[发明专利]具有高效溶藻活性的短小芽孢杆菌及其应用

说明书

技术领域

本发明属于水体净化领域，涉及具有高效溶藻活性的短小芽孢杆菌及其应用。

背景技术

水体富营养化，即在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。这种现象在江河湖泊中称为“水华”，在海洋则称为“赤潮”。近年来，城市建设、工农业的快速发展、植被破坏造成的水土流失以及环境污染等致使自然水体水质急剧恶化，水体富营养化程度加剧，不仅极大地危害人类健康和其他生物安全，也给全球造成巨大的经济损失。在我国131个主要湖泊中，已达富营养程度的湖泊有67个，占51.2%。在39个代表性水库中，富营养程度的有12座，占30%。在五大淡水湖中，太湖、洪泽湖、巢湖已达富营养程度；鄱阳湖、洞庭湖目前虽维持中营养水平，但磷、氮含量偏高，正处于向富营养过渡阶段。富营养化水体中有害藻类最多的属蓝藻和绿藻，其中蓝藻门微囊藻的发生最为普遍，也是最为危害。它持续时间长；产生异味；消耗大量溶解氧，造成水生动物窒息死亡；释放微囊藻毒素，严重影响水环境质量和水体生态安全。因此，如何快速高效的控制和消除有害藻类污染，成为水环境领域亟待解决的热点问题。

目前，防范有害藻类水华、赤潮的基本指导思想是：尽量控制外源性营养物质输入；削减内源性营养物质的负荷，水华、赤潮暴发前后应及时抑藻和除藻；尊重自然规律，加强生态观念。主要方法有物理方法，化学方法，生物方法。物理方法如围隔栅栏、直接过滤法、人工和机械打捞等，虽方法简单，能直接清除水体中的藻类，不会产生二次污染等优点，但费时、费钱、操作困难，该方法的应用仅限于局部水域或小面积的景观水体。化学方法如化学试剂、凝聚剂沉淀、天然矿物絮凝等。它具有操作简单、效果较快、用量少的优点，但不可避免地将造成环境污染或生态平衡的破坏，造成二次污染。目前应用最广的杀藻剂是硫酸铜，主要用于水源水体。硫酸铜容易使藻毒素从藻细胞内释放入水体中，另外，铜离子容易积存，且积存时间长，对水体中的水生生物产生毒害作用。所以化学方法只能是一种特殊的应急措施。生物方法具有廉价、高效、安全、维持水体生态平衡等优势，目前已经成为水体富营养化治理研究的热点。国内外主要的生物控藻法分为：种群竞争及化感作用抑藻、水生动物吞噬除藻、微生物控藻等。随着微生物工程的崛起，其对人类社会的各个方面的影响也越来越深远。真菌、病毒、藻类、细菌等微生物成为调节有害藻类种群动态的重要潜在因子

在水生生态系统中，细菌和微型藻类是数量最多、分布最广的生物，菌藻关系在水生生态系统的碳、氮、磷循环和营养再生中都起着重要的作用。作为水生生态系统生物种群结构和功能的重要组成部分，溶藻细菌对维持藻类的生物量平衡具有非常重要的作用。利用溶藻细菌防治有害藻类已成为一个新的研究方向。目前，分离到的溶藻细菌中50%的菌株属于噬细胞菌属、黄杆菌属、拟杆菌属，45%属于γ‐变形菌门，其它的属于革兰氏阳性菌。

芽孢杆菌，隶属于革兰氏阳性菌，广泛存在于自然界中，形成的孢子具有很强的抗逆性，其能释放多种脂肽类化合物及聚酮类化合物等次生代谢物质，从而促进植物生长和抑制植物病原菌，是目前生防细菌中研究和应用较多的一类细菌。目前，对于芽孢杆菌在富营养化水环境中的有害藻类控制方面的运用还处于初始阶段。因此，寻找具有高效溶藻活性的芽孢杆菌菌株及对该菌株进行深入研究和应用具有深远的意义。

发明内容

本发明的目的是为克服物理和化学方法控制水华中的高成本、高难度和二次污染等问题，提供具有高效溶藻活性的芽孢杆菌菌株，将该菌株及其发酵液用于控制蓝藻水华。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

具有高效溶藻活性的短小芽孢杆菌NMCC46，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No3378，保藏日期为2009年11月2日。

短小芽孢杆菌NMCC46的形态、生理生化特点包括：革兰氏染色阳性细菌，细胞呈直杆状，产生球形或椭圆形芽孢，需氧或兼性厌氧，以周生鞭毛运动，无荚膜，多数溶血，通常过氧化氢酶阳性。

所述的短小芽孢杆菌NMCC46在控制蓝藻水华方面的应用。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

（1）短小芽孢杆菌NMCC46对铜绿微囊藻生长繁殖有很强的抑制作用，7d后抑藻率为97.45%。

（2）短小芽孢杆菌NMCC46的发酵上清液在终浓度5‰时就有很好的溶藻效果。