假交替单胞菌（Pseudoalteromonas sp.S-2）对东海原甲藻光合系统的影响

摘要：东海原甲藻（Prorocentrumdonghaiense）近年来引发中国东海区域原甲藻类的赤潮。前期从河口土壤中分离获得假交替单胞菌。实验选取有害藻东海原甲藻来研究菌株S-2的杀藻效果，其杀藻活性达到90.8%。为探究菌株S-2对东海原甲藻的杀藻机制，对原甲藻细胞光合系统的影响进行了研究。实验结果表明，菌株S-2处理下叶绿素a含量显著降低，同时，藻细胞的光能转化效率明显降低。随S-2上清液作用时间的延长，原甲藻细胞光合系统受到严重破坏，最终导致细胞死亡。

关键词：东海原甲藻；假交替单胞菌；光合系统；

1.引言

东海原甲藻是有害藻华物种，近年在中国海域引发了大面积的原甲藻赤潮（张秀芳等， 2007）。赤潮生物防治方法因其快速、高效、且无二次污染等优点越来越受到关注（Jeonget al.， 2008）。抑藻细菌通过产生胞外活性物质灭杀藻类细胞，因其能够有效抑制有害藻类生长的特点而被广泛研究（Yanget al.， 2013）。本文通过研究细菌S-2作用下东海原甲藻细胞的生长光合系统中叶绿素a含量、最大光合效率，进而探索抑藻菌对海洋原甲藻细胞的抑藻作用和机制。

2.材料与方法

2.1受试藻种和菌种

东海原甲藻无菌藻种从中国海洋大学微藻实验室购入。藻种培养于光照培养箱中进行，培养液为f/2培养基（王平平， 2015）。供试假交替单胞菌前期分离于河口土壤中，登录号S2 MG457253（Zheng et al.， 2018）。将单菌转移至经高温灭菌的2216Ｅ液体培养基中活化。

2.2东海原甲藻生长量的测定

假交替单胞菌菌液按5％体积比接种于东海原甲藻藻液中，增加2216E培养基对照，共培养120 h，于显微镜下用血球计数板计数。实验均设3组平行。抑藻率计算公式：抑藻率（%）=（1-Tt/Ct）×100%，T和C为处理组和对照组中藻细胞浓度，t为培养时间。

2.3藻光合色素和Fv/Fm的测定

藻菌共培养后，通过离心收集藻细胞，使用85%丙酮溶液提取藻细胞色素，随后再次离心。光合色素的计算公式：Chl a（mgL−1）=12.21×A663nm−2.81×A645nm。用Water-PAM叶绿素荧光仪（德国Walz），测量菌株东海原甲藻叶绿素荧光参数的数值，得到Fv/Fm（光二系统最大光化学量子产量）。

3.结果与讨论

3.1 菌株S-2对东海原甲藻生长的影响

图1中，在5%浓度菌株S-2作用下24 h时即对原甲藻细胞的生长表现出显著的抑制作用，共培养120 h时在5%抑藻菌浓度作用下，S-2对原甲藻呈现出最大的抑制效果，抑藻率达到91%.实验结果表明假交替单胞菌对赤潮藻东海原甲藻的生长具有短期高效的抑制效果。许多对赤潮藻有抑制作用的杀藻细菌被从土壤、海水、赤潮发生区域环境中分离得到。Kim等（2008）分离得到一株细菌Pseudoalteromonashaloplanktis对有害甲藻微型原甲藻（Prorocentrum minimum）表现出95%的杀藻活性。抑藻细菌的开发成为一种具有潜力的可快速、高效、且无二次污染的赤潮治理手段。

3.2菌株S-2对东海原甲藻光合系统的影响

图2A可见，经S-2上清液处理后的藻细胞36 h后叶绿素a含量明显低于对照组，此时与对照组相比S-2处理组的叶绿素a含量下降到27%。这一结果表明菌株S-2能够破坏藻细胞的色素合成。通过测定Fv/Fm值，可以评估S-2处理后藻细胞光合作用的状态（图2B）。随着处理时间的延长，Fv/Fm值持续下降，在60 h时S-2上清液处理组的Fv/Fm值比对照组低3倍。PSII系统作为一种主要的色素-蛋白质复合物，可以催化光合作用，但对不利的环境条件很敏感。光合色素主要有类囊体膜中的叶绿素a，它们在光合作用过程中吸收光和能量进行转化（Nymark et al.， 2009）。Fv/Fm代表了PSII的最大光化学量子产量即光合效率，生物应激通常会降低生物细胞的Fv/Fm。经过S-2上清液处理后的藻细胞色素含量和Fv/Fm值显著下降，光合效率受到严重阻碍，PSII系统正常的生理功能遭到了破坏。

参考文献：

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