活性污泥中群体感应淬灭菌的分离纯化及功能验证

[背景]近年来,群体感应淬灭(QuorumQuenching,QQ)技术在膜生物污堵防控中的应用研究受到了广泛关注.然而,目前已成功分离纯化的高效QQ菌有限,更多高效QQ菌资源亟待挖掘.[目的]从实际运行的膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)活性污泥中采样,分离并富集高效QQ菌.[方法]以根瘤农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)A136为报告菌株,使用指示琼脂平板法测定各菌株的N-辛酰基高丝氨酸内醋(N-Octanoyl-DL-Homoserine Lactone,C8-HSL)降解能力.以紫色色杆菌(Chromobacterium violaceum)VIR24为报告菌株,定量测定所得QQ菌降解N-己酰高丝氨酸内醋(N-Hexanoyl-DL-Homoserine Lactone,C6-HSL)信号分子的能力.通过微生物形态、生理生化及16S rRNA基因序列测定、构建系统发育树、扫描电子显微镜形态观测等方法对菌株进行分类学鉴定.用共培养法分析QQ菌对生物膜形成的抑制能力,通过聚乙烯醇和海藻酸钠包埋固定化QQ菌.[结果]筛选出了 6株高效QQ菌,其中对C8-HSL分解能力最强的为杆状、革兰氏阴性戴尔福特菌属(Delftia sp.)JL5.定量分析结果表明菌株JL5能在10 h内完全降解C6-HSL.菌株JL5显著抑制铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)PAO1和菠萝泛菌(Pantoea ananatis)SK-1生物膜的形成.固定化后的JL5微球仍具有高效的C6-HSL和C8-HSL信号分子分解能力,而且分解速度较被广泛报道的红球菌(Rhodococcus sp.)BH4更快.[结论]研究分离得到了高效的QQ菌,能够有效抑制N-酰基高丝氨酸内醋(N-Acyl-Homoserine Lactones,AHL)型群体感应菌生物膜的形成,固定化后仍然具有强QQ活性,具备广泛的应用前景,为后续QQ膜生物污堵防控技术的实践应用奠定了基础.