43-46
    2.3 W-2号菌株降解能力研究  46-47
  3.讨论  47-50
第四章 MC在湖泊底泥中的厌氧生物降解及厌氧降解菌的筛选分离和鉴定  50-63
  1.材料和方法  50-52
    1.1 实验仪器  50
    1.2 底泥的采集和处理  50-51
    1.3 MC的粗提与分析  51
    1.4 底泥厌氧降解的生态模拟实验  51
    1.5 湖泊底泥干重测定  51
    1.6 模拟实验中降解液中初始TN、TP和COD的测定  51-52
    1.7 底泥高效降解MC的厌氧降解混合菌群的分离  52
    1.8 MC厌氧降解菌的分离  52
    1.9 MC厌氧降解菌降解能力的分析  52
    1.10 厌氧高效降解菌7-1菌株的鉴定  52
  2.结果与分析  52-61
    2.1 底泥厌氧生物降解MC的生态模拟实验  52-55
    2.2 底泥干重的测定  55-56
    2.3 模拟实验中降解液中初始TN、TP测定  56-57
    2.4 模拟实验中降解液中初始COD测定  57
    2.5 底泥高效降解MC的厌氧降解混合菌群的分离  57-59
    2.6 具有强降解能力的厌氧降解组D7号样单克隆分离  59-60
    2.7 厌氧条件下D7-1和D7-2菌对MC降解能力的分析  60-61
    2.8 D7-1菌鉴定  61
  3.讨论  61-63
参考文献  63-75
在读期间已发表和待发表的论文  75-76
致谢  76

水环境中微囊藻毒素的微生物降解研究

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