[發(fā)明專利]一株微小桿菌及其有效溶藻成分在控制藍(lán)藻水華中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410360194.6
• 申請(qǐng)日: 2014-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN104130960A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊虹;耿夢(mèng)馨;郭星亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N1/20
• 分類號(hào): C12N1/20;C02F3/34;C02F1/50;C12R1/01
• 代理公司: 上海旭誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境微生物領(lǐng)域，特別涉及一株具有溶藻活性的微小桿菌(Exiguobacterium?sp.)GLY-3109和分泌的有效溶藻成分3-芐-2,5-二酮哌嗪及其在藍(lán)藻水華控制中的應(yīng)用。?

背景技術(shù)

在海洋、湖泊和水庫中，藍(lán)藻可以形成水華和赤潮，從而影響和改變水的理化性質(zhì)，并且能直接和間接引起食藻動(dòng)物的大量死亡。特別是對(duì)于以湖泊水和水庫水為水源的飲用水生產(chǎn),藻類的危害更為嚴(yán)重。因此探索控制藍(lán)藻生物量和抑制藍(lán)藻水華發(fā)生的有效途徑是非常必要的。?

目前有一些水華治理方法，如物理法(機(jī)械除藻、電磁場(chǎng)除藻、超聲除藻)，化學(xué)法(投入Cu²⁺殺藻)等。但這些方法或者成本很高難以推廣，或者會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成次生破壞，均不太理想。由于物理方法和化學(xué)方法存在上述缺陷，而生物方法因其環(huán)保﹑經(jīng)濟(jì)等潛在優(yōu)點(diǎn)，受到越來越多的關(guān)注。針對(duì)藍(lán)藻的溶藻細(xì)菌(algicidal?bacteria)是一類可以直接(菌藻細(xì)胞接觸)或者間接(分泌胞外物質(zhì))抑制滅殺藍(lán)藻的細(xì)菌統(tǒng)稱，它們是淡水生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)減少藍(lán)藻的生物量，維持生態(tài)平衡具有重要作用。?

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于篩選高效溶藻細(xì)菌或分離富集溶藻細(xì)菌代謝產(chǎn)生的高效溶藻活性物質(zhì)，以開發(fā)微生物殺藻劑，用以安全和高效的控制藍(lán)藻水華問題。?

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中物理方法和化學(xué)方法處理成本太高或容易造成二次污染的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是尋找高效溶藻細(xì)菌及分離富集溶藻細(xì)菌代謝產(chǎn)生的高效溶藻活性物質(zhì)，用以安全和高效的控制藍(lán)藻水華問題。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一株具有溶藻活性的微小桿菌及其代謝產(chǎn)物在藍(lán)藻水華控制中的應(yīng)用。?

本發(fā)明提供了一株具從太湖水體中分離獲得的有溶藻活性的微小桿菌(Exiguobacterium?sp.)GLY-3109，該菌的形態(tài)為桿狀，1.1～1.2μm×1.4～3.2μm，革蘭氏陽性，以周生鞭毛運(yùn)動(dòng)。兼性厭氧。在營養(yǎng)瓊脂上菌落平坦，淡橙色，色素不擴(kuò)散。嗜堿，能在pH6.5～11.5生長?？梢岳闷咸烟恰⒄崽恰肴樘呛鸵恍┢?他糖產(chǎn)酸，主要產(chǎn)物是乳酸、乙酸和甲酸。該菌株接觸酶陽性，氧化酶陰性?？梢赃€原硝酸鹽，水解明膠、淀粉和酪素。最適生長溫度37℃。經(jīng)16srRNA基因序列分析和同源性比較，得知該菌株與GenBank中某微小桿菌菌株有99％的同源性，故鑒定為微小桿菌屬細(xì)菌，命名微小桿菌GLY-3109菌株。?

該菌種已經(jīng)保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏號(hào)CGMCC?No.8980，保藏日期為2014年3月28日。保藏機(jī)構(gòu)地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號(hào)院中科院微生物研究所，郵編：100101，電話：86-10-64807355。該菌種的16srRNA基因在GenBank中的登錄號(hào)是KC688875。?

進(jìn)一步地，本發(fā)明提供了上述微小桿菌GLY-3109在控制藍(lán)藻水華中的應(yīng)用。?

進(jìn)一步地，本發(fā)明微小桿菌GLY-3109在控制藍(lán)藻水華中的應(yīng)用方式可以是通過其發(fā)酵產(chǎn)物，包括發(fā)酵液、發(fā)酵液濃縮物、發(fā)酵液粗提物或發(fā)酵液提取物。?

微小桿菌GLY-3109發(fā)酵產(chǎn)物的制備步驟如下：?

1)、發(fā)酵微小桿菌GLY-3109菌株，獲得發(fā)酵液；?

2)、用萃取劑萃取發(fā)酵液，獲得萃取液；?

3)、將萃取液蒸干，獲得粗提物；?

4)、將粗提物溶于水后過濾；?

5)、將步驟4)過濾后的濾液進(jìn)一步提純得到多組分或單一組分的有效溶藻物質(zhì)，即為發(fā)酵液提取物。?

優(yōu)選地，步驟1)中，發(fā)酵條件為，微小桿菌GLY-3109接種于pH7.0的滅菌牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基中，28℃、220rpm環(huán)境條件下發(fā)酵48h。?

優(yōu)選地，步驟2)中，萃取劑為乙酸乙酯，萃取體系中乙酸乙酯與發(fā)酵液的體積比為1:1，混合后，放入振蕩器中振蕩24h，分離出的上層乙酸乙酯溶液即微小桿菌GLY-3109發(fā)酵液的萃取液。?

優(yōu)選地，步驟3)中，過濾為使用0.22μm孔徑濾膜過濾。?

優(yōu)選地，步驟4)中，進(jìn)一步提純手段為柱層析，具體為：將濾液通過半制備柱，用HPLC進(jìn)行初步純化，得到溶藻成分；將得到的溶藻成分通過分析柱，用HPLC進(jìn)行進(jìn)一步純化，得到具有溶藻活性的有效成分ES-1。?

微小桿菌GLY-3109的代謝產(chǎn)物中有效的溶藻成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)通過LC-MS和GC-MS分析獲得。?