微藻对常用抗生素敏感性的研究进展_麻晓霞
微藻处理含抗生素类废水研究进展
微藻处理含抗生素类废水研究进展微藻处理含抗生素类废水研究进展近年来,随着现代农牧业的发展和抗生素的广泛使用,废水中含有抗生素类物质的问题日益严重。
传统的废水处理方法往往无法有效去除废水中的抗生素类物质,而且传统的废水处理方法本身也存在着一定的环境问题。
而微藻作为一类广泛存在于自然环境中的生物,具有较强的生物吸附能力和潜在的生物降解能力,因此被广泛研究用于处理含抗生素类废水。
微藻对于抗生素类废水的处理,主要有两个方面的研究:一是微藻的吸附能力,即微藻通过吸附的方式去除废水中的抗生素类物质;二是微藻的降解能力,即微藻通过代谢、降解废水中的抗生素类物质。
在微藻的吸附能力方面,研究者们发现,不同种类的微藻对抗生素类物质的吸附能力不同。
例如,一些研究表明,蓝藻对四环素类抗生素具有较高的吸附能力。
而其他一些微藻,如绿藻、硅藻等,也具有一定的吸附能力。
此外,研究者们还发现,微藻的吸附能力与废水中抗生素类物质的浓度、微藻的生长状态等因素也有一定的关系。
在微藻的降解能力方面,研究者们发现,微藻在一定条件下可以通过代谢和降解废水中的抗生素类物质。
一些研究表明,微藻可以通过吸收废水中的抗生素类物质,并通过酶的作用将其降解分解为无毒的物质。
此外,一些研究还发现,微藻的降解能力与微藻的种类、光照强度、温度等因素也有一定的关系。
除了微藻的吸附和降解能力外,还有一些研究者对微藻的生长条件和处理效果等进行了研究。
研究表明,微藻的生长受光照、温度、废水中氮、磷等营养物质的影响。
一些实验发现,合适的光照强度和温度可以提高微藻的生长速度和生物吸附能力,进而提高微藻处理废水的效果。
此外,适当调节废水中的氮、磷等营养物质浓度,也可以改善微藻的生长和废水处理效果。
总体来说,微藻作为一种潜在的抗生素类废水处理生物,具有较强的吸附和降解能力。
然而,目前对于微藻处理含抗生素类废水的研究还处于初级阶段,仍需进一步深入研究。
今后的研究可以从以下几个方面展开:一是深入研究不同种类的微藻对抗生素类物质的吸附和降解能力;二是优化微藻的生长条件,提高微藻的吸附和降解能力;三是研究微藻处理废水的机理,进一步探究微藻的吸附和降解过程;四是研究微藻处理含抗生素类废水的经济效益和环境效益。
微藻对氯霉素敏感性研讨
微藻对氯霉素敏感性研讨微藻对氯霉素敏感性研讨预读: 摘要:最新杂志:云南师范大学学报·英语知识西安外国语学院学报外语与翻译天津外国语学院学报山东师大外国语学院蒙古语言文学海外华文教育中国文化遗产郑和研究炎黄春秋新疆钱币近年来,能源短缺和环境污染问题日趋严重,因此,开发一种绿色可持续的替代性能源具有重要意义.生物柴油以其突出的环保性和可再生性特点成为世界各国政府和科学家关注的焦点[1].微藻生长速度快、光合效率高、适应能力强,能大量积累储藏性三酰甘油(TAG),被作为制备生物柴油的理想原料.目前,国内外对微藻生物柴油的研究主要集中在富油微藻的筛选和优化培养等方面[2-5].通过基因工程和诱变等手段是选育高品质能源微藻较为理想的途径和手段.在诱变育种工作中,突变株的筛选是关键.抗生素抗性筛选法因其简单、快速有效而广泛用于微生物的诱变育种中[6].在微藻诱变育种研究中,亦有关于微藻对抗生素的敏感性报道[7,8],但不同微藻对抗生素的敏感性不同.本实验室前期研究证实绿藻栅藻(Scenedesmussp.)、斜生栅藻(Scenedesmusobliquus)和爪哇栅藻(Scenedesmusjavaensis)具有高效产油潜力,另3种土壤真眼点藻(Eustigmatos)生物量高,具有重要的经济价值[9,10].本文以6种微藻为研究对象,首次研究了这6种微藻对氯霉素和硫酸新霉素的敏感性,旨在获得适合筛选这6种微藻突变株的抗生素,为经济微藻的藻种选育提供依据.1材料与方法1.1材料1.1.1实验材料实验所用的3种绿藻(斜生栅藻(Scenedesmusobliquus)、栅藻(Scenedesmussp.)、爪哇栅藻(Scenedesmusjavaensis)和3种真眼点藻[波氏真眼点藻(Eustigmatospolyphem)、魏氏真眼点藻(Eustigmatosvischeri)、点状魏氏藻(Vischeriapunctata)]由暨南大学水生生物中心微藻生物能源与生物技术实验室保藏.1.1.2试剂氯霉素和硫酸新霉素均购自Sigma公司,配制50mg•mL-1抗生素母液放置冰箱中4℃保存.1.1.3仪器血球计数板(上海求精生化试剂仪器有限公司);光学显微镜(日本尼康公司).1.1.4培养基BG-11液体培养基;固体培养基在液体培养基中加入1.5%的琼脂.1.2方法1.2.1微藻培养方法采用BG-11培养基培养,培养温度为(24±1)℃,光照强度约为20μmol•m-2•s-1,24h持续光照.将保种的藻种每6d进行一次继代培养,活化3次,每天摇瓶3~5次,待进入对数生长期,用于抗生素敏感性实验.1.2.2微藻对抗生素敏感性测定方法1.2.2.1藻液细胞计数法———血球计数板法取对数生长期的藻液调整细胞密度至2.5×106•mL-1,按20%的接种量接入到100mL锥形瓶中,分别加入不同浓度的抗生素(表1,抗生素浓度梯度由预实验确定),每个浓度设置3个平行组,光照培养.每24h取样,血球计数板计数,测定细胞数目,并观察藻液颜色变化.1.2.2.2微藻细胞固体平板培养法不同浓度抗生素的固体培养基中,每个浓度设3个平行组,培养3w,观察记录微藻生长状况.1.2.3数据统计与分析用SPSS17.0对处理组和对照组数据进行组间差异性分析.2结果与分析2.1液体培养6种微藻对2种抗生素的敏感性2.1.1液体培养6种微藻对氯霉素的敏感性在抗生素敏感性试验中,实验浓度范围内氯霉素对3种真眼点藻的生长均无明显的影响,显微镜下观察,藻细胞形态并无明显差异(图1a,b,c),说明3种真眼点藻对氯霉素均不敏感.氯霉素对栅藻、斜生栅藻和爪哇栅藻的生长具有较强抑制作用,10μg•mL-1的氯霉素即可抑制3种绿藻的生长(图1d,e,f).在加入氯霉素培养的前2d,氯霉素对这3种绿藻生长无明显抑制作用(P>0.05);从第3d开始,氯霉素对3种绿藻的抑制作用加强,与对照组相比氯霉素处理组细胞密度显著下降(P<0.05),藻液发白.镜检氯霉素浓度≥10μg•mL-1时,栅藻、斜生栅藻和爪哇栅藻中均有一些细胞已经死亡;栅藻培养液中出现细胞变小的现象.2.1.2液体培养6种微藻对硫酸新霉素的敏感性由图2a、b、c可知,在所选抗生素浓度范围内,3种真眼点藻对硫酸新霉素都不敏感.对于3种绿藻来说,不同浓度硫酸新霉素对其生长有不同的效应(图2d,e,f).浓度10~100μg•mL-1硫酸新霉素对栅藻生长有显著促进作用(P<0.05),50μg•mL-1硫酸新霉素刺激效应最明显,细胞密度高达7.8×106•mL -1,比对照组提高了70%;而200μg•mL-1硫酸新霉素对栅藻生长有显著抑制效应(P <0.05),镜检该浓度处理组细胞多为畸形分裂细胞(其它组未见此现象),可见高浓度硫酸新霉素抑制了栅藻细胞分裂繁殖.10~100μg•mL-1硫酸新霉素对斜生栅藻的生长没有明显作用(P>0.05),其生长曲线与对照组几乎重合;200μg•mL-1的硫酸新霉素使斜生栅藻的生长受到明显的抑制,细胞密度明显低于对照组(P<0.05),显微观察藻细胞已大量死亡.低浓度(10μg•mL-1)硫酸新霉素能促进爪哇栅藻生长,细胞密度是对照组的1.5倍,高浓度(200μg•m L-1)抑制生长,且差异性显著(P<0.05).2.2固体培养6种微藻对2种抗生素的敏感性2.2.1固体培养6种微藻对氯霉素的敏感性通过比较6种微藻在氯霉素固体培养基中的藻落数目,可以看出斜生栅藻对氯霉素最敏感(表2).氯霉素浓度为20μg•mL-1时,斜生栅藻培养13d后有零星藻落长出,说明该浓度氯霉素对斜生栅藻生长有明显的抑制作用,但未能完全抑制其生长;氯霉素浓度为50μg•mL-1则完全抑制其生长,培养3w后,仍未有藻落出现.栅藻、爪哇栅藻、点状魏氏藻和魏氏真眼点藻对氯霉素较为敏感,20μg•mL-1氯霉素对这4种藻株生长有一定的抑制作用,浓度50μg•mL-1即达到致死剂量.波氏真眼点藻对氯霉素敏感性最差,50μg•mL-1氯霉素不能抑制藻细胞生长,100μg•mL-1才表现出一定的抑制作用.3讨论藻细胞固体平板培养法可以直观地反映微藻在不同剂量抗生素固体培养基中能否生长存活,方法简便,但只能定性而不能定量反映抗生素对微藻生长的作用过程.藻液细胞计数法根据细胞密度绘制藻生长曲线,能具体地反映微藻在抗生素的作用下生长状况,但工作量较大.本文结合了上述两种方法,研究了6种微藻对2种抗生素的敏感性,结果表明实验藻株在固体和液体培养基中的生长受抗生素的影响存在一定差异,这与李杰等[11]在研究固、液体培养条件下转基因盐藻对G418和氯霉素的敏感性不同的结论相似.这种差异的产生可能与固体、液体培养基中藻细胞数量、微藻在不同培养基中生长状况和抗生素在不同培养基中作用效果不同有关.因此,液体培养条件下适合的抗生素筛选浓度不能直接用于固体培养.本研究分别选取了真眼点藻门(魏氏真眼点藻、点状魏氏藻、波氏真眼点藻)和绿藻门(栅藻、斜生栅藻、爪哇栅藻)的6个藻种作为研究对象,分析了氯霉素和硫酸新霉素对这些藻种生长状况的影响.结果表明3种真眼点藻和3种绿藻对抗生素的敏感性差别较大,产生这种差异性的原因可能是:(1)真眼点藻门和绿藻门的细胞壁结构不同.周文礼等[12]研究了青霉素对金藻(Isochrysisgalbanastrain8701)、小球藻(Chlorellavulgaris)和小新月菱形藻(Nitzschiaclosterium.)的影响,认为这三种微藻细胞结构上的差异可能是微藻敏感性差异的根本原因;(2)与藻共存的菌不同.抗生素通过抑制细菌、霉菌等的生长间接引起不同微藻间生长的差异.氯霉素是抗生素抗性筛选中常用的一种抗生素,主要是通过干扰细胞核糖体的蛋白质合成,从而抑制细胞生长并最终导致死亡[13].Smith-JohannsenH[14]等研究氯霉素对舞赭球藻(Ochromonasdanica)的细胞器超微结构的影响,发现在氯霉素的作用下,线粒体嵴的数量减少,导致A TP产量下降,进一步引起生长速率降低.有研究表明[15],氯霉素主要是通过引起光和作用速率下降,以及有关蛋白(藻红藻蓝蛋白和可溶性蛋白)合成下降,从而对细胞生长产生影响.冉艳[16]等研究了氯霉素对拟南芥STN7和STN8基因表达的影响,发现氯霉素处理组,叶绿体蛋白合成受抑制,核基因STN7表达下调,STN8表达上调.HongTL等[17]报道氯霉素对蛋白核小球藻(C.pyrenoidosa)和周氏四爿藻(Tetraselmischui)生长均有抑制作用.唐颖等[18]研究显示氯霉素对盐藻的生长影响较大.本研究结果表明氯霉素对3种绿藻的抑制作用明显,与前人的研究报道一致.因此,可利用氯霉素抗性筛选技术对这3种绿藻突变株进行抗性筛选.但有关氯霉素对微藻作用机理有待于进一步研究.液体培养时,氯霉素在很大的浓度范围内对真眼点藻的生长没有明显的抑制作用,表明氯霉素可用于其无菌培养;固体培养时,点状魏氏藻、波氏真眼点藻和魏氏真眼点藻氯霉素致死剂量分别为50μg•mL-1、150μg•mL-1、50μg•mL-1,国内外至今未有抗生素对这3种真眼点藻生长影响的报道,因此本研究对今后真眼点藻的研究具有较大的参考价值.硫酸新霉素是一种氨基糖甙类抗生素,其主要作用机制是与核糖体30s亚基结合,抑制蛋白质的合成,硫酸新霉素进入细胞后主要堆积于线粒体和溶酶体中,破坏线粒体膜功能和使溶酶体膜破裂,抑制细胞生长并最终导致死亡[19].CaJX[20]等研究了6种抗生素和1种除草剂对顿顶螺旋藻(Spirulinaplatensis)的敏感性,发现其对硫酸新霉素具有较高的耐受性.本研究发现液体培养时3种真眼点藻对硫酸新霉素不敏感.大多数抗生素高浓度对微藻生长起抑制作用,而一些抗生素在低浓度时对藻细胞的生长有一定的促进作用.本研究发现低剂量硫酸新霉素能促进栅藻和爪哇栅藻的生长,高剂量能抑制其生长,产生这种现象的原因可能是低浓度毒物刺激效应(Hormesis).已有研究表明除草剂[21]和抗生素[22,23]等存在低浓度毒物刺激效应,针对低浓度毒物刺激效应机理,有多种理论,但均缺乏足够的实验证据支撑.产生这种现象的原因可能是:(1)抗生素对藻类的直接作用,一方面抗生素可能作为毒物抑制藻类的生长,另一方面也可能在特定浓度范围内促进细胞内活性氧的增加,使微藻的生理、生化成分发生改变,促进微藻的生长[24];(2)藻菌间既存在着互利关系,也存在拮抗关系,抗生素可能通过抑制与藻共存的菌生长,间接对微藻产生影响[25].StebbingARD[26]认为这个效应只有适当的实验设计中才能观察到,这就解释了为什么在试验浓度范围内,没有观察到氯霉素促进微藻生长.由于毒物刺激效应的存在,在微藻培养过程中便可以考虑加入适量的抗生素,除菌同时提高生物量,至于这是否会对微藻其它生物学特性产生影响还有待于进一步的研究.综合液体和固体培养的实验结果来看,3种绿藻对氯霉素都表现出高度敏感性.在固体培养中,50μg•mL-1氯霉素即可完全抑制绿藻的生长;而在液体培养中,当用量达10μg•mL-1时,即可明显抑制其生长.因此,氯霉素适宜做3种绿藻突变株抗性筛选剂.对于3种真眼点藻(点状魏氏藻、波氏真眼点藻、魏氏真眼点藻)而言,在固体培养中,氯霉素可作为其突变株抗性筛选剂,筛选浓度分别为50μg•mL-1、150μg•mL-1、50μg•mL-1.。
农药和抗生素在微藻纯种培养中的应用
农药和抗生素在微藻纯种培养中的应用罗秋兰;费小雯;邓晓东【摘要】纯种的分离培养是微藻产品开发、规模培养和科学研究的基础.微藻易受其他生物污染,又无法低温保存,导致其分离培养面临困难.比较了不同浓度的3种农药和3种抗生素分别对微茫藻18A8,小球藻CE14和亚心形扁藻,小新月菱形藻生长的影响,确定它们用于藻种分离的最佳浓度为百菌清25 mg/L、水合霉素25 mg/L、绿邦200 mg/L、卡那霉素25 mg/L、氨苄西林25 mg/L和制菌霉素1.25 mg/L.采集含有微藻的淡水、海水水样先后培养在混合添加了3种适宜浓度的农药和抗生素的培养基,最终抑制了微藻中其他真菌和细菌的生长,实现了微藻的藻种纯化.【期刊名称】《广东农业科学》【年(卷),期】2013(040)010【总页数】4页(P86-88,封4)【关键词】微藻;藻种纯化;敏感性;农药;抗生素【作者】罗秋兰;费小雯;邓晓东【作者单位】中国热带农业科学院热带生物技术研究所,海南海口 571101;海南医学院基础医学部,海南海口 571101;中国热带农业科学院热带生物技术研究所,海南海口 571101【正文语种】中文【中图分类】TK6;Q949.2微藻指那些在显微镜下才能辨别其形态的微小藻类群体,是含有叶绿素a 并能进行光合作用的微生物的总称[1]。
微藻种类繁多,迄今已经发现的种群有两万多种,广泛分布在各种淡水和海水水体中。
微藻中含有丰富的活性蛋白质、多不饱和脂肪酸、β-胡萝卜素、微藻多糖和其他一些独特的生物活性物质[2],使得微藻近些年走俏成为生产药品、食品、精细化学品和新型燃料[3]的潜在资源。
培养微藻时不管是光生物反应器,异养型发酵,户外开放池或者水产养殖场作为饵料直接添加,都要求单细胞藻类比较“纯”。
现在大部分微藻的单种都无法进行低温冷冻保存,需要不断继代,这就增加了污染的机会,同时在大规模培养时也可能会混杂其他生物,另外由于科研或者丰富种质库的需要,一些优良藻种的选择和培育都会要求进行单种分离。
抗生素在海链藻培养过程中作用的研究
抗生素在海链藻培养过程中作用的研究岳伟萍【摘要】探讨了海链藻对四种抗生素(头孢唑林钠、哌拉西林钠、盐酸林可霉素、硫酸阿米卡星)的敏感性研究 .研究表明,盐酸林可霉素促进海链藻生长的最佳浓度应该为5 mg/L,哌拉西林钠促进海链藻生长的最佳浓度应该为1 mg/L,而硫酸阿米卡星、头孢唑林钠促进海链藻生长的最佳浓度则都为10 mg/L.【期刊名称】《河北渔业》【年(卷),期】2009(000)007【总页数】5页(P12-16)【关键词】海链藻;抗生素;敏感性;生长抑制;生长促进【作者】岳伟萍【作者单位】淮海工学院海洋学院,江苏,连云港,222005【正文语种】中文【中图分类】S9藻类是一种古老的绿色低等植物,分布甚广,凡是潮湿和光线能到达的地方几乎都有它的踪迹,但绝大部分种类仍生活于水体中。
藻类的营养丰富,蛋白质含量高,氨基酸的种类组成及配比合理,脂肪含量高,富含动物需要的不饱和脂肪酸还含有各种维生素,可作为水产动物的饵料和畜禽饲料添加剂。
从目前的情况看,微藻的培养技术已达到一定水平。
但在培养过程中,敌害生物的污染和危害,目前还难以完全避免,藻液中有少量细菌生存,不会影响微藻的正常生长,但当某种有害菌大量繁殖时会使微藻增殖减慢,藻体相互粘连,下沉死亡。
本课题利用微藻比细菌更强的抗生素耐受性的特点,以抗生素为工具排除微藻培养液中的细菌,获得无菌海洋微藻藻种,并对除菌中应注意的问题进行初步探讨。
控制藻类中细菌数量,尤其在保种及前期培养中,是一项不可忽视的技术措施,抗生素对水体中的有害菌进行杀灭但不能伤及养殖的微藻,对培养和扩大生产微藻具有重要的意义。
海链藻属硅藻门,圆心硅藻目,盘状硅藻亚目,海链藻科,海链藻属。
广泛分布于黄海东海沿岸水域,并在3-5月间成为优势种群;多以胶质丝在壳面边缘连接而成链状群体,温度适应范围广(8~24℃),作为野生藻种被海水虾蟹育苗厂家广泛利用,是海水甲壳类苗种的优良开口饵料,具有巨大的经济价值。
节旋藻和螺旋藻对7种抗生素敏感性的比较研究
节旋藻和螺旋藻对7种抗生素敏感性的比较研究臧晓南;张学成;王高歌;刘金姐;张晓辉;刘滨【期刊名称】《海洋学报(中文版)》【年(卷),期】2004(026)003【摘要】对两种丝状蓝藻(钝顶节旋藻和盐泽螺旋藻)在基因工程中常用作选择试剂的7种抗生素--氯霉素、氨苄青霉素、红霉素、链霉素、卡那霉素、庆大霉素和新霉素的敏感性作比较实验.结果表明,两种蓝藻对抗生素的敏感性既有共同的特点,也有明显的差异.它们对红霉素、氯霉素和链霉素最敏感,致死浓度分别为0.1,0.5和5 μg/cm3.两种蓝藻对氨苄青霉素比较敏感,1 μg/cm3的氨苄青霉素即可抑制Arthrospira 341和Spirulina 351的生长,但6 d后生长恢复.Arthrospira341和Spirulina 351对卡那霉素、庆大霉素和新霉素均有抗性,而且存在很大差异:300μg/cm3的卡那霉素对Arthrospira 341的生长仍然没有影响,但对于Spirulina 351,50 μg/cm3的卡那霉素即对其生长有明显抑制作用;200μg/cm3的卡那霉素即可将其全部致死.200 pg/cm3的庆大霉素和300 μg/cm3的新霉素不能抑制Arthrospira 341和Spirulina 351的生长,但在这两种抗生素环境中两种藻的生长状态有很大差异.并验证了氯霉素、红霉素和链霉素是节旋藻和螺旋藻基因转化过程中的有效的抗性选择剂,也从对抗生素敏感性方面表明节旋藻和螺旋藻两个属的遗传差异.【总页数】11页(P82-92)【作者】臧晓南;张学成;王高歌;刘金姐;张晓辉;刘滨【作者单位】中国海洋大学,海洋生命学院,山东,青岛,266003;中国海洋大学,海洋生命学院,山东,青岛,266003;中国科学院,海洋研究所,山东,青岛,266071;中国海洋大学,海洋生命学院,山东,青岛,266003;中国海洋大学,海洋生命学院,山东,青岛,266003;中国海洋大学,海洋生命学院,山东,青岛,266003【正文语种】中文【中图分类】Q945【相关文献】1.22株螺旋藻(节旋藻)氨基酸成分分析及营养评价 [J], 闫春宇;王素英;董世瑞2.16S rRNA基因与16S-23S rRNA转录单元内间隔区序列分析及其在节旋藻和螺旋藻分类鉴定中的应用 [J], 茅云翔;杨官品;张宝红;张学成3.螺旋藻与节旋藻营养价值的比较研究 [J], 孙鹏;石磊;孙浩4.hoxY基因的克隆及其在节旋藻和螺旋藻系统学研究的应用 [J], 张晓辉;Yoshihiro Shiraiwa;隋正红;张学成5.节旋藻(螺旋藻)高分子量DNA的两种制备方法 [J], 茅云翔;张宝红;杨官品;张学成因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
3种常用抗生素应用于海洋微藻无菌化培养的研究
藻 的除 茵 , 养 6d继 代. 培
关键词 : 洋微 藻;抗生素 ; 茵化 ;培养 海 无
中 图分 类号 : 3 ;Q 4 . Q9 5 9 9 7 文 献 标 识 码 :A
S u y o r e Co m o l t d fTh e m n y Antb o is i i i tc n t e Ax ni lu e o a i - i r a g e h e c Cu t r fM rne M c o l a
( 天津 商 学 院 生 物 技 术 与 食 品科 学 学 院 , 津 30 3 ) 天 0 14
摘 要 :采 用青 霉 素 、 酸 庆 大 霉素 、 硫 头孢 他 啶 3种 常 用抗 生 素 处理 海 洋微 藻 , 以确 定 分 离 、 纯化 微 藻时 对 藻 细胞 无 害
并能抑制伴生杂茵生长的抗生素浓度 和培养时间.结果表 明: 青霉素的性质 比较温和 , 能广泛地用于微藻 的除茵; 低
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第 2 卷 第 2期 7 20 年 6 07 月
天 津 师 范 大 学 学 报 ( 自然 科 学 版 )
J u n l fTini r lUnv ri Nau a ce c dt n o r a a j No ma ie st o n y( tr l in eE io ) S i
idc td teslers l .Th rfr h x ncc l r f r emir agewa u g se Oa d 0 / e iiio n iae h a l eut Y s eeoetea e ut eo i - co la ssg et t d e 3 0mg L p neln r i u a m n d d l o 0 / etmyi uft,6ds b utr. r1 0 mg L g na ens l e u c l e a u
不同海洋饵料微藻对抗生素的敏感性差异分析
第53卷第2期 2007年4月武汉大学学报(理学版)J.Wuhan Univ.(Nat.Sci.Ed.)Vol.53No.2 Apr.2007,249~254 收稿日期:2006212208 通讯联系人 E 2mail :tangxx @基金项目:国家自然科学基金资助项目(30270258);教育部新世纪优秀人才计划项目(NCET 20520597)作者简介:周文礼(19692),男,博士生,现从事生态毒理学研究. E 2mail :saz0908@文章编号:167128836(2007)022*******不同海洋饵料微藻对抗生素的敏感性差异分析周文礼,王 悠,肖 慧,王仁君,曲 良,唐学玺(中国海洋大学海洋生命学院,山东青岛266003) 摘 要:以细胞数量和叶绿素a 含量为观测指标,研究了氯霉素、遗传霉素(G418)、青霉素对3种海洋饵料微藻:小球藻(Chlorella vul garis Beij.),金藻8701(Isochrysis galbana Parke 8701)和小新月菱形藻(N itzschia clos 2teri um Ehr.)生长的影响.结果表明:低于100mg ・L -1的氯霉素对小球藻的生长影响差异不显著(p >0.05),200mg ・L -1时抑制作用显著;低于25mg ・L -1的氯霉素促进金藻8701的生长,大于100mg ・L -1时显著抑制;小新月菱形藻的生长随着氯霉素浓度的增高而不断下降,表现出明显的负相关性.不同浓度的G418对3种藻的生长均有明显的抑制作用.低于100mg ・L -1的青霉素能够促进3种藻的生长,随着浓度的升高,相对增长率逐渐下降.实验结果可为3种海洋饵料微藻的无菌系建立提供参考.关 键 词:抗生素;海洋饵料微藻;细胞密度;叶绿素a ;无菌培养中图分类号:Q 945.3;X 173 文献标识码:A0 引 言 海洋饵料微藻是影响水产养殖业发展的关键因素之一[1].目前的饵料微藻培养过程中经常发生污染现象,严重的能够导致养殖生物育苗失败.如何迅速培养出高密度、无污染的海洋的饵料微藻、并提高长时间保存的成功率,是水产养殖业亟待解决的重要问题,无菌纯藻种的获得是重要的解决途径之一[2,3].叶绿素是海洋浮游植物光合作用的基础,是浮游植物利用光能进行光合作用将无机物质转变为有机物质时,有机物生产力的一个重要指标[4].海洋微藻通过光合作用提供蛋白质、脂肪和碳水化合物以及其他多种生物活性物质,是软体动物和甲壳类动物幼苗期生长过程中不可缺少的食物链组成部分[5].目前,抗生素在调节和控制高等植物生长发育的作用及作用机理等方面的研究,引起了广大研究者的高度关注[6].对海洋原核生物和真核生物基因工程的研究也取得了一定的进展[7].但抗生素对海洋微藻的叶绿素a 含量的影响,国内外未见报道.本试验以常见的3种饵料微藻:小球藻(C.v ul garis )、金藻8701(I.galbanast rai n 8701)和小新月菱形藻(N.closteri um.)为研究对象,在实验室条件下研究了不同浓度的3种抗生素对海洋饵料微藻的密度和叶绿素a 含量的影响,并分析其可能的作用机理,以期为建立海洋饵料微藻无菌体系提供基础依据.1 材料与方法1.1 微藻及培养小球藻、金藻8701和小新月菱形藻由中国海洋大学水产学院藻种室提供,培养海水取自青岛市鲁迅公园自然海水,经沉淀、过滤、1.05kg ・cm -2,121.3℃灭菌20min 后使用.f/2培养液中培养[8](小新月菱形藻另加硅酸钠30mg ・L -1),光照培养箱中培养.培养温度为(20±0.1)℃(小新月菱形藻为15℃),光照60μmol ・m -1・s -1,光暗周期12L ∶12D.每天摇动培养瓶数次,防止附壁或下沉.1.2 细胞密度及叶绿素a 测定试验中,接种指数生长期的3种微藻至新配制的f/2培养液中,每种藻实验总体积为1000mL ,小球藻、金藻8701和小新月菱形藻的起始密度分别为(单位:1×104cells ・mL -1):100,40,100;叶绿素武汉大学学报(理学版)第53卷a起始含量分别为:小球藻:0.15mg・L-1,金藻8701:0.09mg・L-1,小新月菱形藻:0.09mg・L-1.每24h取样,L ugol’s碘液固定,血球计数板计数,观察细胞密度的变化.在抽气负压(<50kPa)的条件下,用0.65μm 玻璃纤维滤膜过滤微藻,过滤体积为50mL.过滤后的滤膜放入15mL具塞试管中,加入10mL体积分数为90%的丙酮,盖紧试管塞,振荡后用铝箔包裹立即放入冰箱,萃取12~24h后测定.取出样品半小时,使样品温度与室温一致后,荧光分光光度法测定叶绿素a含量[9],实验共10d,计算相对增长率的变化[7].相对增长率计算公式为:K=(lg N t-lg N0)/t,N0:藻的起始密度或叶绿素a起始含量; N t:培养t时间后的藻的起始密度或叶绿素a含量; t:培养时间.1.3 抗生素处理氯霉素(chloramp henicol,Cm),遗传霉素(ge2 neticin,G418),青霉素(penicillin)购自Sigma公司.抗生素母液配制参照文献[10],经细菌过滤器(0.22μm)抽滤灭菌后用于后续试验.在预备试验的基础上,将氯霉素,G418,青霉素分别加入到处于对数生长初期的3种海洋饵料微藻培养液中,使抗生素终浓度分别为10,25,50,100, 200mg・L-1.实验过程中隔天补充抗生素,保持终浓度不变.1.4 数据统计实验设置对照组,3个平行,两次重复,取平均值作为实验结果(Mean±S.D).OriginPro7.0软件进行统计分析.t2test检验对照组与试验组之间的差异显著性.2 结果与分析2.1 三种海洋饵料微藻对氯霉素的敏感性差异在实验浓度范围内,10~100mg・L-1的氯霉素处理对小球藻的数量变化和叶绿素a含量有促进作用,与对照组相比,差异不显著(p>0.05)(图1a,图2a);200mg・L-1的氯霉素能显著抑制其数量增加,图1 氯霉素对3种海洋微藻细胞密度的影响a:小球藻 b:金藻8701 c:新月菱形藻图2 氯霉素对3种海洋微藻叶绿素a含量的影响a:小球藻 b:金藻8701 c:新月菱形藻052第2期周文礼等:不同海洋饵料微藻对抗生素的敏感性差异分析降低叶绿素a 的含量(p <0.05).低浓度(10~25mg ・L -1)的氯霉素对金藻8701的生长有促进作用,但较高浓度(>100mg ・L -1)胁迫则抑制金藻8701的细胞数量的增加和叶绿素a 含量的升高,与对照相比,差别显著(p <0.05)(图1b ,图2b ).氯霉素浓度大于50mg ・L -1时明显抑制小新月菱形藻的生长(p <0.05),200mg ・L -1的氯霉素则能在3d 内完全灭杀体系中的小新月菱形藻(图1c ,图2c ).2.2 三种海洋饵料微藻对遗传霉素的敏感性差异不同浓度的G418对3种饵料微藻细胞数量和叶绿素a 含量均有明显抑制(图3,图4).与对照组相比,抗生素处理的第5天,10~200mg ・L -1的G418对3种饵料微藻数量增长和叶绿素a 含量变化的影响均呈显著差异(p <0.05);大于100mg ・L -1的G418对小球藻(图3a ,图4a )和金藻8701(图3b ,图4b )的影响差异极显著(p <0.01);对小新图3 G418对3种海洋微藻细胞密度的影响a :小球藻b :金藻8701c :新月菱形藻图4 G 418对3种海洋微藻叶绿素a 含量的影响a :小球藻b :金藻8701c :新月菱形藻月菱形藻的抑制更为明显,50mg ・L -1G418处理后的第3天即呈现极显著差异状态(图3c ,图4c ).2.3 三种海洋饵料微藻对青霉素的敏感性差异低于100mg ・L -1的青霉素对小球藻的生长有促进作用(图5a ,图6a );同样不大于25mg ・L -1的青霉素对金藻8701有生长刺激效应,表现为细胞数量和叶绿素a 浓度的显著增加;(图5b ,图6b );试验浓度范围内青霉素对小球藻和金藻8701生长的影响差异不显著(p >0.05);相比之下小新月菱形藻受青霉素影响更为明显,200mg ・L -1的青霉素显著影响小球藻的生长(p <0.05)(图5c ,图6c ). 根据相对增长率计算公式,得到3种抗生素对不同海洋微藻细胞密度和叶绿素a 含量的96h 半数抑制浓度.如表1,表2所示.表1 3种抗生素对不同海洋微藻细胞密度的96h 半数抑制浓度mg ・L -1微藻氯霉素G 418青霉素C.vul garis>20059>200I.galbanast rain 870118721>200N.closteri um5515115152武汉大学学报(理学版)第53卷图5 青霉素对3种海洋微藻细胞密度的影响a :小球藻b :金藻8701c :新月菱形藻图6 青霉素对3种海洋微藻叶绿素a 含量的影响a :小球藻b :金藻8701c :新月菱形藻表2 3种抗生素对不同海洋微藻叶绿素a含量的96h 半数抑制浓度mg ・L -1微藻氯霉素G418青霉素C.v ul garis>20082>200I.galbanast rain 870119569>200N.closteri um8748165 通过细胞数量变化和叶绿素a 含量变化得到的3种抗生素的半数抑制浓度并不完全相同,说明表示微藻对抗生素的敏感性时,不同指标间存在一定的差异,试验中发现叶绿素a 含量变化与藻细胞数量变化保持着规律上的一致性,但在时间上存在滞后现象.3 讨 论从抗生素对海洋饵料微藻的影响途径上看,既可能是直接作用于藻体,与微藻的某些成分结合,改变微藻的生理、生化成分,造成海洋微藻生长状态的改变[11];也可能是抗生素抑制了与藻共存的细菌的生长.而这些细菌的存在,可能会促进或抑制微藻的生长,因此,抗生素的加入,可能是去除了抑制微藻生长或与微藻竞争营养的原核生物,从而使微藻生长处于良好状态,也可能是去除了对海洋微藻生长有利的细菌种类,不利于微藻生长[12].最终表现为细胞数量和叶绿素a 含量的增加或减少.氯霉素分子中含有氯及硝基,它可与原核细胞核蛋白体50s 亚基结合,干扰细胞内核糖体的蛋白质合成,抑制细胞生长并最终导致死亡;而真核生物核蛋白体为70s 亚基[13],因此氯霉素可以作为抑菌剂用于抑制原核生物的生长.3种微藻对氯霉素的敏感程度从大到小依次为:小新月菱形藻,金藻8701,小球藻(表1,表2),试验结果与已有报道不完全相同:黄健等[7]在比较72h EC 50后发现,氯霉素对不同微藻的敏感性大小顺序为:小新月菱形藻,小球藻,金藻8701;Torkildsen 等[14]发现金藻8701对氯霉素的耐性较强;Uriarte 等[3]的研究显示小球藻252第2期周文礼等:不同海洋饵料微藻对抗生素的敏感性差异分析对氯霉素非常敏感;Sahul等[15]则认为小球藻对氯霉素胁迫并不敏感.研究结果差异可能与抗生素溶液所使用的溶剂、使用抗生素浓度、微藻不同的生长阶段、实验条件的差异以及体系中的藻2菌相互作用[16,17]等有关.3种海洋微藻对较低浓度的G418都很敏感,可能原因是N ptⅡ(Neomycin p hosp hot ransferaseⅡ)基因产物能够通过酶促磷酸化使氨基葡糖苷类抗生素失活[18],从而解除抗生素的毒性.由N ptⅡ基因编码的新霉素磷酸转移酶所对应的G418在多种植物中都表现出较低的本底,对微藻生长的影响较大.青霉素一方面通过促进细胞内核酸和蛋白质的合成来促进叶绿素a的合成,另一方面通过降低细胞中叶绿素酶的活性来延缓叶绿素的降解,因而能延缓微藻的衰老,增加光合能力和延长光合时间,从而提高细胞叶绿素a的含量,提高有机物质的产量[19].本实验证实了这一现象的存在青霉素能够抑制转肽酶或羧肽酶的活性,破坏细胞壁,使原生质膜暴露,最终造成细胞死亡[20].金藻8701是无细胞壁的,小球藻虽然有纤维素细胞壁,但很薄,而小新月菱形藻是有细胞壁的,这种细胞结构上的差异可能是造成微藻敏感性差异的根本原因.依据3种抗生素对试验饵料微藻的96h半数抑制浓度,仅从微藻细胞数量变化和叶绿素含量变化的角度而言,氯霉素用于3种微藻的最适除菌浓度分别为:小球藻:200mg・L-1,金藻8701:100mg ・L-1,小新月菱形藻:50mg・L-1;青霉素在3种微藻中的最适除菌浓度分别为:小球藻:200mg・L-1,金藻8701:200mg・L-1,小新月菱形藻:100mg・L-1.具体使用抗生素法建立无菌藻培养体系时,需要结合细菌对抗生素的敏感性试验选取适合的浓度.由于3种饵料微藻均对遗传霉素有较强的敏感性,故不适合用于本试验3种微藻无菌系的建立.参考文献:[1] Pisman T I,Pechurkin N S,Somova L peti2tion between Links in Producer2Consumer TrophicChains in an Aquatic Closed System with SpatiallySeparated Components[J].A dvances in S pace Re2search,2001,9:159921603.[2] G omez2G il B,Roque A,James F,et al.The Use andSelection of Probiotic Bacteria for Use in the Culture ofLarval Aquatic Organisms[J].A quaculture,2000,191:2592270.[3] Uriarte I,Farias A,Castilla J C.Effect of 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growt h(cell quantity,Chlorop hyll2a levels).Result s showed t hat:Cm had no significant effect on growt h of C.v ul g aris when t he concentration was below100mg・L-1(p>0.05).Cm at low concent ration(<25 mg・L-1)can stimulate t he growt h of I.galbanast rain8701but showed an inhibitory effect on it s growt h at high concent ration(100mg・L-1).Cm had an inhibitory effect on t he growt h of N.closteri um at all con2 cent rations.G418significantly inhibited t he growt h of t hree microalgae.Low concent ration of Penicillin (<100mg・L-1)increased t he growt h of C.v ul garis,I.g albanast rai n8701and N.closteri um but t he rel2 ative growt h rate(K)decreased steadily wit h t he increasing co ncent ration.Penicillin demonstrated slight2 ly inhibitory effect on N.closteri um at higher concent ration,t hough insignificantly(p>0.05).Our result s also indicated t hat t he optimal concent rations of Cm on t he t hree microalgal growt h were C.v ul garis:200 mg・L-1;I.g albanast rai n8701:100mg・L-1;N.closteri um:50mg・L-1respectively,and Penicillin on t he t hree microalgal growt h were C.v ul g aris:200mg・L-1;I.g albanast rai n8701:200mg・L-1;N.closteri2 um:100mg・L-1respectively.K ey w ords:antibiotics;marine microalgae;cell density;chlorop hyll2a;axenic cult ure452。
219316038_基于抗生素敏感性构建索罗金小球藻异养无菌体系的研究
蔡伟鑫,刘心宇,马瑞娟,等. 基于抗生素敏感性构建索罗金小球藻异养无菌体系的研究[J]. 食品工业科技,2023,44(12):148−156. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2022080251CAI Weixin, LIU Xinyu, MA Ruijuan, et al. Construction of Heterotrophic Axenic System of Chlorella sorokiniana Based on Antibiotic Sensitivity[J]. Science and Technology of Food Industry, 2023, 44(12): 148−156. (in Chinese with English abstract). doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022080251· 生物工程 ·基于抗生素敏感性构建索罗金小球藻异养无菌体系的研究蔡伟鑫,刘心宇,马瑞娟,陈剑锋,谢友坪*(福州海洋研究院海洋生物制造技术研发中心,福州大学,福建福州 350108)摘 要:为构建索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana FZU60)的异养无菌体系,对其共生菌进行分离和鉴定,并考察了8种常见抗生素(头孢噻肟、卡那霉素、新霉素、氨苄青霉素、链霉素、四环素、氯霉素和红霉素)对共生菌和藻株FZU60生长的影响。
结果表明:异养体系中主要的共生菌为芽孢杆菌(Bacillus )(78.76%)和甲基杆菌(Methylobacterium )(3.14%),且10 mg/L 头孢噻肟、10 mg/L 四环素、100 mg/L 卡那霉素和100 mg/L 红霉素对这两株共生菌均具有较好抑制效果,但对藻株FZU60的生长无明显影响。
在此基础上,进一步考察了不同抗生素组合对藻株FZU60异养共生菌的抑制效果,发现采用10 mg/L 头孢噻肟、10 mg/L 四环素和100 mg/L 卡那霉素的抗生素组合可成功构建异养无菌体系,且经3次传代培养后藻株FZU60仍可维持稳定的生长及无菌状态。
微藻生物系统去除抗生素和ARGs的研究进展
微藻生物系统去除抗生素和ARGs的研究进展
赵学宇;任淑静;郭宁;张欢欢;贾玉莹;朱兆亮
【期刊名称】《净水技术》
【年(卷),期】2024(43)4
【摘要】抗生素与抗生素抗性基因(ARGs)污染严重危害人类健康,微藻生物技术在处理抗生素废水过程中表现出良好的效果。
文章首先总结了微藻对于不同种类抗生素的去除机理,包括生物吸附、生物累积、生物降解、光生物降解和水解挥发5种。
分析了微藻在去除抗生素过程中的重要影响因素,包括pH、水力停留时间、光照、抗生素的种类与浓度和微藻的种类。
并总结了微藻对ARGs的去除机制,包括移动
基因元件的去除及活性氧自由基的猝灭。
最后,文章指出了微藻处理抗生素废水过
程中仍然存在的问题,进一步明确了今后微藻生物技术处理抗生素废水的重点研究
方向。
【总页数】7页(P28-33)
【作者】赵学宇;任淑静;郭宁;张欢欢;贾玉莹;朱兆亮
【作者单位】山东建筑大学市政与环境工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.BFT养殖系统残余水的利用:营养物去除及海洋微藻生物质生产
2.微藻对抗生素的毒性响应及去除作用
3.微藻生物强化对藻-菌颗粒污泥的形成影响及污染物去除
研究4.氮磷营养调控对微藻去除抗生素的增效作用研究5.微藻–细菌协同去除抗生素机理及其共适应机制
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海洋药物在抗生素耐药性研究中的新突破
海洋药物在抗生素耐药性研究中的新突破近年来,抗生素耐药性问题日益严重,成为全球公共卫生领域的一大挑战。
在寻找新的抗生素来源方面,海洋药物成为了研究者们的关注焦点。
海洋中独特的生态环境和丰富的生物资源使其成为了一个潜力巨大的研究领域。
本文将探讨海洋药物在抗生素耐药性研究中的新突破,并讨论其在未来应用中的前景。
一、海洋药物的独特性海洋中维生素海草、海绵、海藻等生物种类繁多,生态环境稳定,使得海洋药物具有独特的生物多样性。
海洋药物中的活性成分与陆地上的药物存在差异,并且由于生存环境的特殊性,海洋药物拥有更强的抗菌活性,对耐药细菌具有更好的应对能力。
二、海洋药物的发现和研究海洋药物的发现主要通过样品采集和生物活性筛选相结合的方法进行。
研究者们在海洋中采集到的样品中提取生物活性成分,并通过体内外实验进行筛选,发现具有有效抗菌活性的化合物。
此外,近年来,基于生物信息学方法的虚拟筛选也在海洋药物发现过程中得到了广泛应用。
三、海洋药物在抗生素耐药性研究中的新突破1. 发现新的抗生素活性成分海洋药物的研究不仅可以发现新的生物活性成分,还可以发现对多重耐药菌有效的抗生素。
例如,研究者们通过筛选海洋药物样品,成功发现了对耐甲硝唑和甲氧西林的细菌具有较好活性的化合物。
2. 解析抗生素耐药机制海洋药物的研究有助于揭示抗生素耐药性形成的机制,为抗生素耐药性问题的治疗提供新的思路。
通过研究耐药细菌在海洋环境中的生存能力和适应策略,科学家们可以分析抗生素耐药性形成的机制,为抗生素研发和耐药性相关疾病的治疗提供有力支持。
3. 寻找新的抗生素靶点海洋药物在抗生素耐药性研究中的新突破之一是寻找新的抗生素靶点。
研究者们发现,海洋药物中的某些天然产物能够抑制耐药细菌的新型酶和蛋白质,从而阻碍细菌耐药性的形成。
这为开发新的抗生素提供了一种新的思路。
四、海洋药物在抗生素耐药性研究中的应用前景随着海洋药物研究的不断深入,其在抗生素耐药性研究中的应用前景日益广阔。
3种常用抗生素应用于海洋微藻无菌化培养的研究
表 1 3 种抗生素对小球藻细胞生长 率的影响
%
t/ d
青霉素 / ( m g ∀ L - 1)
庆大霉 素 / ( mg ∀ L - 1 )
头孢他啶 / ( mg ∀ L - 1)
0 100 200 300 400 0 100 200 300 400 0 100 200 300 400
3
29 39 49 41 36 26 30
V ol. 27 N o. 2 Jun. 2007
3 种常用抗生素应用于海洋微藻无菌化培养的研究
赵 培, 王雪青, 朱潮峰, 胡 萍
( 天津商学院 生物技术与食品科学学院, 天津 300134)
摘 要: 采用青霉素、硫酸庆大霉素、头孢他啶 3 种常用抗生素处理海洋微藻, 以确定分离、纯化微藻时对藻细胞无害
( Coll ege of Biot echnology an d Food S cien ce, T ian jin U niver sit y of Comm erce, Tianjin 300134, China)
Abstract: T he effects o f different concentration of three commonly antibiotics, e. g . penicillin, gentamycin sulfate and cefta zidime on the culture of marine microalgae w ere studied in this thesis, in order to confirm the subculture time and optimal antibiotic which was harmless to marine microalg ae, at the same time restrained the bacteria incidentally. T he r esults re vealed that penicillin had w eak inhibition on the three sea microalgae. So it could be widely used to disinfect bacteria due to the character of penicillin being g entle. Gentamycin sulfate played the same role to penicillin w ith lower concentration. Ceftazidime showed distinct effect to distinct microalgae. It had negative infection to some microalg ae. T he v ar iance analysis indicated the same results. T herefore the axenic culture of marine microalg ae was suggested to added 300 mg/ L penicillino r or 100 mg/ L g entamycin sulfate, 6 d subculture. Key words: ma rine micro alg ae; antibio tic; ax enic; culture
3种常用抗生素应用于海洋微藻无菌化培养的研究
3种常用抗生素应用于海洋微藻无菌化培养的研究
赵培;王雪青;朱潮峰;胡萍
【期刊名称】《天津师范大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2007(027)002
【摘要】采用青霉素、硫酸庆大霉素、头孢他啶3种常用抗生素处理海洋微藻,以确定分离、纯化微藻时对藻细胞无害并能抑制伴生杂菌生长的抗生素浓度和培养时间.结果表明:青霉素的性质比较温和,能广泛地用于微藻的除菌;低剂量的硫酸庆大霉素也可起到类似作用;头孢他啶对各种微藻表现出来的作用并不相同,应慎用.对特征点进行方差分析也证实了以上结果,故建议海洋微藻的除菌以加入300 mg/L的青霉素或100 mg/L的硫酸庆大霉素作为一般用藻的除菌,培养6 d继代.
【总页数】4页(P27-30)
【作者】赵培;王雪青;朱潮峰;胡萍
【作者单位】天津商学院,生物技术与食品科学学院,天津,300134;天津商学院,生物技术与食品科学学院,天津,300134;天津商学院,生物技术与食品科学学院,天
津,300134;天津商学院,生物技术与食品科学学院,天津,300134
【正文语种】中文
【中图分类】Q935;Q949.7
【相关文献】
1.应用于活体海洋微藻铅的洗脱试剂研究 [J], 黄旭光;李顺兴;马晓霞
2.几种海洋微藻的无菌化培养 [J], 林伟
3.海洋微藻的无菌化处理及对其生长特性和生化组成的影响 [J], 周文俊;郑立;郑明刚;高伟;崔志松;徐鲁燕
4.青霉素应用于三种海洋微藻保存培养的研究 [J], 陈淑吟;吉红九;周亚文
5.“海洋微藻高效培养工程化技术集成示范”课题取得阶段成果 [J],
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螺旋藻对六种抗生素的敏感性研究
螺旋藻对六种抗生素的敏感性研究王高歌;臧晓南;张宝红;张学成【期刊名称】《高技术通讯》【年(卷),期】2001(011)007【摘要】通过6种基因工程中常用抗生素对螺旋藻生长抑制的研究发现,钝顶螺旋藻S6和极大螺旋藻SM对卡那霉素和新霉素不敏感,10~700ug/ml的卡那霉素和10~300μg/ml新霉素仍不能抑制其生长;S6和SM对庆大霉素的敏感性存在较大差异,液体培养中的抑制浓度分别是300μg/ml和50μg/ml;S6和SM品系对氨苄青霉素和链霉素较敏感,固体培养中5.0~50.0μg/ml的氨苄青霉素对它们有致死作用;液体培养中链霉素的抑制浓度是5.0μg/ml,固体培养中链霉素的致死浓度是50μg/ml;S6和SM对氯霉素最敏感,液体培养时0.1μg/ml的氯霉素可抑制螺旋藻的生长,固体平板致死浓度是1.0μg/ml.应用电转化法将带有CAT基因片段的同源重组质粒导入螺旋藻细胞,用含有20μg/ml氯霉素Zarrouk固体平板筛选出了抗性转化子,研究结果表明,氯霉素是螺旋藻转化系统中理想的抗性选择试剂.【总页数】8页(P6-13)【作者】王高歌;臧晓南;张宝红;张学成【作者单位】青岛海洋大学海洋生命学院;青岛海洋大学海洋生命学院;青岛海洋大学海洋生命学院;青岛海洋大学海洋生命学院【正文语种】中文【中图分类】Q949【相关文献】1.鄂尔多斯钝顶螺旋藻对三种抗生素敏感性研究 [J], 巩东辉;乔辰;李春霞;季祥;姜东成2.螺旋藻基因工程研究(I)--几种抗生素对钝顶螺旋藻的抑制效应 [J], 王勇;苏忠亮;钱凯先3.二十六种抗生素对布鲁氏菌属标准菌株药物敏感性测定 [J], 裴桂英;鲁翠芳4.极大螺旋藻(Spirulina maxima)对六种重金属离子的生物吸附作用 [J], 刘慧君;龚仁敏;张小平;刘必融5.节旋藻和螺旋藻对7种抗生素敏感性的比较研究 [J], 臧晓南;张学成;王高歌;刘金姐;张晓辉;刘滨因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
四种海洋致病弧菌对抗生素敏感性的测定
四种海洋致病弧菌对抗生素敏感性的测定
张昕;蔡俊鹏
【期刊名称】《华南理工大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2003(031)009
【摘要】测定了4种海洋致病弧菌对8种常用抗生素药物的敏感性.测试结果表明,鳗弧菌对氯霉素、庆大霉素具有敏感性,但对其他所测药物均表现出耐药性;副溶血弧菌对四环素、卡那霉素、青霉素表现出耐药性,而对氯霉素、头孢娄新、庆大霉素、红霉素和链霉素则表现出敏感性;河流弧菌对四环素、链霉素表现出耐药性,对氯霉素、卡那霉素、头孢娄新、庆大霉素、青霉素和红霉素则表现出敏感性;溶藻弧菌仅对四环素表现出耐药性,对其他7种抗生素均表现出敏感性.同时针对表现出抗药性的药物,相应地确定了它们的最小抑菌质量浓度值.
【总页数】4页(P66-69)
【作者】张昕;蔡俊鹏
【作者单位】华南理工大学,食品与生物工程学院,广东,广州,510640;华南理工大学,食品与生物工程学院,广东,广州,510640
【正文语种】中文
【中图分类】R978.1;S941.4
【相关文献】
1.我国沿海致病性弧菌调查及抗生素敏感性分析 [J], 韩善桥;马聪;虞积耀;段蕴铀;田光;郭勇;姜福亭;李锦华;王晓东
2.5种海洋致病弧菌对34种中草药敏感性的测定 [J], 王玉娥;邢晨光;王国良
3.1740株致病菌对抗生素敏感性测定 [J], 刘远霞;常永超;刘金延;楚亚玲
4.四种弧菌对中国对虾的致病性研究 [J], 李天道;于佳;俞开康
5.厦门海域优势致病性弧菌对抗生素敏感性调查研究 [J], 陈双红;巴剑波;徐雄利;武文斌
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常用抗生素对两种饵料微藻内ROS的影响研究
常用抗生素对两种饵料微藻内ROS的影响研究分别对球等鞭金藻(Isochrysis galbana)和三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum Bohlin)进行了三种抗生素--四环素、土霉素、恩诺沙星在不同浓度下对其生长发育的影响,对球等鞭金藻和三角褐指藻细胞内活性氧的积累进行分析。
结果表明,三种抗生素对球等鞭金藻和三角褐指藻的活性氧含量起不同的作用,但普遍体现为抑制作用,且随着抗生素浓度的增加,抑制作用越明显。
标签:活性氧四环素土霉素恩诺沙星抗生素球等鞭金藻三角褐指藻1引言抗生素(antibiotics)是由微生物(包括细菌、真菌、放线菌属)或高等动植物在生活过程中所产生的代谢产物或合成的类似物,具有干扰其他生活细胞生长发育的功能[1]。
在水产养殖中,抗生素发挥了积极的作用。
但是水产养殖中投放的抗生素只有很少部分可以被直接利用。
抗生素及其代谢产物在环境中以低浓度存在,不仅会使环境中产生耐抗生素菌和抗性基因,还会对人体及环境中的其他非目标生物产生潜在的生态毒理效应[2]。
有研究表明大多数抗生素对藻类的生长有明显的抑制作用,会使细胞膜完整性丧失和细胞内的活性氧(reactive oxygen species,ROS)积累。
实验证明,在受抗生素污染的环境下,藻类细胞会改变细胞体积来响应环境变化,细胞内ROS会大量积累,则可能造成细胞膜破坏、减小细胞活力和抑制光合作用[3]。
本项目以常见饵料藻球等鞭金藻、三角褐指藻为实验对象,研究不同浓度的常用抗生素(四环素、土霉素、恩诺沙星)对其生长发育的影响,通过测定活性氧含量来探讨三种抗生素对它们的活性氧含量的影响。
2材料与方法2.1材料球等鞭金藻和三角褐指藻由中国海洋大学环境科学与工程学院藻种室提供,藻种培养液为f/2培养液。
所用海水经0.45 μm孔径醋酸纤维滤膜过滤,高压灭菌后添加无菌营养盐贮存液、土霉素、恩诺沙星、四环素粉末。
另外,在实验过程中还需要二氯荧光素双醋酸盐(2’,7’-dichlorodihydrofluorescin diacetate,DCFHDA)、无水乙醇(分析纯)等。
雨生红球藻对4种抗生素的敏感性研究
雨生红球藻对4种抗生素的敏感性研究李艳国;张琳;杨柳;黄益丽;徐年军【摘要】微藻对抗生素的敏感性研究是确定微藻遗传转化体系中筛选标记的基础.监测不同琼脂浓度下雨生红球藻的生长状况,确定该藻藻落生长的最优琼脂浓度;依据不同质量浓度庆大霉素、博莱霉素、氯霉素和壮观霉素对雨生红球藻生长的影响,确定该藻对4种抗生素的敏感性,每种抗生素均设置固体和液体培养实验.研究结果表明:(1)固体平板培养基上雨生红球藻生长的最佳琼脂浓度为0.8%.(2)实验浓度下,雨生红球藻对庆大霉素、博莱霉素敏感性高,可作为雨生红球藻遗传转化的选择抗生素,其对应的抗性基因可作为选择标记基因,所需质量浓度分别为5μg·mL-1和0.5μg·mL-1.雨生红球藻对氯霉素不敏感,可用于藻种无菌化处理.(3)在固体和液体培养基上,雨生红球藻对同一种抗生素的敏感性稍有不同,研究及应用需根据培养方式选择适宜的抗生素浓度.【期刊名称】《宁波大学学报(理工版)》【年(卷),期】2017(030)005【总页数】5页(P37-41)【关键词】雨生红球藻;遗传转化;琼脂浓度;抗生素【作者】李艳国;张琳;杨柳;黄益丽;徐年军【作者单位】宁波大学海洋学院,浙江宁波 315211;宁波大学教育部应用海洋生物技术重点实验室,浙江宁波 315211;宁波大学海洋学院,浙江宁波 315211;宁波大学教育部应用海洋生物技术重点实验室,浙江宁波 315211;宁波大学海洋学院,浙江宁波 315211;宁波大学教育部应用海洋生物技术重点实验室,浙江宁波 315211;宁波大学海洋学院,浙江宁波 315211;宁波大学教育部应用海洋生物技术重点实验室,浙江宁波 315211;宁波大学海洋学院,浙江宁波 315211;宁波大学教育部应用海洋生物技术重点实验室,浙江宁波 315211【正文语种】中文【中图分类】Q945.78雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)是一种淡水单细胞绿藻, 属于绿藻纲、团藻目、红球藻科、红球藻属[1]. 它是自然界中积累天然虾青素能力最强的生物[2]; 在胁迫条件下, 其虾青素积累量可达细胞干重的3.8%左右[3]. 利用雨生红球藻生产虾青素是国内外研究的热点, 前景广阔. 目前, 相关研究主要着力于利用生理生化手段实现雨生红球藻高密度培养和虾青素快速积累[4-7], 但结果不够理想.随着基因工程的发展, 已有将虾青素合成相关基因导入微生物、其他藻类、高等植物中生产虾青素的报道[8-11], 但是虾青素产量并不高, 距离产业化应用仍有较大差距, 因此对雨生红球藻本身进行基因水平改造是提高其养殖密度, 促进虾青素积累的途径之一. 目前, 雨生红球藻遗传转化体系尚不成熟, 寻找合适的基因工程选择试剂及其对应的筛选标记基因仍是关键. 氯霉素(Chloramphenicol)、壮观霉素(Spectinomycin)、庆大霉素(Gentamicin)、博莱霉素(Zeocin)是基因工程中常用的抗生素[12-15]. 本文主要分析了雨生红球藻对4种抗生素的敏感性, 旨在为确定雨生红球藻筛选标记基因提供理论依据.1.1 实验材料雨生红球藻藻种由宁波大学微藻种质库提供,经多次分离纯化后得到单一纯种培养物. 培养条件为: 温度24℃, 光照强度2500lx, 光周期12h:12h. 培养基为NMB3#培养基[16]. 经121℃, 20 min高压蒸汽灭菌后使用.1.2 不同琼脂浓度培养基培养雨生红球藻固体培养基常用于微藻分离、保种和遗传转化等. 本研究分别配制琼脂浓度为0.4%、0.8%、1.2%、1.6%和 2.0%的固体平板培养基, 每个浓度设置3个平行. 吸取10μL对数生长期的藻液均匀涂布于固体培养基表面, 倒置培养, 每天定时观察和记录藻落数.1.3 固体培养基中抗生素种类及质量浓度庆大霉素、博莱霉素、氯霉素、壮观霉素购自北京索莱宝科技有限公司. 抗生素母液经0.22μm滤膜过滤除菌, 低温保存. 分别配制不同抗生素终质量浓度(表 1)的固体平板培养基(琼脂浓度为0.8%), 每个质量浓度设置3个平行. 吸取200 μL对数生长期的藻液均匀涂布于固体培养基表面,倒置培养, 每天定时观察和记录藻落数.1.4 液体培养基中抗生素种类及质量浓度分别配制90mL含不同抗生素质量浓度(表1)的液体培养基, 加入 6mL对数生长期的藻液, 每个质量浓度设置3个平行, 以不加抗生素作为对照.每2d观察藻液生长状况, 并测定藻液光密度.1.5 指标测定雨生红球藻藻落计数方法: (1)藻落判断. 肉眼观察, 藻落正反面呈绿色, 无味, 表面光滑、质地均匀、不透明、无光泽, 单个藻落小而平坦, 藻落之间相对分散, 无蔓延扩散, 易区别于细菌、霉菌等. (2)藻落计数. 点数藻落数目, 再用10倍放大镜检查防漏.雨生红球藻藻液光密度使用750nm处的藻液吸光度(OD750)表示.1.6 数据分析数据采用平均值±标准差表示, 采用 One-Way ANOVA (Turkey)进行显著性分析(P<0.05).2.1 琼脂浓度对雨生红球藻生长的影响不同琼脂浓度固体平板培养基上雨生红球藻的生长情况见表 2. 从表 2可知, 在琼脂浓度为0.4%和 0.8%的固体培养基上, 雨生红球藻可以正常生长; 琼脂浓度超过1.2%后, 微藻生长速度下降, 藻落数变少甚至难以生长. 实验发现, 琼脂浓度为0.4%的固体平板培养基轻微晃动即碎裂, 不适于雨生红球藻的保存和培养. 琼脂浓度为0.8%的平板凝固性好, 且雨生红球藻可以正常生长, 适合研究使用. 当琼脂浓度过高时, 培养基凝固效果虽好, 但水分及营养元素流动性下降, 难以被吸收利用, 影响藻细胞正常生长.2.2 固体培养基中雨生红球藻对4种抗生素的敏感性表3为添加4种抗生素的固体平板培养基上藻落的生长状况.从表 3可知, 添加50 µg·mL-1氯霉素后, 藻落数目显著低于对照组, 但仍有较多藻落长出. 氯霉素质量浓度达到300µg·mL-1时仍有藻落长出, 说明固体培养基上氯霉素的致死剂量大于300µg·mL-1, 雨生红球藻对其敏感性低. 庆大霉素和博莱霉素对雨生红球藻生长抑制效果显著, 致死剂量分别为5µg·mL-1和0.5µg·mL-1. 壮观霉素质量浓度低于300µg·mL-1时, 均有藻落出现, 达到400µg·mL-1后才完全抑制微藻生长. 基于环保和生物安全考虑, 过高质量浓度的抗生素不适合用作基因工程的筛选抗生素. 因此, 5µg·mL-1庆大霉素和0.5µg·mL-1博莱霉素可作为选择压力, 筛选雨生红球藻基因工程阳性转化子; 而低质量浓度的氯霉素适用于藻种分离纯化.2.3 液体培养基中雨生红球藻对4种抗生素的敏感性液体培养基中抗生素对雨生红球藻生长的影响如图1所示. 从图1可知, 不同抗生素对雨生红球藻的抑制效果不同, 其对氯霉素的敏感性最低,50µg·mL-1的氯霉素未对雨生红球藻生长产生抑制,提示低质量浓度氯霉素可作为藻种无菌化处理的抑菌剂; 超过100µg·mL-1时, 雨生红球藻生长缓慢, 藻密度也有所下降, 说明高质量浓度氯霉素在一定程度上抑制了微藻的生长增殖.庆大霉素、博莱霉素、壮观霉素对雨生红球藻的抑制效果相似, 添加抗生素的各组细胞密度均处于极低水平(OD750<0.025), 藻细胞滞长; 培养后期, 细胞密度下降, 藻液逐渐透明, 说明雨生红球藻对庆大霉素、博莱霉素、壮观霉素敏感性均较高,抗生素严重影响了藻细胞的增殖, 长时间处理微藻难以正常生长. 实际应用及研究中, 抗生素的使用量需严格控制, 以防产生环境和生物安全性问题. 庆大霉素和博莱霉素使用量较少, 分别为1µg·mL-1和0.1µg·mL-1, 且效果较好.3.1 雨生红球藻生长的最适琼脂浓度琼脂浓度不仅影响固体培养基的凝固效果,还影响微藻对水分和营养元素的吸收. 有研究表明[17], 0.6%~0.8%的琼脂浓度适合微藻的生长需求,培养效果好. 本研究也发现, 最适合雨生红球藻生长的琼脂浓度为 0.8%, 琼脂浓度过低, 培养基易碎裂; 琼脂浓度过高, 难以为藻细胞提供营养, 导致生长速度慢甚至难以生长. 最佳琼脂浓度的确定可为藻种纯化、保存等提供借鉴.3.2 雨生红球藻对博莱霉素的敏感性博莱霉素及其抗性基因ble作为选择标记基因已广泛用于多种微藻的遗传转化研究[18-19], ble基因在杜氏盐藻(Dunaliella salina)[12]、金藻(Chrysophyta)及莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardti)[20]、三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)[21]中已获得瞬时或稳定表达. 滕长英等[22]研究表明, 25µg·mL-1博莱霉素可明显抑制雨生红球藻生长, 且博莱霉素会因光照逐渐分解. 樊庆德等[23]指出, 8 µg·mL-1博莱霉素能对雨生红球藻产生很大伤害, 使藻细胞裂解, 适合作为遗传转化筛选试剂. 本研究发现,因固体平板培养基上抗生素流动性弱, 作用效果不如液体培养基, 在液体培养基中仅需0.1µg·mL-1博莱霉素即可抑制微藻生长, 而固体培养基中则需0.5µg·mL-1. 与其他研究者产生差异的主要原因可能是不同藻株之间的差异或培养条件的影响,但结果均表明博莱霉素及其抗性基因ble可用于雨生红球藻基因工程阳性转化子的筛选.3.3 雨生红球藻对庆大霉素的敏感性庆大霉素与核糖体30S亚基结合, 阻断蛋白质合成导致细胞死亡, AACC3基因编码的氨基葡糖苷乙酰转移酶可使庆大霉素失活[24-25]. 庆大霉素选择标记系统在烟草和番茄中已得到应用[26], 但对部分微藻如螺旋藻(Spirulina)、湛江等鞭金藻(Isochrysis zhanjiangensis)等并不适用[25-28]. 本研究结果表明, 固体和液体培养下分别需庆大霉素5µg·mL-1和1 µg·mL-1, 即对雨生红球藻产生良好的抑制效果, 可作为雨生红球藻遗传转化的选择试剂.3.4 雨生红球藻对壮观霉素的敏感性壮观霉素可结合核糖体30S亚基, 阻断蛋白质合成导致细胞死亡, aadA基因编码的氨基糖苷-3’-腺苷酸转移酶能产生壮观霉素抗性[29]. 研究发现,在固体培养基中, 当壮观霉素达到400µg·mL-1后,没有藻落生长; 在液体培养基中, 100 µg·mL-1的壮观霉素可抑制雨生红球藻生长. 液体培养基中抗生素的作用效果与固体培养基有差异, 但所需抗生素含量均较高, 在实际应用及研究中不符合抗生素的安全使用原则, 易产生抗药性和环境污染.3.5 雨生红球藻对氯霉素的敏感性氯霉素与核糖体50S亚基结合, 抑制肽酰基转移酶活性, 阻断蛋白质合成导致细胞死亡, CAT基因编码的氯霉素乙酰转移酶可使氯霉素乙酰化而失活[30]. 有研究表明[26,30-32], 龙须菜(Gracilariopsis lemaneiformis)、多种蓝藻(Cyanobacteria)、海带(Saccharina japonica)等都对氯霉素表现出较高的敏感性, 多种绿藻对氯霉素则不甚敏感. 本研究表明, 低质量浓度的氯霉素对雨生红球藻抑制不明显, 高于100µg·mL-1的氯霉素会抑制微藻生长增殖, 但仍处于藻的耐受范围, 这与滕长英等[22]研究报道的结果相近, 均表明雨生红球藻对氯霉素不敏感, 不适合作为选择试剂. 氯霉素影响真核细胞线粒体内的蛋白质合成, 而大部分物质进入线粒体内膜又需要特异性载体进行运输[33], 缺乏相关载体导致氯霉素难以进入线粒体, 因而对雨生红球藻藻细胞产生的影响也较弱.Key words: Haematococcus pluvialis; genetic transformation; agar concentration; antibiotics【相关文献】[1] 陈峰, 姜悦. 微藻生物技术[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 1999:151-153.[2] KAMATH B, VIDHYAVATHI R, SARADA R, et al.Enhancement of carotenoids by mutation and stress induced carotenogenic genes in Haematococcus pluvialismutants[J].Bioresource Technology, 2008, 99(18):8667-8673.[3] RAPOSO M F, MORAIS A M, MORAIS R M. 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Chloramphenicol can be used to purify algae, due to its lowest inhibition to H. pluvialis. In the presence of the different effects of antibiotics in solid and liquid mediums, appropriate antibiotic concentration should be chosen for research or application of H. pluvialis.。
小球藻对5种常用基因工程抗生素的敏感性研究
小球藻对5种常用基因工程抗生素的敏感性研究
陈颖;李文彬;张利明;孙勇如
【期刊名称】《海洋与湖沼》
【年(卷),期】1999(000)005
【摘要】于1996年以本实验室培养的随圆小球藻为材料,就其对G418,
潮霉素,氯霉素,链霉素,卡好霉素等5种抗生素的敏感性进行了研究。
结果表明,小球藻对氯霉素,链霉素和卡那霉素敏感,对潮霉素较为敏感,100μg/ml即0.190mmol/L的用量可抑制固体培养中小球藻的生长;对G418则高度敏感,30μg/ml即0.043mmol/L的G418即可完全抑制固体培养中小藻的生长,15μg/ml即0.022
【总页数】1页(P500)
【作者】陈颖;李文彬;张利明;孙勇如
【作者单位】中国科学院遗传研究所;中国科学院遗传研究所
【正文语种】中文
【中图分类】Q949.217
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11种微藻提取物对3种植物病原菌抗菌活性的研究
11种微藻提取物对3种植物病原菌抗菌活性的研究
江红霞;雷红娟;轩文娟
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2008(036)010
【摘要】采用纸片法对11种微藻的不同溶剂提取物、娇柔塔胞藻的粗脂和经过硅胶柱层析后的粗脂的各分离组分进行了抗3种植物病原菌的试验.结果表明,甘薯薯瘟病原细菌对微藻提取物最为敏感,娇柔塔胞藻的乙醚提取物对稻瘟病菌的抗菌活性最强,娇柔塔胞藻的粗脂对3种植物病原菌都有一定的抗菌活性,在娇柔塔胞藻粗脂的各分离组分中,苯洗脱组分对稻瘟病菌的抗菌活性最强.
【总页数】3页(P4167-4169)
【作者】江红霞;雷红娟;轩文娟
【作者单位】河南师范大学生命科学学院,河南新乡,453007;河南师范大学生命科学学院,河南新乡,453007;河南师范大学生命科学学院,河南新乡,453007
【正文语种】中文
【中图分类】S481+.9
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针晶蓝纤维藻对几种常用抗生素的敏感性研究
针晶蓝纤维藻对几种常用抗生素的敏感性研究聂昌金;麻晓霞;石勋祥;马丽萍;马玉龙【摘要】[目的]探讨针晶蓝纤维藻(Dactylococcopsis rhaphidioides)对5种常用抗生素的敏感性.[方法]采用分光光度法研究了青霉素、链霉素、头孢唑啉钠、硫酸庆大霉素和氯霉素5种常用抗生素对针晶蓝纤维藻生长的影响.[结果]5种抗生素对针晶蓝纤维藻生长均有不同程度的抑制作用,其中氯霉素和链霉素抑制作用较强,而头孢唑啉钠和青霉素相对较弱.[结论]针晶蓝纤维藻培养中除菌可选用青霉素或头孢唑啉钠.%[Objective] The aim was to explore the sensitivity of Dactylococcopsis rhaphidioides to 5 kinds of common antibiotics. [Method] Effects of common antibiotics such as penicillin,streptomycin ,cefazolin sodium,gentamicin sulfate.and chloramphenicol on the growth of Dactylococcopsis rhaphidioides were studied by spectrophotometric method. [ Result ] D. Rhaphidioides displayed differently sensitive to the tested antibiotics. Both chloramphenicol and streptomycin exhibited a relatively strong inhibition to D. Rhaphidioides, while penicillin and cefazolin sodium had a weak inhibitory effect. [Conclusion] Penicillin and cefazolin sodium may be used as antimicrobial agent for the axenic culture of D. Rhaphidioides.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2011(039)018【总页数】3页(P10741-10743)【关键词】针晶蓝纤维藻;抗生素;敏感性;生长抑制【作者】聂昌金;麻晓霞;石勋祥;马丽萍;马玉龙【作者单位】宁夏大学化学化工学院,宁夏,银川,750021;宁夏大学化学化工学院,宁夏,银川,750021;宁夏大学化学化工学院,宁夏,银川,750021;宁夏大学化学化工学院,宁夏,银川,750021;宁夏大学化学化工学院,宁夏,银川,750021【正文语种】中文【中图分类】R975.1微藻是一种绿色低等植物,分布甚广。
含抗生素废水的微藻处理技术及其进展
conditions in order to improve the removal efficiency of antibiotics by microalgae. Finally, the problems of
生物炼制可以产生有价值的副产物,如色素、脂类
或生物燃料等[10]。根据国外最近的研究,微藻处理
医疗废水后干细胞质量浓度可达 0.52g/L,脂含量
占 28%[11]。所以,基于生物炼制概念用微藻处理含
抗生素废水后,还可以获得高附加值产品,是具有
潜力的含抗生素废水处理技术,并对实现资源循环
利用具有重要意义。本文结合近年来微藻处理含抗
钟雪晴 1,朱雅莉 1,王玉娇 2,赵权宇 2
(1 南京工业大学生物与制药工程学院,江苏 南京 211816;2 南京工业大学药学院,江苏 南京 211816)
摘要:抗生素在环境水体的累积是威胁人类健康及生态安全的全球性问题,去除环境中残留抗生素迫在眉睫。本
文首先综述了环境中抗生素残留的主要来源及危害。随后,针对微藻处理含抗生素废水的特点,阐述微藻去除抗
生素废水的部分探索性工作,重点综述了微藻去除
抗生素的机制和工艺条件。
1 含抗生素废水的产生及其危害
抗生素在医学、畜牧养殖业以及水产养殖业发
挥着重要作用,广泛用于预防或治疗微生物感染问
题[12-13]。根据全球抗生素消耗量调查结果显示,在
2000—2010 年 期 间 抗 生 素 药 物 的 消 耗 量 从
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收稿日期:2011-10-27;修回日期:2011-12-14基金项目:宁夏高等学校科学研究项目,国家大学生创新实验项目(101074923),宁夏大学大学生创新实验项目(11HGG04)作者简介:麻晓霞(1980-),女,宁夏银川人,讲师,硕士,研究方向:生物质能源研究。
通信作者:马玉龙E-mail:nxylma@163.com ·综述·微藻对常用抗生素敏感性的研究进展麻晓霞,马丽萍,石勋祥,马玉龙(宁夏大学化学化工学院,宁夏银川750021)摘要:在微藻培养过程中,需在藻液中加入抗生素以达到除菌、抑菌的目的。
对近年来微藻的抗生素纯化技术进行了综述,对选择抗生素的方法、抗生素抑菌机理及常用抗生素对微藻培养的影响等方面进行了归纳和分析,并对无菌化培养的研究前景做了展望。
关键词:微藻;抗生素;研究进展中图分类号:Q946文献标志码:A文章编号:1005-5673(2012)01-0083-04The research progress of sensitivity of microalgaes to common antibioticsMA Xiao-xia,MA Li-ping,SHI Xun-xiang,MA Yu-long(College of Chemistry and Chemical Engineering,Ningxia University,Yinchuan750021,China)Abstract:Antibiotics are added into the medium used for microalgaes culture to inhibit the growth of bacteria.This paper reviews the action mechanism of antibiotic,the influence of antibiotic on microalgaes culture,and the future prospect of ster-ile culture.Key words:Microalgaes;Antibiotics;Research progress藻类尤其是微藻,富含蛋白质、脂肪、EPA、DHA 等多种生物活性物质,具有生长快、产量高、可定向培养、适应能力强、易调控等特点,种类繁多、生物量大、分布广,引起了各个领域学者的高度关注。
目前,微藻广泛应用于开发生物质能[1]、固定吸收CO2[2]、生物吸附治理水体重金属[3]等领域。
微藻的纯种培养和保存是其应用的基础和关键性环节,也是研究其生理、生化、营养价值、药理学、毒理学等必不可少的步骤[4]。
在微藻的常规培养中,藻液中存在大量的不同种类的杂菌,这些杂菌与藻类之间存在着密切的联系,它们既可能促进微藻的生长,也可能抑制其生长,因此藻、菌之间的关系一直是微藻研究的重要课题之一。
而防治污染则是微藻培养过程中最重要的一环。
通常情况下,少量杂菌不会影响藻种的正常培养,但当某种有害菌大量繁殖时,会使藻种生长减慢,藻体老化和下沉死亡,从而限制了微藻的生长繁殖。
因此,预防被其他微生物污染是微藻无菌化培养的一个重要研究领域。
抗生素可抑制水生细菌的繁殖,在除菌、抑菌方面表现出了强大的作用[5]。
人们在研究微藻培养过程中,往往需在藻液中加入抗生素,以达到除菌、抑菌的目的。
目前微藻对抗生素敏感性研究仍参差不齐。
本文作者就近年来微藻无菌化技术中抗生素法的研究进展作一综述。
1抗生素法无菌化作用原理抗生素(Antibiotics)是微生物的代谢产物或合成的类似物,能抑制其他微生物的生长和存活,而对自身不会产生严重的影响。
抗生素的主要作用是抑制细菌的生长,它主要是通过影响细菌菌体的代谢过程,改变细菌的菌体形态而发挥其抑菌和杀菌作用,其作用机制主要包括以下4种类型:抑制细菌细胞壁的合成、与细胞膜相互作用、干扰蛋白质的合成以及抑制核酸的转录和复制[6]。
由于藻和细菌对抗生素的敏感性有一定差异,因而可以利用抗生素除去与藻共存或污染的细·38·微生物学免疫学进展2012年第40卷第1期Prog in Microbiol Immunol Feb.2012,Vol.40,No.1 DOI:10.13309/ki.pmi.2012.01.010菌[7]。
选用合适的抗生素是关键问题,而理想的抗生素应具备2个特点,即抑(杀)菌活性强和差异毒力大[8]。
抗生素差异毒力的大小是由其作用机制所决定的,是指所选用抗生素对杂菌的灭杀或抑制作用,与其对微藻损伤程度之间的差异。
差异毒力越大,越有利于除去杂菌。
当抗生素在干扰杂菌的某一代谢环节时,而此环节恰好微藻不具有,此时便显示出较大的差异毒力。
从抗生素的作用机制来看,更适于真核型微藻的培养与纯化。
抗生素对藻类本身有直接的作用,既可能作为毒物抑制藻类的生长,又可能在特定浓度时发生毒物刺激效应,进一步激活蛋白酶,调节合成以及诱导基因表达等,从而促进微藻细胞生长。
若微藻种类不同,其杂菌群落亦不同,因此需根据杂菌药敏性试验、抗生素作用效果和微藻的抗生素耐受试验,来进一步确定合适种类的抗生素及合适的浓度。
2不同抗生素对微藻生长的影响不同抗生素对微藻的影响不同。
抗生素既可抑制藻类的生长,又可促进微藻生长,而其作为藻类遗传转化中的选择标记已被多次报道[9]。
青霉素、硫酸庆大霉素、氯霉素、链霉素、氨苄青霉素等都对微藻生长有影响。
2.1青霉素对微藻生长的影响青霉素是杂环类结晶型氨基酸,通常采用的是青霉素钠盐,因为青霉素钠盐比青霉素易溶于水[10]。
青霉素的性质较温和,而Eguchi等的研究表明,青霉素不能明显地抑制藻类的生长,但可普遍作用于微藻[11]。
在微藻液中添加适量青霉素时,会使细胞壁缺损,抗渗透压能力降低,引起菌体变形、破裂而死亡。
然而不同青霉素浓度对不同微藻类的影响不同。
青霉素在500mg/L浓度下才表现出一定的抑制微藻[普通小球藻(Chlorella vulgaris)和蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)]生长的作用[12]。
当浓度在0.25 1.00mg/L范围内,青霉素对巴夫藻的生长有一定抑制作用;浓度为0.5 1.0mg/L 时有利于异胶藻的培养和保存且效果较好;浓度≥2.0mg/L对三角褐指藻的生长有明显的抑制作用[13]。
有文献提到青霉素对小球藻、扁藻、中肋骨条藻、微小原甲藻培养液内的杂菌群落均有明显的抑制作用,进而可知同种抗生素对不同种微藻培养液中的细菌抑制作用存在差异。
造成这些差异的原因是多方面的,可能与藻菌体系的差异有关,也可能与微藻的不同生长阶段、实验条件的差异和选用指标有关。
2.2硫酸庆大霉素对微藻生长的影响硫酸庆大霉素属新霉素类,为氨基拟寡糖类抗菌素,具有广谱性。
其作用机理是影响蛋白质的合成,对多种革兰氏阴性菌及阳性菌都具有抑菌和杀菌作用,同时在微藻除菌方面得到了广泛应用。
低浓度(100mg/L)的硫酸庆大霉素能广泛用于微藻的除菌,为确定分离、纯化微藻时对藻细胞无害并能抑制伴生杂菌生长提供了依据[14],且能获得无菌眼点拟微绿球藻藻株[15]。
浓度为50 100mg/L时,庆大霉素对湛江等鞭金藻细胞生长有促进作用,当浓度为1000mg/L时,对藻细胞生长有明显的抑制作用[16]。
而浓度为125mg/L能抑制湛江叉鞭金藻中的有害菌,并能使该藻恢复到最佳生长状态[17]。
因此低浓度(100mg/L)的硫酸庆大霉素不仅可以广泛用于微藻的除菌,对藻细胞生长有促进作用,而且还可以作为该微藻的基因工程阳性选择标记,为今后的有关研究提供了可靠的依据。
2.3氯霉素对微藻生长的影响氯霉素是从委内瑞拉链霉菌(Streptomyces vene-zuela)中分离提取的广谱抗生素。
对许多需氧革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌、厌氧的菌质体都有抑制作用。
不同微藻对不同浓度氯霉素的敏感性存在差异。
亚心形扁藻和四爿藻对浓度为25mg/L的氯霉素敏感[18]。
然而25mg/L氯霉素不但能够有效控制其细菌污染,且通气培养的小球藻生长量和代谢产物积累是无抗生素情况下的1.6倍[19]。
当浓度≤100mg/L时对小球藻的生长影响差异不显著,200mg/L时抑制作用显著[20]。
而50mg/L浓度的氯霉素就对针晶蓝纤维藻的生长产生明显的抑制作用[21]。
氯霉素作为基因工程的选择标记已有不同报道。
为了获得稳定的转基因小球藻藻株,发现200mg/L氯霉素不能完全抑制小球藻的生长,故不能作为小球藻的基因工程选择标记[22]。
但有报道表明氯霉素适合作为盐藻基因工程的筛选抗生素[23]。
但由于未知的原因,400mg/L氯霉素对盐藻有抑制,不同于已有的报道[24]。
氯霉素可抑制伴藻杂菌,促进藻细胞生长,同时在研究基因工程选择标记的研究中现已成为热点关注的问题。
2.4链霉素对微藻生长的影响链霉素属氨基糖苷类广谱抗生素,可抑制细菌蛋白质的生物合成,对静止期细菌的杀灭作用较强。
微藻对链霉素的敏感性存在差异,且在抑菌方面有不同的报道。
链霉素对一株有毒的塔玛亚历山大藻(A.tamarense)的生长无明显抑制作用,可用于藻株无菌化培养的研究[25]。
0.1mg/L和0.5mg/L的链霉素对中肋骨条藻生长的影响较小[26]。
而4 8mg/L链霉素对节旋藻的生长有抑制作用[27]。
当链霉素浓度为1000mg/L时,对波吉卵囊藻生长无明显影响,但对藻液中细菌有明显抑制作用[28]。
两种丝状蓝藻(钝顶节旋藻和盐泽螺旋藻)在基因工程中常用链霉素作选择标记[29]。
有关链霉素在基因工程中作选择标记已成为热点问题。
2.5氨苄青霉素对微藻生长的影响氨苄青霉素属β-内酰胺类抗生素,不同微藻对其敏感性存在差异。
氨苄青霉素对塔玛亚力山大藻的生长抑制作用明显。
随着氨苄青霉素浓度的升高,藻细胞的生长明显减慢,细胞生长的衰退期提早出现[30]。
而Wang等的试验证实,100mg/L氨苄青霉素可促进A.tamarense CI01的生长,当浓度为1000mg/L时,藻类生长受抑制并最终死亡[31]。
低浓度(0.5mg/L)的氨苄青霉素对小球藻细胞生长有明显促进作用,可用于小球藻纯化过程中抑菌[32]。
当氨苄青霉素浓度≤1.0mg/L时,铜绿微囊藻的生长完全受到抑制,且氨苄青霉素可作为铜绿微囊藻遗传转化的选择标记[33]。
2.6其他抗生素对微藻生长的影响除上述几种抗生素应用于藻类的除菌及基因工程中选择标记外,卡那霉素、红霉素、土霉素、盐酸林可霉素、硫酸阿米卡星、派拉西林钠、头孢唑啉钠等也有报道。
卡那霉素浓度≤100mg/L对紫球藻的影响较小,但能抑制或杀灭其伴生的杂菌,可用于藻种纯化过程中抑菌[34]。