專利名稱：一種可抑制水中游離或成膜微藻的微生物抑藻劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微生物學(xué)和生物技術(shù)，特別是一種用于抑制水體中微藻生長的微生物抑藻劑及該抑藻劑的制備方法。
背景技術(shù)：
微型藻類(微藻類)大量生長導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)社會問題。微藻類可以以兩種形式存在懸浮(浮游生物)形式或者生物膜(“墊子”)形式。這兩種形式的微藻類的生理生化特征差異很大。工業(yè)生產(chǎn)、家庭生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的污水未經(jīng)處理即排放導(dǎo)致了自然界的水體污染，引起各類微藻的生長，其中首當(dāng)其沖就是藍(lán)綠細(xì)菌(藍(lán)細(xì)菌)的大量生長。水體中大量微藻類生長會導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境災(zāi)難性后果，如形成三維結(jié)構(gòu)的生物膜(“墊子”)， 即水華。水華發(fā)生后可伴隨著大量微藻死亡、毒素積累、氧氣消耗方式的改變和腐敗氣味的出現(xiàn)。微藻類膜的各種成分在分解和腐爛的過程會伴隨著一些毒素化合物(例如酚類、吲哚和糞臭素等)的釋放，而大量微藻類死亡可導(dǎo)致水中氧氣不足從而引起大量好氧微生物死亡以及魚類死亡。某些微藻類甚至可產(chǎn)生多種特有的毒素，包括神經(jīng)毒素和肝毒素，對人和動物健康造成極大危害。目前還沒有發(fā)現(xiàn)或研究出針對微藻類毒素的解毒劑。微藻類還會引起諸多過敏性疾病。與全球氣候變暖相關(guān)的全球性微藻類循環(huán)已帶來世界性難題。由微藻過度生長引起重大的經(jīng)濟(jì)損失和微藻類毒素對環(huán)境的影響都迫切要求我們采取措施抑制微藻類過度生長和監(jiān)測水生生態(tài)系統(tǒng)。目前已有多種物理、化學(xué)和生物方法來抑制微藻類生長。紫外照射、超聲和水電解都被用于產(chǎn)生抑制微藻類生長的條件，包括干擾微藻類生長或破壞已形成的微藻類群落(“墊子”)。對有水華的水體進(jìn)行紫外照射和超聲處理相當(dāng)有效，但它們會導(dǎo)致包括PH降低、水體中總氮、磷的含量減少和水溫升高等不良后果。 另外，水電解成本太高，且不宜大規(guī)模應(yīng)用。化學(xué)除草劑(如敵草隆、西瑪律、阿特拉嗪等)可減少藻類數(shù)量，但對水體和生物共生的負(fù)面影響實(shí)際上排除了其應(yīng)用的可能性。這些負(fù)面影響包括缺乏選擇性、致命、致突變和致畸效應(yīng)。利用細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物開發(fā)的生物抑藻劑可抑制水體中的微藻類生長，研究證明這個方法是可行的?，F(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)某些菌株可抑制微藻類生長，但源于細(xì)菌的微生物抑藻制劑未見報(bào)道。發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于獲得一種可以抑制水體中各種形式微藻生長的微生物抑藻劑。本發(fā)明的另一目的在于獲得一種由活力因子——側(cè)孢芽孢桿菌VKPMB-10531 [拉丁文名稱Brevil3acillus Iaterosporus 16-336 ；保藏單位俄羅斯國家工業(yè)微生物保藏中心(簡稱VKPM)；地址俄羅斯聯(lián)邦莫斯科多羅日1號胡同1號；保藏日期2010年2月 25日；保藏編號VKPM B-10531]與膨脹珍珠巖顆粒載體組成的微生物抑藻劑“Algaelat”的制備方法，其初始質(zhì)量比為4 1，經(jīng)干燥制備完成后質(zhì)量比為3 2。Algaelat可抑制水環(huán)境中浮游微藻生長及微藻生物膜的形成。發(fā)明人經(jīng)過研究獲得了微生物抑藻劑Algaelat制備方法首先、對側(cè)孢芽孢桿菌VKPM B-10531進(jìn)行培養(yǎng)，將側(cè)孢芽孢桿菌VKPM B-10531在 NBY培養(yǎng)基中培養(yǎng)；其所用培養(yǎng)基組分(質(zhì)量比％ )為營養(yǎng)肉湯0. 8 ；酵母提取物0. 3 ；適量的水；制備固體瓊脂培養(yǎng)基時，添加2. 0%瓊脂于NBY液體培養(yǎng)基中。其次，選擇合適的固定活力因子的載體；經(jīng)過反復(fù)研究選用膨脹珍珠巖顆粒為固定Algaelat活力因子(即側(cè)孢芽孢桿菌VKPM B-10531培養(yǎng)物)的載體。珍珠巖顆粒源于經(jīng)900-1200°C高溫加工的天然巖石，具有質(zhì)輕、多孔、珍珠白等特性，顆粒大小約 0. 16-0. 25mm，堆積密度為75到100-150kg/m3。膨脹珍珠巖顆粒是一種天然材料，具有開發(fā)微生物抑藻劑所必須的特性無菌、化學(xué)惰性、質(zhì)輕、快速處理、不可燃、不被生物分解、無污染。珍珠巖砂不易被分解，透氣性、透水性好，吸收能力強(qiáng)，可吸收400%重量的水。膨脹珍珠巖顆粒具有良好的浮力特性，這使微生物抑藻劑可長期保持在水體表面，從而使其長期保持活力。第三，微生物抑藻劑Algaelat的組成選用側(cè)孢芽孢桿菌發(fā)酵液和固定載體膨脹珍珠巖顆粒組成，發(fā)酵液包括芽孢、營養(yǎng)細(xì)胞(8X108到l-2X109cfu/ml)和代謝產(chǎn)物。微生物抑藻劑Algaelat具有易儲存、運(yùn)輸、體積穩(wěn)定、不可壓縮使其在水中表現(xiàn)出殺藻活性的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明，但不應(yīng)理解為是對本發(fā)明的限制。實(shí)施例1殺藻菌側(cè)孢芽孢桿菌的培養(yǎng)將50-100ml NBY培養(yǎng)基(pH7. 0)在120°C、0. 8個大氣壓下滅菌30min后，置于 750ml無菌細(xì)口瓶，冷卻至20°C。側(cè)孢芽孢桿菌接種于培養(yǎng)基后30°C、250rpm/min培養(yǎng)16h， 獲培養(yǎng)物5-10ml。鏡檢確保無污染，培養(yǎng)產(chǎn)物濃度通過瓊脂培養(yǎng)基檢查，細(xì)胞數(shù)目應(yīng)達(dá)到 109cfu/mlo實(shí)施例2微藻培養(yǎng)對有無固氮能力的微藻均適用。固氮微藻菌株采用Anabaena sp. 5781 (來自列寧格勒州立大學(xué))和Nostoc sp. A-IO (來自IMET菌種保藏中心)。微囊藻Microcystis aeruginosa 562和905菌株購于中科院水生生物研究所(中國武漢)。Anabaena和Nostoc 用改良培養(yǎng)基BG-Il培養(yǎng)，M. aeruginosa 562和905則用B-12培養(yǎng)基培養(yǎng)。微藻在加有 IOOml培養(yǎng)基的250ml細(xì)口瓶中培養(yǎng)，培養(yǎng)條件20°C密閉培養(yǎng)、連續(xù)光照2周。LBU-30白日光燈提供40 μ Hi0InT2s-1PAR的光照。實(shí)施例3抑藻劑的制備按照實(shí)施例1培養(yǎng)后的側(cè)孢芽孢桿菌發(fā)酵液與膨脹珍珠巖顆粒(質(zhì)量比為25% ) 混合后在40°C干燥16h。所得粉末在室溫儲存于密閉容器中，以防吸濕。實(shí)施例4實(shí)驗(yàn)室條件下測定Algaelat的殺藻活力Algaelat 力口入至Ij Nostoc、Anabaena 或 Microcystis 的培養(yǎng)物中，室溫 96h 內(nèi)測定其殺藻活力。Algaelat與培養(yǎng)物比例為1 5。殺藻活力由殘留培養(yǎng)混合物在590nm下吸光度值計(jì)算得到(ODR) = (0DT/0D0) X 100ODO 起始時刻的吸光度值；ODT 培養(yǎng)T小時后的吸光度值由于微藻會產(chǎn)生一些色素(葉綠素、類胡蘿卜素、青色素)，殺藻活力也可根據(jù)培養(yǎng)混合物顏色的變化來評價(jià)。培養(yǎng)混合物褪色表明微藻溶解。微藻溶解也可通過顯微鏡確認(rèn)。表1實(shí)驗(yàn)室條件下Algaelat對不同藻類的殺藻活力
權(quán)利要求
1.一種可抑制水中游離或成膜微藻的微生物抑藻劑，由側(cè)孢芽孢桿菌發(fā)酵液與載體膨脹珍珠巖顆粒混合吸附后組成。
2.如權(quán)利要求1所述的微生物抑藻劑，其特征在于側(cè)孢芽孢桿菌發(fā)酵液與載體膨脹珍珠巖顆粒按照質(zhì)量比4 1的比例混合，干燥后質(zhì)量比為3 2。
3.如權(quán)利要求1所述的微生物抑藻劑的制備方法，其步驟如下1)將50-100mlNBY培養(yǎng)基(pH7. 0)在120°C、0. 8個大氣壓下滅菌30min后，置于 750ml無菌細(xì)口瓶，冷卻至20°C;側(cè)孢芽孢桿菌接種于培養(yǎng)基后30°C、250rpm/min培養(yǎng)16h， 獲培養(yǎng)物5-10ml ；鏡檢確保無污染，培養(yǎng)產(chǎn)物濃度通過瓊脂培養(yǎng)基檢查，細(xì)胞數(shù)目應(yīng)達(dá)到 109cfu/ml ；2)前述培養(yǎng)后的側(cè)孢芽孢桿菌發(fā)酵液與膨脹珍珠巖顆粒(質(zhì)量比為25%)混合后在 40°C干燥16h，所得粉末在室溫儲存于密閉容器中，以防吸濕。
4.如權(quán)利要求1所述的微生物抑藻劑，其用于抑制浮游狀的藍(lán)綠藻(藍(lán)細(xì)菌)中的念珠藻、魚腥藻和微囊藻的用途。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可抑制水中游離或成膜微藻的微生物抑藻劑Algaelat，它可抑制水中浮游微藻的生長及微藻生物膜的形成；本發(fā)明還公開了該微生物抑藻劑Algaelat由側(cè)孢芽孢桿菌VKPM B-10531與膨脹珍珠巖顆粒載體混合組成，其初始質(zhì)量比為4∶1，干燥制備完成后質(zhì)量比為3∶2；該微生物抑藻劑Algaelat可抑制浮游微藻生長及微藻生物膜形成，導(dǎo)致水體顏色褪變，直至褪色；顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)微藻細(xì)胞出現(xiàn)溶解；Algaelat的殺藻活力通過殘余光密度值檢測發(fā)現(xiàn)對Algaelat最為敏感的是浮游狀的念珠藻、魚腥藻和微囊藻，它們屬于藍(lán)綠藻(藍(lán)細(xì)菌)；Algaelat對生物膜的完全裂解需要更長時間。
文檔編號A01P13/00GK102308852SQ20101021453
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月1日
發(fā)明者馮甦, 孫群, 安拉托尼·庫澤, 張 杰, 納塔利亞·庫澤那塔索娃, 魯?shù)婪颉ぐ韶惪▉?申請人:俄羅斯國家工業(yè)微生物遺傳和育種科學(xué)研究所, 四川大學(xué)