婁徹氏鏈霉菌（Streptomyces rochei）對銅綠微囊藻（Microcystis aeruginosa）的抑制作用

肖國娟 李春嶺 郭金龍 孫慶冬 田文芳

摘 要：為尋找安全高效的抑制藍藻方法，以婁徹氏鏈霉菌（Streptomyces rochei）為出發菌株，驗證了其在不同濃度（1×105個/mL、1×106個/mL、1×107個/mL）、不同溫度（25 ℃、35 ℃）、不同pH值（7、7.5、8）下對銅綠微囊藻（Microcystis aeruginosa）的抑制作用。結果表明，婁徹氏鏈霉菌在35 ℃、pH值為7.5～8時的抑藻作用較強，其合適的抑藻濃度為1×106～107個/mL。

關鍵詞：婁徹氏鏈霉菌（Streptomyces rochei）;銅綠微囊藻（Microcystis aeruginosa）;抑制

藍藻水華是水體富營養化后的常見現象之一。藍藻水華形成后可能向水體釋放有害藻毒素，對生活在其中的水生生物造成危害，進而通過生物富集作用對人體健康造成危害[1]。

微囊藻屬是湖泊藍藻水華發生時的常見種類，其發生發展與氮磷營養含量、氮磷比、水溫都有直接關系[2]。目前對藍藻水華的處理方式常用物理、化學或生物的方法。物理法工作量大，效果保持時間短;化學法容易造成殘留污染。隨著對藍藻水華的認識逐步加深，采用生物方法對藍藻進行處理的情況逐漸增多，近幾年其理論和實踐迅速發展。微生物法優點是效果持續時間較長，不會對水環境產生次生危害。對微生物進行抑藻的研究也逐漸增多，例如陳旭清等[3]對放線菌的抑藻效果進行了研究，張睿[4]對枯草芽孢桿菌的抑藻效果進行了研究。放線菌在自然界分布范圍非常廣泛，且初步研究表明具有良好的抑藻作用[3， 5]，故可作為抑制藍藻的備選菌種。放線菌因其抗菌譜廣、代謝產物豐富，所以被廣泛應用于農業種植和抗生素篩選上。而婁徹氏鏈霉菌（Streptomyces rochei）是新開發的一種生物防控放線菌菌株，目前主要用于農業方向的生物防治[6]，在水產上應用較少。本研究從溫度、濃度、pH值三個方面對婁徹氏鏈霉菌對銅綠微囊藻的抑制作用進行了研究。

1 材料與方法

1.1 菌株制備

采用婁徹氏鏈霉菌（Streptomyces rochei）N8729（以下簡稱N8729）作為試驗菌株，N8729由河北農業大學海洋學院海洋微生物資源保藏與應用工程技術中心提供，該菌株由爆發藍藻的池塘中獲得。N8729在改良馬鈴薯液體培養基中，32 ℃，160 r/min培養64 h，接種至麩皮培養基中，32 ℃培養3 d，鏡檢超過90%菌絲變為孢子，在40 ℃干燥至水分<10%，檢測活菌數后備用。

1.2 藻種

銅綠微囊藻由上海海洋大學生態與漁業實驗室提供。藻種于25 ℃、光照強度2 000 lx、光暗比12 h∶12 h條件下在人工氣候培養箱中預培養3～7 d，備用。培養基：NaNO3 150 mg，K2HPO4 4 mg，MgSO4·7H2O 7.5 mg，CaCl2·2H2O 3.6 mg，檸檬酸0.6 mg，檸檬酸鐵銨0.6 mg，EDTA 0.1 mg，Na2CO3 2 mg，A5溶液+Co溶液0.1 mL，蒸餾水99.9 mL。其中A5溶液+Co溶液：BO3 2.86 g，MnCl2·H2O 1.81 g，ZnSO4·7H2O 0.222 g，CuSO4·H2O 0.079 g，Na2MoO4·2H2O 0.390 g，Co（NO3）2·6H2O 0.049 g，蒸餾水1 000 mL 。

1.3 試驗設計

初始銅綠微囊藻濃度調整為1×105個/dL，加入不同重量的菌粉至終濃度分別為1×105個/mL（A1組）、1×106個/mL（A2組）、1×107個/mL（A3組），不加N8729的作為對照組（C組），pH值設定為7、7.5、8三個梯度，分別放在溫度為25 ℃、35 ℃的光照培養箱中培養7 d，每24 h取樣計數一次，記錄7 d內藻類生長情況及葉綠素濃度變化情況。以不加N8729的藻液作為對照。

N8729對銅綠微囊藻的抑制率按以下公式計算：

相對抑制率（%）=（1-試驗組的藻類密度/對照組的藻類的密度）×100

1.4 數據處理

使用R語言軟件[7]對試驗結果進行分析和繪圖，所有數據以平均值表示，各組間差異采用單因素方差分析，以P<0.05作為差異顯著水平。

2 結果與分析

2.1 不同濃度下N8729對銅綠微囊藻的抑制作用

由圖1可知，處理組（A1-A3）銅綠微囊藻的濃度在大約8 d達到高峰，之后逐漸下降;對照組（C組）銅綠微囊藻的濃度在8～10 d左右達到高峰，之后一直處于較穩定的狀態，濃度沒有明顯的變化。當N8729濃度由105增加到106時，對銅綠微囊藻的抑制效果也呈上升趨勢（P<0.05），但是當N8729濃度由106增加到107時，對銅綠微囊藻的抑制效果沒有明顯變化（P>0.05）。

2.2 不同pH值下N8729對銅綠微囊藻的抑制作用

由圖2可以看出，隨pH值增加，銅綠微囊藻的濃度增加，表明銅綠微囊藻適宜pH值較高的環境。與對照組相比，各處理組的銅綠微囊藻濃度均顯著降低（P<0.05），表明不同處理組的N8729均對銅綠微囊藻有抑制作用。

2.3 相對抑制率

從圖3可以看出，在25 ℃和35 ℃時N8729對銅綠微囊藻的抑制作用的趨勢是一致的。即首先是一個較高的抑制率，然后抑制作用逐漸減弱，在大約7～9 d的時候達到最低，然后抑制作用逐漸增強，并且持續上升。而且隨N8729的濃度增加，對銅綠微囊藻的抑制作用也增加。最大抑制作用出現在溫度為35 ℃時，抑制率75%。

3 分析與結論

隨著人類活動對自然水體的影響越來越大，藍藻水華的發生頻率也逐漸增大。而微囊藻屬是藍藻水華的主要種類之一。常用的針對藍藻的處理方法例如化學藥劑、物理清除等方法存在弊端，而微生物法因其安全、持久、高效等特點成為最引人注意的開發方向。目前對藍藻水華的防治中，采用的微生物主要包括枯草芽孢桿菌[4]、放線菌[8]等菌屬，研究重點是具有抑藻效果菌株的篩選和溶藻機理。本研究以前期篩選的N8729放線菌為出發菌株，驗證了其對銅綠微囊藻的抑制效果，與之前的研究結果相似[9]。根據圖2的結果，在pH值較低時，銅綠微囊藻的濃度也較低，提示我們在實際生產中，可以配合乳酸菌或其他調節pH值的方式一起使用，達到抑藻效果。從圖3可以看出，由于放線菌抑藻作用屬于生物之間的拮抗作用，而放線菌從進入水體到繁殖并產生可以抑藻的次級代謝物需要一個過程，根據試驗的結果，此過程大約需要一周。

從本研究的結果可以得出結論：35 ℃時N8729對銅綠微囊藻的抑制作用更強，建議的濃度為106個/mL數量級。本研究并未深入進行機理方面的探討，今后將進一步深入研究。

參考文獻：

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[3] 陳旭清， 張建華， 武晗琪， 等. 水體中放線菌的抑藻效果及抑藻機理[J]. 江蘇水利， 2019，（11）： 26-31.

[4] 張睿. 枯草芽孢桿菌對銅綠微囊藻抑制效果的研究[D].上海：上海海洋大學， 2015.

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Inhibition affections of Streptomyces rochei on Microcystis aeruginosa

Xiao Guojuan1，Li Chunling2，Guo Jinlong3，Sun Qingdong2，TIAN Wenfang4

（1. Marine and Fishery Bureau of Beidaihe New District， Qinhuangdao，Qinhuangdao 060300，China;2. Cangzhou Academy of agriculture and Forestry Sciences，Cangzhou 061000，China;3. Hebei Academy of marine and Fisheries Sciences，Qinhuangdao 060300，China;4.Pingshan County Agriculture Technology Extension Center，Shijiazhuang 050400，China）

Abstract：To find safe and effective inhibition methods for blue algea， the inhibition effect of Streptomyces rochei on Microcystis aeruginosa was tested with different density （1×105ind./mL， 1×106 ind./mL and 1×107 ind./mL），temperature （25 ℃ and 35 ℃）and pH value （7，7.5 and 8）. The results showed that under the condition of 35 ℃ and pH value 7.5 to 8， the inhibition effect of Streptomyces rochei on Microcystis aeruginosa was the strongest， and the optimal density was 1×106～1×107ind./mL.

Key words：Streptomyces rochei; Microcystis aeruginosa; inhibition

（收稿日期：2021-03-10）

作者簡介：肖國娟（1978-），女，工程師，主要從事水產微生物病害防治工作。E-mail：1158058933@qq.com。

通信作者：李春嶺（1976-），男，推廣研究員，主要從事水產養殖技術推廣工作。E-mail：272374802@qq.com。