A non‐classical biomanipulation experiment in Gonghu Bay of Lake Taihu: control of Microcystis blooms using silver and bighead carp

A non‐classical biomanipulation experiment was carried out in Gonghu Bay of Lake Taihu in 2009. Silver and bighead carp were stocked in a large fish enclosure to control cyanobacterial blooms. Water quality, plankton abundance, and the intracellular and extracellular microcystins (MCs) in lake water were investigated monthly in 2009. The concentrations of nitrogen nutrients were significantly lower in the fish enclosure than in the surrounding lake, while phosphorus (especially total phosphorus) concentration was higher in fish enclosure. During the blooming period, Cyanophyta contributed to more than 90% of the phytoplankton in the surrounding lake, whereas it represented only 40–80% in the fish enclosure. The phytoplankton and crustacean zooplankton biomasses and the zooplankton/phytoplankton ratios were all significantly lower in the fish enclosure than in the lake. This result suggested that silver and bighead carp can effectively suppress the phytoplankton biomass with the initial stocking density of 7.5 g m^?3 for silver carp and 1.1 g m^?3 for bighead carp, despite a simultaneous decrease in the grazing pressure of the zooplankton on the phytoplankton. During the blooming period, the intracellular and extracellular MCs in the fish enclosure were reduced by 93.8% and 69.8% compared with the surrounding lake. MCs content varied from 0.34 to 18.8 ng (mean 4.8 ng) MC‐LReqg^?1 wet weight in the muscle sample of silver and bighead carp in the experimental enclosure, which suggested that these fish were safe to consume for human. However, the long‐term effects of MCs on aquatic ecosystem and on public health cannot be overlooked.     

种蛋孵化死胚及孵化厅环境样本中铜绿假单胞菌的分离鉴定及其耐药性分析

本研究旨在了解种鸡场中种蛋孵化死胚和周围环境中感染或污染铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa，PA）的比率及分离株的耐药性。从广东省的5个规模化种鸡场采集孵化厅死胚及其周围环境样本进行PA的分离鉴定，采用K-B纸片扩散法分析其抗菌药物敏感性，并通过常规PCR检测对应的耐药基因。结果显示，在采集的679份样本中，分离到共77株（77/679，11.3%）PA，其中2株来源于环境样本（2/24，8.3%），75株来源于死胚（75/655，11.5%）。药敏试验检测显示，耐药率最高的是复方新诺明（100%）和四环素（100%），其次为氯霉素（75.4%），另外第三代头孢噻肟也有检测出耐药株，耐药率达11.7%；多重耐药率高达62.3%；耐药基因qacE△1-sul1（29.9%）和ant（3″）-I（29.9%）的检出率最高，其次为DHA（28.3%），而oprD₂基因阳性率为11.7%，提示其对碳青霉烯类抗菌药的耐药性转移风险水平较高。综上，所调查的5个种鸡场的种蛋孵化死胚及其周围环境中均存在不同程度的PA感染或污染，且分离鉴定的菌株表现出较强的耐药性。因此建议该5个种禽场在养殖过程中要加强饲养管理，及时清洁和消毒种蛋、孵化机及其周边环境；另一方面应定期进行药敏试验，合理使用抗菌药物，以尽量减少耐药及多重耐药菌株的出现。     

甘草查耳酮A对貂源铜绿假单胞菌的抗菌活性

【目的】 研究甘草查耳酮A对貂源铜绿假单胞菌的抗菌活性，为临床合理使用甘草查耳酮A抗感染治疗提供依据。【方法】 采用微量肉汤稀释法和平板计数法测定甘草查耳酮A对貂源铜绿假单胞菌的最小抑菌浓度（minimal inhibitory concentration，MIC）和最小杀菌浓度（minimum bactericidal concentration，MBC）；平板计数法测定1MIC、2MIC、4MIC和8MIC甘草查耳酮A对铜绿假单胞菌的杀菌效果；吸光光度法测定1/16MIC、1/8MIC、1/4MIC和1/2MIC甘草查耳酮A对铜绿假单胞菌生长的影响；结晶紫染色法测定1/8MIC、1/4MIC、1/2MIC和1MIC的甘草查耳酮A对铜绿假单胞菌生物被膜的抑制效果以及1/4MIC、1/2MIC、1MIC和1MBC甘草查耳酮A对生物被膜的清除效果；建立小鼠皮肤刀伤模型和皮肤脓肿模型评价甘草查耳酮A对铜绿假单胞菌感染小鼠的治疗效果。【结果】 甘草查耳酮A对貂源铜绿假单胞菌临床分离菌株具有良好的抗菌活性，MIC和MBC分别为3.125和12.5 μg/mL。时间-杀菌曲线结果显示，2MIC和1MIC组在6 h内铜绿假单胞菌数量逐渐减少，之后基本维持在1×10⁵ CFU/mL左右；8MIC和4MIC组铜绿假单胞菌的数量一直处于下降趋势，并且分别在14和16 h后均无菌落形成。1/16MIC甘草查耳酮A对铜绿假单胞菌生长影响不明显，而1/8MIC、1/4MIC和1/2MIC甘草查耳酮A可抑制细菌生长。1MIC甘草查耳酮A对铜绿假单胞菌生物被膜形成的抑制率约为70%，1MBC甘草查耳酮A可清除约50%预形成的生物被膜。体内试验结果表明，甘草查耳酮A有助于铜绿假单胞菌感染小鼠刀伤的创口愈合，并减少皮肤脓肿。与对照组相比，甘草查耳酮A和氨苄西林组脓肿中的细菌数量均极显著减少（P<0.01）。【结论】 甘草查耳酮A对貂源铜绿假单胞菌具有良好的体外和体内抗菌活性，可进一步用于临床治疗铜绿假单胞菌感染制剂的研发。     

铜绿假单胞菌PA14 H3-T6SS的调控功能研究

【目的】研究模式病原细菌铜绿假单胞菌PA14（Pseudomonas aeruginosa PA14）第三套六型分泌系统（H3-T6SS）的调控机制和在环境适应等方面的功能，为该菌致病机制研究和治疗方案开发奠定基础。【方法】以铜绿假单胞菌PA14为研究对象，利用凝胶迁移阻滞试验（EMSA）验证σ^s因子（RpoS）与H3-T6SS启动子区的结合能力；构建rpoS敲除菌株（ΔrpoS）及回补菌株（rpoS），用启动子酶活试验研究RpoS对H3-T6SS表达的调控作用；构建H3-T6SS关键组分clpV3敲除菌株（ΔclpV3）及回补菌株（clpV3），测定其在酸、渗透压等不同胁迫下的细胞存活率；检测H3-T6SS对铜绿假单胞菌PA14生物膜形成和运动能力的影响。【结果】RpoS蛋白可以直接结合H3-T6SS启动子区；成功构建了铜绿假单胞菌PA14的rpoS和clpV3敲除菌株及回补菌株，RpoS正调控H3-T6SS的表达，H3-T6SS有助于细菌抵抗酸胁迫，但对渗透压胁迫响应不明显；H3-T6SS可显著增强细菌的生物膜形成和运动能力。【结论】铜绿假单胞菌PA14的H3-T6SS受调控因子RpoS的正调控，在增强细菌抗酸胁迫、生物膜形成和运动能力等方面有重要作用。     

掺硼金刚石薄膜电极电化学氧化对铜绿微囊藻的生长抑制

阳极材料采用掺硼金刚石薄膜板状电极，研究了电化学氧化中电流密度、电解时间、pH、氯离子浓度、硫酸根离子浓度对铜绿微囊藻生长抑制的影响，以及电解前后藻细胞形态的变化。结果表明，4个影响因素对铜绿微囊藻生长抑制效果显著。抑藻效果随电流密度、电解时间的增加而增加，电流密度为17 mA/cm²时藻细胞出现破裂、细胞内物质流出的现象，抑藻效果较好；当电解时间为20 min时，可完全抑制藻细胞生长；再增大电解时间，对抑藻效果无明显促进作用，初始pH在中性及酸性条件下可完全抑制藻细胞生长。抑藻效果与溶液中氯离子、硫酸根离子浓度成正相关，当溶液中氯离子浓度为6 mg/L时，可完全抑制藻细胞生长；无氯离子时，藻细胞在4 d后出现继续增长现象。     

不同磷源及其配比对铜绿微囊藻生长和摄磷效应的影响

在实验室条件下研究了无机磷(磷酸氢二钾)与2种有机磷(β-甘油磷酸钠、三磷酸腺苷钠)不同配比对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的生长效应以及微囊藻摄取不同磷形态[总溶解磷(total dissolved phosphorus, TSP)、溶解反应磷(soluble reactive phosphorus, SRP)和溶解有机磷(dissolved organic phosphorus, DOP)]的规律.结果表明,当无机磷与有机磷配比为6∶1时,对铜绿微囊藻生长最有利,对数生长期可维持6～8 d,其最大生物量达2.586×106个/mL;培养基中以有机磷作为唯一磷源时,铜绿微囊藻的生长最差;2种有机磷(β-甘油磷酸钠、三磷酸腺苷钠)对铜绿微囊藻生长的效果相似,铜绿微囊藻对SRP的摄取速度越快,其生长速率也越高(R=0 9995);待水中可利用磷耗尽后,β-甘油磷酸钠会在碱性磷酸酶作用下转化成可利用磷供藻生长,而三磷酸腺苷可直接分解成磷酸基供铜绿微囊藻生长.     

金鱼藻和狐尾藻对铜绿微囊藻生长及藻毒素释放的影响

通过加入金鱼藻(Ceratophyllum)、狐尾藻(Myriophyllum)与铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)共同培养的实验方式,测定其过程中藻密度、总氮和总磷、藻毒素含量的变化,研究金鱼藻、狐尾藻对微囊藻生长及藻毒素释放的影响.结果表明,金鱼藻、狐尾藻不仅能很好地抑制铜绿微囊藻的生长,吸收水中的氮磷元素,还能在一定程度上抑制微囊藻毒素的释放.其中狐尾藻对铜绿微囊藻密度的抑制率能高达91.19%,对氮和磷的吸附率分别为66.84%和53.75%,对藻毒素MC-LR的抑制率达到44.23%.     

着生藻碳氮计量特征对铜锈环棱螺生长的影响

氮负荷较高的富营养湖泊中,着生藻大量增加,而牧食者数量却逐渐减少,进而导致沉水植物衰退或消亡;为了探究氮浓度过高对螺类生长的影响,本文基于受控实验,探讨了不同水体氮浓度(1 mg/L,4 mg/L,7 mg/L)培养下的着生藻碳氮计量特征对铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)生长的影响效应。结果表明,4 mg/L处理组的着生藻和螺体内的碳和氮含量均高于1 mg/L和7 mg/L处理组,而碳氮比则低于这2个处理组;1 mg/L处理组的着生藻和螺体内的碳和氮含量最低,其碳氮比最高。着生藻氮含量与螺体内氮含量呈显著正相关关系(r=0.877,P0.001)。水体氮浓度为1 mg/L处理组的螺生长率和体长均高于4 mg/L和7 mg/L处理组,4 mg/L处理组的螺生长率和体长最低。研究结果显示,着生藻氮元素含量在一定范围内会随着水体氮浓度的增加而升高,着生藻氮含量与螺体内的氮含量变化一致,作为螺食物的着生藻氮含量增加时,螺体内氮含量也相应随之增加。环棱螺食物质量的下降与着生藻中化学元素含量的改变有关,这可能是螺生长受到抑制的重要原因。     

分光光度法测定铜绿假单胞菌浓度的初步研究

以铜绿假单胞菌为例，用分光光度法测定不同浓度梯度的致病菌在特定波长的吸收峰值(OD值),发现两者具有良好的线性关系。可用OD值来表示水产养殖常见致病菌的菌量，以简化致病菌菌量的测定方法和操作时的工作量，并有利于药敏试验的简化。     

凤眼莲对铜绿微囊藻的化感抑制作用研究

研究了凤眼莲种植水抽滤液、不同部位的活体凤眼莲和干体凤眼莲的甲醇和丙酮提取物对铜绿微囊藻的化感抑制作用。结果表明：凤眼莲种植水抽滤液及不同部位的提取液均对铜绿微囊藻产生一定的化感抑制作用，并降低了稳定期的铜绿微囊藻产量。10%、50%、100%种植水抽滤液对铜绿微囊藻的抑制率分别81.06%、89.23%和89.78%。凤眼莲不同部位的甲醇和丙酮提取液对铜绿微囊藻的抑制强度不同，其中以根部的甲醇提取液效果最佳。由此得出：凤眼莲作为杀藻剂的材料具有一定的应用前景。