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我国富营养化湖泊的比例达到60％，太湖、滇池等重要水源水体在夏秋季节频繁爆发蓝藻水华，严重影响了当地人民生活和工农业发展。在各种理化手段治理效果不甚理想的情况下，微生物除藻技术已经越来越受到研究者的关注。溶藻细菌在此技术中起着重要的作用。本课题旨在建立分子生物学方法分析、检测环境溶藻细菌，并对太湖土著溶藻细菌进行分离与除藻效果的初步评价，为微生物除藻技术的构建和应用提供科学依据。
本文分四个部分进行阐述：
1.环境溶藻细菌PCR定性检测法的建立
假单胞菌属是较为常见的环境溶藻细菌。本研究根据假单胞菌属16SrRNA基因序列设计特异性引物，应用PCR技术扩增目标细菌。针对PCR反应条件中的Mg2+、dNTP、引物、Taq酶，应用正交试验设计确定了假单胞菌属特异性引物PCR扩增的最佳反应体系：反应总体积为20μL，含DNA70～100ng、dNTP300μM、上下游引物各10pm、Mgcl21.0mM、Taq酶1.5个单位、10×ReactionBuffer2.5μL。热循环条件为：95℃，5min；30个循环，92℃，1min；64.1℃，1min；72℃，1min；72℃，延伸10min。得到990bp的特异性条带，此方法能够快速检测出环境样本中的目标菌属，最低检测限为3.0ngDNA。
2.环境溶藻细菌RTQ-PCR定量检测法的建立
本研究应用SYBRGreenⅠ标记技术，与上章的最佳PCR条件相结合，建立了实时荧光定量检测假单胞菌属在环境中的相对丰度的RTQ-PCR方法。该方法对总细菌的检测范围为103～108个基因拷贝/μL(R2=0.997)，假单胞菌属的检测范围为1～105个基因拷贝/μL(R2=0.994)。总细菌与假单胞菌属初始拷贝数与Ct值之间的线性关系曲线表达式分别为：Ct(USU)=-3.9081LgCopynumber+46.0741，Ct(PSE)=-3.265LgCopynumber+22.6789。应用该方法定量检测太湖水样及南京市污水处理厂活性污泥等环境样本中假单胞菌属的丰度，证明此方法在检测环境样本中假单胞菌属丰度的可行性。
3.溶藻细菌PCR检测法在太湖水除藻研究中的应用
应用以上建立的常规PCR技术以及RTQ-PCR技术，分别对悬挂于太湖梅梁湾水域的除藻中试装置中三种人工介质富集的总细菌基因组DNA进行定性、定量分析。常规PCR技术对8月份三种介质定性分析发现，材料上富集大量的假单胞菌属；实时荧光定量PCR对5-10月间三种介质定量分析发现，三种介质上目标细菌丰度分别为组合填料：0.84％、无纺布填料：0.58％、弹性填料：0.35％，其对假单胞菌的富集能力由强至弱为组合填料＞无纺布填料＞弹性填料。在α=0.05的水平上各个装置中间纵面的细菌丰度高于进水及出水纵面，后两者在统计学上无明显的差异。每个纵面上，表面采样点及底部采样点上细菌的丰度低于中部采样点。
4.溶藻细菌的分离及其评价
从太湖监藻水华爆发时分离获得了铜绿微囊藻，并经高效液相色谱对其产毒量进行分析。结果表明，当藻细胞起始浓度为7.8×106个/mL，采样间隔为8小时，四个时间点每106个藻细胞的MC-LR产毒素量分别为0.3523μg、0.3047μg、0.2815μg、0.2271μg。于梅梁湾水域放置的除藻中试装置的人工介质上分离出一株溶藻细菌，经形态学、生理与生化特性、以及16SrRNA特异性引物扩增综合分析，初步鉴定该株菌属于假单胞菌属；该菌对源自太湖的铜绿微囊藻具有较强的溶藻作用。其最低溶藻浓度为105个/mL。在太湖水、PBS以及BG11培养基等不同反应体系内，当藻细胞初始浓度为7.8×106个/mL，投加菌液浓度为106个/mL时，该菌24小时藻细胞溶解率分别为85.9％，67.9％和91.0％，完全溶藻时间为48小时；该株细菌在去除微囊藻细胞的同时，对MC-LR具有较强的降解作用。在微囊藻毒素LR起始浓度为2.6423μg/L的条件下，该细菌对MC-LR在作用18、36和72小时后的降解率分别为14.2％，51.3％和100.0％。由此为今后将该菌应用于太湖或其他水系的藻类污染治理提供了科学依据。