貝萊斯芽孢桿菌AP3抑制銅綠微囊藻效應與機理研究

中圖分類號：X835 文獻標志碼：A 文章編號：1674-3075（2025）04-0247-09

銅綠微囊藻（Microcystisaeruginosa）多生長在湖泊、池塘等有機質豐富的水體中，營浮游生活，群體呈球形團塊狀或不規則形成穿孔的網狀團塊，橄欖綠色，是引起藍藻水華的優勢藻種之一，產生的微囊藻毒素嚴重威脅著水生生物和人類健康。主要有3種方法去除或抑制銅綠微囊藻：（1）物理方法，包括紫外線輻射強化混凝（Daietal，2020）、石墨氈電極電強化技術與電芬頓法（黃詞苑，2022）等；（2）化學方法，王磊等（2021）開展了 FeSO₄ 協同過硫酸氫鉀（PMS）高級氧化除藻研究，董澤樟等（2022）研究了復合材料CS-MOF纖維對銅綠微囊藻生長、細胞結構、光合作用、抗氧化酶活性以及微囊藻毒素的影響，周春妙等（2022）探討了殼聚糖和納米碳銅對銅綠微囊藻的抑制效果，侯新星和田如男（2021）研究了不同濃度丁二酸、香草酸與肉桂酸對銅綠微囊藻生長及光合色素的影響，盧桂蓉等（2021）進行了稀土元素鑭對銅綠微囊藻生長和生理特性的影響研究；（3）生物學方法，邱雨等（2022）探究了銅銹環棱螺對銅綠微囊藻的抑制效應，牛漾聘等（2022）開展了金魚藻-環棱螺組合系統對銅綠微囊藻生長及光合活性的抑制作用研究，袁軻婷等（2022）從水庫底泥中分離出1株對銅綠微囊藻具有溶解作用的纖維弧菌，能有效地抑制銅綠微囊藻繁殖，Yi等（2015）探討了吉氏不動桿菌A2對銅綠微囊藻的生長抑制和微囊藻毒素降解作用，薛靜靜等（2020）從水稻田中分離出1株類芽孢桿菌，對處于對數生長期前期的銅綠微囊藻液溶藻率達 77.1% ，Guo等（2016）研究發現，氣單胞菌菌株（GLY-2107）對銅綠微囊藻的溶藻活性受到N-酰基高絲氨酸內酯介導的群體感應調節，還有一些資料報道，芽胞桿菌對于銅綠微囊藻生長也具有良好的抑制作用（盧蘭蘭等，2009；晉利等，2010；程新等，2017；Xuanetal，2017；許艷婷等，2018；陳東等，2021）。

貝萊斯芽孢桿菌（Bacillusvelezensis）作為芽孢桿菌屬的一種，在自然界中分布廣泛，且易于分離和培養，該菌因生長快、抗逆性強、代謝產物豐富、對人和動物安全無毒而被廣泛關注（陳龍等，2020）。貝萊斯芽孢桿菌具有豐富的次級代謝產物，可以競爭性地抑制植物病原微生物，為高效生防制劑的應用提供了可能（張帆，2018；萬青等，2021；閆助冰等，2021；張文博等，2021）。筆者從凡納濱對蝦養殖池塘中篩選出1株貝萊斯芽孢桿菌AP3，具有高效的去除亞硝酸鹽的能力（孫瑞彬等，2023），在研究過程中還發現，菌株AP3對于銅綠微囊藻的生長也具有良好的抑制作用，為此開展了該菌株對銅綠微囊藻的抑制效應與機理研究，旨在拓寬該芽孢桿菌的應用范圍，為實現水產養殖的健康綠色發展提供實踐意義。

1材料與方法

1.1材料來源及設備

貝萊斯芽孢桿菌（Bacillusvelezensis）AP3由海洋生物活性物質利用研究室篩選得到。銅綠微囊藻（Microcystisaeruginosa）由天津農學院友好贈送。LB和BG11培養基分別用于培養貝萊斯芽孢桿菌AP3和銅綠微囊藻。

ABI實時熒光定量PCR儀StepOnePlus（美國賽默飛公司）、GelDocEZImager凝膠成像系統（美國伯樂公司）、T100PCR儀（美國伯樂公司）、JSM-IT300掃描電子顯微鏡（日本電子公司）、T6新世紀紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）、Nano-Drop？ND-2000超微紫外分光光度計（美國賽默飛公司）和UNIVERSAL320R臺式高速冷凍離心機（德國Hettich科學儀器公司）為本實驗所用儀器

1.2抑制實驗

1.2.1 構建銅綠微囊藻生長回歸曲線 將銅綠微囊藻接入 250mL 的錐形瓶中，培養箱中生長，光暗周期為12：12，光照強度 2500lx ，溫度為（ 25±1 ） °C ，培養時間 24h 。取 1mL 對數生長期銅綠微囊藻，繪制吸光值 （OD₆₈₀） 和藻細胞密度的回歸曲線，該回歸曲線用于計算銅綠微囊藻的藻細胞密度（圖1）。

1.2.2貝萊斯芽孢桿菌AP3懸液對銅綠微囊藻生長的抑制將貝萊斯芽孢桿菌AP3在 條件下培養 12h 后，離心制成不同濃度菌懸液，接種到銅綠微囊藻 （1.5×10⁶ 個 /mL ）中，體系中菌懸液濃度分別為 0.5×10⁷?1×10⁷ 和 2×10⁷CFU/mL ，對照組加入相同體積生理鹽水，每組設置3個平行，間隔3d測定藻液吸光值并計算藻密度，抑藻率計算公式如下：

式中： R_I 為抑藻率 （%），N_t 為AP3組第 t 天藻細胞密度（個/mL）， M_t 為對照組第t天藻細胞密度（個/mL）。1.2.3貝萊斯芽孢桿菌AP3無菌濾液對銅綠微囊藻生長的抑制無菌濾液的制備：將濃度為 10× 10⁷CFU/mL 的貝萊斯芽孢桿菌離心 （10 000r/min 4^°C）10min ，上清液用 0.22μm 濾膜過濾后得到無菌濾液。銅綠微囊藻 （1.5×10⁶ 個 /mL ）中分別加入終體積為0.5%.1% 和 2% 的無菌濾液，對照組加入相同體積滅菌LB培養基，每組設置3個平行。間隔3d測定藻液吸光值，并計算微囊藻密度，同時進行后續數據測定。

1.2.4銅綠微囊藻葉綠素a的測定葉綠素a提取采用丙酮提取-反復凍融法。取 40mL 藻液，離心（5000r/min，4C）15min ，沉淀藻體放入 -20^°C 冰箱中冷凍，間隔 30min 取出，室溫下避光解凍 15min ，反復凍融3次后，加入 90% 丙酮 10mL ，振蕩器振蕩 2min 后放入4^°C 冰箱靜置， 30min 后取出振蕩1次，重復此操作3次后離心 ，取上清液，分光光度法測定吸光值，根據以下公式計算葉綠素a含量：

C_chl-a=0.0604×A₆₃₂-4.5224×A₆₄₉+13.2969× A₆₆₅-1.7453×A₆₉₆ ②

式中： C_chl-a 為葉綠素a含量（ mg/L） .A₆₃₂.A₆₄₉.A₆₆₅ 和 A₆₉₆ 分別為632、649、665和 696nm 的吸光值。

1.2.5銅綠微囊藻葉綠素熒光參數的測定用PAM-2500調制式葉綠素熒光儀（Walz公司生產）測定各組銅綠微囊藻葉綠素熒光參數。通過葉綠素熒光儀測定 F_o （暗適應后最小熒光產量）和 F_m （暗適應執行飽和脈沖后最大熒光產量），根據 F_m 和 F_o ，計算出PSⅡ的最大光化學量子產量 F_v/F_m=（F_m-F_o）/F_m ，它反映了細胞的潛在最大光合能力（Kummerovaetal，2006）。設置不同光照強度，測定光響應曲線，根據擬合方程得出最大相對電子傳遞速率 RET_max| （朱俊英等，2011）。

1.2.6銅綠微囊藻光合基因表達的檢測 離心收集藻體，方法同1.2.4。按照Trizol總RNA抽提試劑盒說明書提取藻體總RNA。實時熒光定量PCR檢測銅綠微囊藻光合基因的表達。銅綠微囊藻中編碼D1蛋白基因psbA和編碼核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亞基的基因 rbcL 引物序列見表1。qRT-PCR反應體系： 10μL 的SYBRMix， 0.4μL 的 50×ROX ，0.5μL 的上游引物， 0.5μL 的下游引物， 7.6μL 的雙蒸水和 1μL 的樣品cDNA組成 20μL 的反應體系。qRT-PCR反應程序： 95^°C 下反應30s預變性， 95^°C 下反應 5s，50^°C 下反應 30s ，該步驟進行40個循環；95^°C 反應 $1 5 ＼mathrm { ～ s ～ } ， 6 0 ＼mathrm { ～ } ＼mathrm { ～ ＼textC ～ }$ 反應 $6 0 ＼mathrm { ～ s ～ } ， 0 . 5 ＼mathrm { ～ } ＼mathrm { ～ ＼textC ～ }$ cycles， 95^°C 反應 15s 。 2^-ΔΔCt 方法分析基因的相對表達量。

1.2.7銅綠微囊藻細胞抗氧化指標檢測各處理組分別取 50mL 藻液，離心 （5000r/min）15min 收集藻細胞，加入 2mL 預冷的磷酸緩沖液 （0.01mol/L，pH= 7.4），將藻細胞超聲破碎 ，離心 后得上清液。藻細胞超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）活性及丙二醛（MDA）含量測定按照試劑盒（南京建成生物工程研究所）說明書進行。

1.3數據統計與分析

數據用平均值 ± 標準差 表示。采用單因素方差（one-wayANOVA）分析各組間差異，LSD法進行多重比較。

2結果與分析

2.1貝萊斯芽孢桿菌AP3懸液對銅綠微囊藻生長的影響

由圖2可以看出，第3天和第6天，貝萊斯芽孢桿菌AP3顯著抑制銅綠微囊藻生長（ （Plt;0.05） ，且隨著貝萊斯芽孢桿菌濃度的增加，對銅綠微囊藻的抑制作用相應增強。第3天和第6天，貝萊斯芽孢桿菌為0.5×10⁷CFU/mL 時，平均抑藻率分別為 38.87% 和54.13% ，濃度為 1×10⁷CFU/mL 時，平均抑藻率分別為 44.88% 和 68.14% ，濃度為 2×10⁷CFU/mL 時，平均抑藻率分別為 59.64% 和 76.50% 。

柱上標有不同字母者表示有顯著性差異 （Plt;0.05） ，標有相同字母者表示無顯著性差異 （Pgt;0.05 ）。

Significantdifferences （Plt;0.05） are indicated by lower case lettersat the top of columns.

Fig.2 Effect of B.velezensis AP3 on the growth ofM.aeruginosa

2.2貝萊斯芽孢桿菌AP3無菌濾液對銅綠微囊藻生長的影響

由圖3可知， 0.5%.1% 和 2% 的貝萊斯芽孢桿菌無菌濾液對銅綠微囊藻均有顯著的抑制作用 （Plt;0.05） ，且隨著無菌濾液濃度的增加，對銅綠微囊藻的抑制效果明顯增強，呈現出濃度依賴趨勢。第3天和第6天，0.5% 無菌濾液的平均抑藻率分別為 15.17% 和27.84% . 1% 無菌濾液的平均抑藻率分別為 29.09% 和47.63%，2% 無菌濾液的平均抑藻率分別為 46.41% 和80.02% 。

柱上標有不同字母者表示有顯著性差異 （Plt;0.05） ，標有相同字母者表示無顯著性差異 （Pgt;0.05） 。

Significant differences _{（Plt;0.05）} are indicated by lower case letters at the top of columns.

Fig.3 EffectofAP3sterilefiltrateonthegrowth of M. aeruginosa

2.3貝萊斯芽孢桿菌AP3無菌濾液對銅綠微囊藻葉綠素a含量的影響

不同處理下銅綠微囊藻葉綠素a含量的結果見圖4。第3天， 2% 貝萊斯芽孢桿菌無菌濾液顯著降低銅綠微囊藻葉綠素a含量 _{（Plt;0.05）} 。第6天， 1% 和 2% 貝萊斯芽孢桿菌無菌濾液組銅綠微囊藻葉綠素a含量顯著低于對照組 （Plt;0.05） ，對照組平均葉綠素a含量為 2.514mg/L，0.5%.1% 和 2% 無菌濾液組平均葉綠素a含量分別為1.674、1.253和 0.598mg/L ，分別為對照組的 66.59%，49.84% 和 23.79% ，呈現出良好的抑制作用。

柱上標有不同字母者表示有顯著性差異 （Plt;0.05） ，標有相同字母者表示無顯著性差異 （Pgt;0.05） 。

Significant differences _{（Plt;0.05）} are indicated by lower case let

ters at the top of columns.

Fig.4 EffectofAP3sterile filtrateonchlorophyll-a contentofMaeruginosa

2.4貝萊斯芽孢桿菌AP3無菌濾液對銅綠微囊藻光合作用的影響

AP3無菌濾液對銅綠微囊藻光合作用的影響結果見圖5和圖6。第3天和第6天，與對照組和 0.5% 無菌濾液組相比， 1% 和 2%AP3 無菌濾液組銅綠微囊藻的最大量子產量 F_v/F_m 和最大電子傳遞速率 R_ET，max 均顯著下降（Plt;0.05） 。第6天， 0.5%AP3 無菌濾液組銅綠微囊藻的F_v/F_m 和 R_ET，max 均顯著低于對照組 （Plt;0.05），0.5%，1.0% 和 2% 無菌濾液組的 F_v/F_m 分別為對照組的 76.68% 50.24% 和 47.60% . 0.5%. 1.0% 和 2% 無菌濾液組的R_ET，max 分別為對照組的 73.69%.45.96% 和 42.93% 。

2.5貝萊斯芽孢桿菌AP3無菌濾液對銅綠微囊藻光合基因表達的影響

由圖7和圖8可知，貝萊斯芽孢桿菌AP3無菌濾液明顯抑制了銅綠微囊藻中光合作用相關psbA和rbcL基因的表達，第3天和第6天， 1% 和 2% 無菌濾液組銅綠微囊藻的psbA和 rbcL 基因表達均顯著低于對照組 （Plt;0.05），1% 和 2% 無菌濾液組銅綠微囊藻的psbA基因表達水平顯著低于 0.5% 無菌濾液組 （Plt;0.05） 。第3天，與 0.5% 無菌濾液組相比較， 2% 無菌濾液組銅綠微囊藻的rbcL基因表達也顯著下調 （Plt;0.05） 。

柱上標有不同字母者表示有顯著性差異 （Plt;0.05） ，標有相同字母者表示無顯著性差異 （Pgt;0.05） 。

Significant differences （Plt;0.05） are indicated by lower case letters at the top of columns.

柱上標有不同字母者表示有顯著性差異 （Plt;0.05） ，標有相同字母者表示無顯著性差異 （Pgt;0.05 。

Significant differences （Plt;0.05） are indicated by lower case letters at the top of columns.

Fig.6EffectofAP3sterilefiltrate on the RET_max ofM.aeruginosa

2.6貝萊斯芽孢桿菌AP3無菌濾液對銅綠微囊藻細胞抗氧化系統的影響

1% 和 2% 無菌濾液顯著降低銅綠微囊藻細胞中SOD（圖9）和CAT活性（圖 10，Plt;0.05） ，顯著升高藻細胞中MDA含量（圖 11，Plt;0.05），0.5% 無菌濾液組銅綠微囊藻細胞中SOD和CAT活性顯著高于 2% 無菌濾液組 （Plt;0.05） ，而 0.5% 無菌濾液組MDA含量顯著低于 2% 無菌濾液組 （Plt;0.05） 。

柱上標有不同字母者表示有顯著性差異 （Plt;0.05） ，標有相同字母者表示無顯著性差異 （Pgt;0.05） 。

Significantdifferences _{（Plt;0.05）} areindicatedbylowercaseletters atthe top of columns.

柱上標有不同字母者表示有顯著性差異 （Plt;0.05） ，標有相同字母者表示無顯著性差異 （Pgt;0.05 ）。

Significantdifferences （Plt;0.05） areindicatedbylowercaseletters at the top of columns.

Fig.8 EffectofAP3 sterile filtrateontheexpression ofrbcLinM.aeruginosa

3討論

溶藻菌對藻細胞的溶解和對藻生長的抑制有4種情況：直接接觸溶藻，釋放有毒物質，非選擇性地殺傷藻細胞以及藻同細菌競爭有限的營養物質失敗（李效宇等，1999）。史順玉等（2004）從滇池篩選的溶藻菌DC23原培養液對銅綠微囊藻具有很強的溶解作用，顯微鏡下觀察到藻細胞的凝聚現象，凝聚處細菌菌體附在藻細胞上，藻細胞周圍出現若干細胞碎片，推測是由于細菌直接侵入藻細胞，導致藻細胞發生破碎，同時發現過濾菌液沒有溶藻現象。許艷婷等（2018）篩選出1株芽孢桿菌hsn03，通過分泌胞外抑藻物質，實現對銅綠微囊藻生長的抑制作用，最佳抑藻添加量為 7.0% （體積比），胞外抑藻物質為一類分子量大于 500Da 且小于 1000Da 、耐高溫、耐酸堿、含有叁鍵和累積雙鍵、非蛋白多糖類的小分子物質。蠟狀芽孢桿菌和短小芽孢桿菌的濾液有溶藻效果，具有間接溶藻特性（劉晶等，2007）。陳莉婷等（2020）篩選出1株蒂氏假單胞菌，通過分泌胞外活性物質的方式間接溶藻，在無菌濾液脅迫下，銅綠微囊藻的生長受到顯著抑制，10d溶藻效率可達 94.38% 光合系統活性也顯著降低。芽孢桿菌通過分泌溶藻物質的間接作用方式抑制銅綠微囊藻的生長，且溶藻活性物質具有一定的熱穩定性（普利等，2010）。

Significantdifferences _{（Plt;0.05）} areindicated bylowercase letters at the top of columns.

柱上標有不同字母者表示有顯著性差異 （Plt;0.05） ，標有相同字母者表示無顯著性差異 （Pgt;0.05） ）。

Significant differences _{（Plt;0.05）} are indicated by lower case letters at the top of columns.

柱上標有不同字母者表示有顯著性差異 （Plt;0.05） ，標有相同字母者表示無顯著性差異 （Pgt;0.05） 。

MDA含量的影響

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Fig.11 Effectof AP3 sterilefiltrate onthe MDA contentinMaeruginosacells

F_v/F_m 用于評估光系統Ⅱ光化學反應可能達到的最大產量，代表藻類的潛在光合能力。 R_ET，max 反映了藻類的潛在最大光合速率，是光合活性的重要指標，可以指示藻類的“生長潛能\"（陳國元等，2015）。正常生長狀態下，藻類吸收的大部分光能都用來進行光化學反應，受到環境脅迫時光化學反應減弱，葉綠素熒光形式的耗散和熱耗散增加（張麗霞等，2009）。楊杰等（2021）研究后指出枯草芽孢桿菌fmb60非核糖體肽類化合物類產物能夠顯著抑制銅綠微囊藻的光合作用強度及代謝合成。

psbA基因位于植物葉綠體基因組中，編碼D1蛋白，D1蛋白是光系統ⅡI的核心成分。rbcL基因編碼核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶（Rubisco）的大亞基，是藻類光合作用過程中固定 CO₂ 的關鍵酶（Pichard etal，1997）。黃孢平革菌能夠顯著下調銅綠微囊藻的光合作用相關基因psaB和rbcL的表達（Zengetal，2020）。光合作用相關基因rpsbA1、psbD1和rbcL的表達受到芽孢桿菌AF-1無細胞濾液的顯著影響（Xuanetal，2017）。

藻細胞的抗氧化系統是維持細胞內生理穩定的重要組成部分之一，抗氧化系統能夠及時清除由外界應激引起的活性氧（ROS），防止細胞被氧化損傷。地衣芽孢桿菌Sp34的殺藻作用涉及導致藻類細胞的氧化應激、脂質過氧化和形態損傷，以及DNA損傷和DNA修復功能的功能障礙，削弱光合作用系統，并抑制微囊藻毒素的合成（Liuetal，2019）。

本研究發現，貝萊斯芽孢桿菌AP3菌株及其無菌濾液對于銅綠微囊藻的生長均有顯著的抑制作用，第6天， 2% 無菌濾液的平均抑藻率為 80.02% ，高于許艷婷等（2018）篩選的菌株Bacillussp.hsn03，低于張小倩等（2017）的短短芽孢桿菌，推測該抑制效應可能是通過直接溶藻和間接溶藻（產生溶藻活性物質到濾液中）方式實現的。

貝萊斯芽孢桿菌AP3無菌濾液顯著降低銅綠微囊藻葉綠素a含量及葉綠素熒光參數 F_v/F_m 和R_ET，max ，第3天和第6天， 1% 和 2% 貝萊斯芽孢桿菌AP3無菌濾液組銅綠微囊藻的psbA和rbcL基因表達均顯著下調，推測該芽孢桿菌的無菌濾液對于銅綠微囊藻的光合系統產生了較大影響。此外， 1% 和 2% 的AP3無菌濾液顯著降低銅綠微囊藻細胞中SOD和CAT的活性，顯著提高銅綠微囊藻細胞中MDA含量，表明銅綠微囊藻細胞的抗氧化系統可能受到了貝萊斯芽孢桿菌AP3無菌濾液的嚴重影響。

4結論

貝萊斯芽孢桿菌AP3無菌濾液對于銅綠微囊藻的抑制機理：通過降低銅綠微囊藻葉綠素a含量和葉綠素熒光參數，下調銅綠微囊藻中光合作用相關ps-bA 和rbcL基因的表達，抑制銅綠微囊藻的抗氧化系統，從而抑制銅綠微囊藻的生長。

參考文獻

陳東，黃翔鵠，李長玲，等，2021.側孢短芽孢桿菌對銅綠微囊 藻藻際微生物群落的影響[J].廣東海洋大學學報，41（2）： 10-17.

CHEND，HUANGXH，LICL，etal，2021.EffectsofBrevibacilluslaterosporuson microbial communityofMicrocystisaeruginosa[J]. JournalofGuangdong OceanUniversity， 41（2）：10-17.

陳國元，李青松，謝莆堯，等，2015.共培養條件下黃菖蒲和狹 葉香蒲對銅綠微囊藻光合系統的影響[J].環境工程學 報，9（9）：4145-4152.

CHENGY，LIQS，XIEPY，etal，2015.Effect ofIrispseudacorusL.andTypha angustifoliaL.onphotosynthesisof Microcystis aeruginosa in co-cultivation[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering， 9（9）：4145-4152.

陳莉婷，左俊，宋立榮，等，2020.溶藻細菌篩選及溶藻活性物 質對銅綠微囊藻生理活性的影響[J].水生生物學報，44 （3）：638-646.

CHENLT，ZUOJ，SONGLR， etal，2020.Screening of algaelysingbacteria and the effects of algaelysing active substances on the physiological activities of Microcystis aeruginosa[J]. Acta Hydrobiologica Sinica， 44（3）：638-646.

陳龍，吳興利，閆曉剛，等，2020.貝萊斯芽孢桿菌的分類、次 級代謝產物及應用[J].家畜生態學報，41（1）：1-8.

CHEN L， WU X L， YAN X G， et al，2020. The classification， secondary metabolites and application of Bacillus velezensis[J]. Journal of Domestic Animal Ecology， 41（1）：1-8.

程新，李昆太，黃林，2017.一株枯草芽孢桿菌的生長特性及 抑藻效果研究[J].生物技術通報，33（7）：120-125.

CHENG X，LI K T， HUANG L， 2017. Research on growth characteristics and algicidal effects of Bacillus subtilis[J]. Biotechnology Bulletin， 33（7）：120-125.

董澤樟，薛舒心，曹井國，2022.CS-MOF纖維對銅綠微囊藻 的抑制效果及機理[J].生物學雜志，39（5）：72-76.

DONG Z Z， XUE S X， CAO JG， 2022. Inhibitory effect and mechanism of CS-MOF fiber on Microcystis aeruginosa [J]. Journal of Biology， 39（5）：72-76.

侯新星，田如男，2021.有機酸對銅綠微囊藻生長及光合色素 的影響[J].生物學雜志，38（4）：65-70.

HOU X X， TIAN R N，2021. Effects of organic acids on growth and photosynthetic pigment of Microcystis aeruginosa[J]. Journal of Biology， 38（4）：65-70.

黃詞苑，2022.石墨氈電極電強化技術與電芬頓法去除銅綠 微囊藻及其作用機理探究[D].南寧：廣西大學.

晉利，劉兆普，趙耕毛，等，2010.一株溶藻細菌對銅綠微囊藻 生長的影響及其鑒定[J].中國環境科學，30（2）：222-227.

JIN L，LIU Z P， ZHAOG M， etal，2010. Efects ofan algaelysing bacterium on the growth of Microcystis aeruginos and its identification[J]. China Environmental Science， 30 （2）：222-227.

李效宇，宋立榮，劉永定，1999.微囊藻毒素的產生、檢測和毒 理學研究[J].水生生物學報，23（5）：517-523.

LI X Y， SONG L R，LIU Y D，1999. The production，detection and toxicology of microcystins[J]. Acta Hydrobiologica Sinica， 23（5）：517-523.

劉晶，潘偉斌，秦玉潔，等，2007.兩株溶藻細菌的分離鑒定及 其溶藻特性[J].環境科學與技術，30（2）：17-19，22，116.

LIU J，PAN WB， QIN Y J， et al， 2007. Isolation and identification of two algae-lysing bacteriaand their lytic character[J]. Environmental Science amp; Technology，30（2）：17-19，22，116.

盧桂蓉，王應軍，范子奇，2021.稀土元素La（II）對銅綠微囊藻 生長和生理特性的影響[J].生態毒理學報，16（6）：256- 267.

LU GR， WANGY J，FAN ZQ，2021. Effects ofLa（II） on growth and physiological characteristics of Microcystis aeruginosa [J]. Asian Journal of Ecotoxicology， 16（6）：256-267.

盧蘭蘭，李根保，沈銀武，等，2009.溶藻細菌DC-L5 的分離、 鑒定及其溶藻特性[I] 水生生物學報 33（5）：860-865

LULL，LIGB，SHEN Y W，et al， 2009.Isolation，identification and characterization of a strain of blue-green algaelysing bacterium from lake Dianchi[J]. Acta Hydrobiologica Sinica， 33（5）：860-865.

牛漾聃，黃清輝，沈小兵，等，2022.金魚藻與環棱螺對銅綠微 囊藻生長及光合活性的抑制作用[J].環境科學學報，42 （7）：299-309.

NIU Y D， HUANG QH， SHEN X B， et al， 2022. Inhibition of growth and photosynthetic activity of Microcystis Aeruginosa by Ceratophyllum Demersum L.and Bellamya aeruginos[J]. Acta Scientiae Circumstantiae， 42（7）：299-309.

邱雨，王江南，馬增嶺，等，2022.銅銹環棱螺對水華中常見藻 類的抑制效應[J].應用生態學報，33（10）：2853-2861.

QIU Y， WANG J N，MA Z L， et al， 2022. Inhibitory effects of Bellamya aeruginosa on common algae in freshwater blooms[J]. Chinese Journal of Applied Ecology， 33（10）： 2853-2861.

史順玉，劉永定，沈銀武，2004.細菌溶藻的初步研究[J].水生 生物學報，28（2）：219-221.

SHI S Y， LIU Y D， SHEN Y W， 2004. Preliminary research on the algae lyzing characteristics of bacterium（strain dc23） [J].Acta Hydrobiologica Sinica，28（2）：219-221.

孫瑞彬，白慧穎，袁春營，等，2025.一株高效去除亞硝酸鹽菌株 的篩選鑒定與分子特征[J].水生態學雜志，46（3）：213-220.

SUNRB，BAI HY， YUAN C Y， et al， 2025.Screening， Identification and Molecular Characterization of a Highly Eficient Nitrite-Removing Strain of Bacteria[J]. Journal of Hydroecology， 46（3）：213-220.

萬青，包曉東，李文彬，等，2021.一株貝萊斯芽孢桿菌B18的 分離純化與鑒定及其對香蕉枯萎病的防效[J].基因組學 與應用生物學，40（增刊3）：3209-3215.

WANG Q， BAO X D， LI W B， et al， 2021. Solution， purification and identification of a Bacillus velezensis B18 and its control effect on banana wilt[J]. Genomics and Applied Biology， 40（Suppl.3）：3209-3215.

王磊，魏群，馬湘蒙，等，2021.硫酸亞鐵協同過硫酸氫鉀去除 銅綠微囊藻[J].環境工程學報，15（11）：3572-3580.

WANG L， WEI Q， MA X M， et al，2021. Removal of Microcystis aeruginosa by synergy of ferrous sulfate and potassium hydrogen persulfate[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering，15（11）：3572-3580.

許艷婷，宋瑞雪，田聰琦，等，2018.抑藻菌株 Bacillus sp. hsn03分離鑒定及其對銅綠微囊藻的抑制效果與特征 [J].微生物學通報，45（12）：2592-2602.

XU Y T， SONG R X， TIAN C Q， et al， 2018. Isolation and identification of Bacillus sp.hsnO3 with algicidal activity on Microcystis aeruginosa[J]. Microbiology China，45 （12）：2592-2602.

薛靜靜，王美娟，毛林強，等，2020.一株具有溶藻功能的Paenibacillussp.XXG的分離鑒定及溶藻特性研究[J].過程 工程學報，20（9）：1097-1105.

XUEJJ，WANG MJ，MAOLQ， et al，2020.Isolationand identification of XXG a strain of Paenibacillus with algae-lysing ability and study on algae-lysing characteristics[J]. The Chinese Journal ofProcess Engineering， 20（9）：1097-1105.

閆助冰，王玫，明常軍，等，2021.貝萊斯芽孢桿菌XC1的篩 選、鑒定及其對蘋果連作障礙的影響[J].園藝學報，48 （3）：409-420.

YAN Z B， WANG M， MING C J， et al， 2021. Screening and identification of Bacillus velezensis XC1 and its influence on apple replant disease[J]. Acta Horticulturae Sinica， 48 （3）：409-420.

楊杰，王自山，柴金龍，等，2021.枯草芽孢桿菌fmb60菌株非 核糖體肽類化合物對銅綠微囊藻生長的抑制作用[J].生 物工程學報，37（2）：625-634.

YANG J，WANG Z S，CHAI JL， et al，2021. Inhibition of Microcystis aeruginosa by Bacillus subtilis fmb60 non-ribosome peptide metabolites[J]. Chinese Journal of Biotechnology， 37（2）：625-634.

袁軻婷，任大鈞，萬瓊，等，2022.一株來自水庫底泥的溶藻菌 G2溶藻特性研究[J].南方水產科學，18（3）：139-146.

YUAN KT，RENDJ，WANQ， et al，2022.Algae-lysing characteristics of an algicidal bacterium G2 from reservoir sediment[J]. South China Fisheries Science，18（3）：139-146.

張帆，2018.貝萊斯芽孢桿菌菌株S6可濕性粉劑研制及其對 番茄主要病害防治效果[D].長春：吉林農業大學.

張麗霞，朱濤，張雅婷，等，2009.不同光強對銅綠微囊藻生長 及葉綠素熒光動力學的影響[J].信陽師范學院學報（自 然科學版），22（1）：63-65.

張文博，李昱龍，周蕾，等，2021.植物根際益生細菌代表性菌 株貝萊斯芽孢桿菌FZB42對松材線蟲的抑殺性[J].微生 物學報，61（5）：1287-1298.

ZHANG WB，LIYL， ZHOUL， et al， 2021. Inhibition of pine wood nematode Bursaphelenchus xylophilus by rhizobacterium Bacillus velezensis FZB42[J]. Acta Microbiologica Sinica， 61（5）：1287-1298.

張小倩，張煒，盧亞萍，等，2017.短短芽孢桿菌發酵液對銅綠微 囊藻的抑制效應[J].南京農業大學學報，40（4）：625-631.

ZHANG X Q， ZHANG W，LU Y P， et al， 2017. The inhibitory effectofthefermentationfiltrateofBrevibacillusbrevis on Microcystis aeruginosa[J]. Journal of Nanjing Agricultural University， 40（4）：625-631.

周春妙，肖錦程，于俊杰，等，2022.殼聚糖和納米碳銅對銅綠 微囊藻的抑制效果[J].湖南農業大學學報（自然科學 版），48（2）：242-250.

ZHOU C M， XIAO JC，YU JJ， et al，2022. Inhibition effects of chitosan and nano-carbon copper on Microcystis aeruginosa[J]. Journal of Hunan Agricultural University （Natural Sciences），48（2）：242-250.

朱俊英，劉碧云，王靜，等，2011.穗花狐尾藻化感作用對銅 綠微囊藻光合效率的影響[J].環境科學，32（10）：2904- 2908.

ZHU JY， LIUBY，WANG J， et al， 2011. Allelopathic influence of Myriophyllum spicatum on the photosynthetic efficiency of Microcystis aeruginosa[J]. Environmental Science，32（10）：2904-2908.

DAI R H， XIONG Y M，MA Y X， et al， 2020. Algae removal performance of UV-radiation-enhanced coagulation for two representative algal species[J].Science of the Total Environment， 745：141013.

GUO X L， LIU X L， WU L S，et al，2016. The algicidal activity of Aeromonas sp. strain GLY-2107 against bloom-forming Microcystis aeruginosa is regulated by N-acyl homoserine lactone-mediated quorum sensing[J]. Environmental Microbiology， 18（11）：3867-3883.

KUMMEROVA M， KRULOVA J， ZEZULKA S， et al， 2006. Evaluation of fluoranthene phytotoxicity in pea plants by Hill reaction and chlorophyll fluorescence[J]. Chemosphere，65（3）：489-496.

LIU J Y， YANG C Y， CHI Y X， et al， 2019. Algicidal characterization and mechanism of Bacillus licheniformis Sp34 against Microcystis aeruginosa in Dianchi Lake[J].Journal of Basic Microbiology， 59（11）：1112-1124.

PICHARD S L，CAMPBELL L， PAUL J H，1997. Diversity of the ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase form I gene （rbcL） in natural phytoplankton communities[J]. Applied and Environmental Microbiology， 63（9）： 3600- 3606.

XUAN H L，DAI X Z， LI J， et al， 2017. A Bacillus sp. strain with antagonistic activity against Fusarium graminearum kills Microcystis aeruginosa selectively[J]. Science of the Total Environment， 583：214-221.

YI YL，YU X B， ZHANG C， et al， 2015. Growth inhibition and microcystin degradation effects of Acinetobacter guillouiae A₂ on Microcystis aeruginosa[J]. Research in Microbiology，166（2）：93-101.

ZENG G M， GAO P， WANG JL， et al， 2020. Algicidal molecular mechanism and toxicological degradation of Microcystis aeruginosa by white-rot fungi[J]. Toxins，12（6）：406.

（責任編輯 熊美華 崔莎莎）

InhibitoryEffectand Mechanism of Bacillus velezensis AP3 on Microcystis aeruginosa Growth

HUANG Yipeng，SUNRuibin，YUAN Chunying，CUI Qingman，LI Bofei， SUNBoyuan，LINZhanwang，YANG Tao， TIANHongzhou

（College of Marine and Environment， Tianjin University of Science and Technology， Tianjin 300457，P.R.China）

Abstract： In this study， strain AP3 of Bacillus velezensis was isolated from a culture pond of Litopenaeus vannamei （whiteleg shrimp）.We then explored the inhibitory efect of AP3 and its mechanism on Microcystis aeruginosa by comparing differences in M. aeruginosa density， chlorophyll-a content， photosynthetic gene expresson levels，and celllar antioxidant enzyme activities under different concentrations of B . velezensis AP3 suspension and cell-free filtrate. Treatment groups included three AP3 concentrations （0.5×10⁷ ， 1×10⁷ and 2×10⁷ CFU/mL） and a control group with normal saline， and three B .velezensis AP3 cell-free filtrate groups （ 0.5% ， 1% and 2% of total volume） and a control group with no filtrate. The effect of AP3 on the fluorescence parameters of M. aeruginosa was measured using chlorophyll fluorescence and gene expression of factors related to photosynthesis in M. aeruginosa wasdetectedby RT-qPCR.AP3 significantly inhibited M. aeruginosa growth （Plt;0.05） ，with average inhibition rates on the sixth day of 54.13% 68.14% and 76.50% in the respective AP3 treatments of 5×10⁶CFU/mL ， 1×10⁷CFU/mL and 2×10⁷CFU/mL .The 0.5% ， 1% and 2% AP3 sterile filtrates had also significantly inhibited the growth M. aeruginosa （Plt;0.05） ）bythe sixth day，with respective average inhibition rates of 27.84% 47.63% and 80.02% . On the third day， 2% AP3 sterile filtrate had significantly decreased the chlorophyll-a content of M. aeruginosa （Plt;0.05） ，and on the sixth day， the chlorophyll-a contents of M. aeruginosa in the 1% and 2% AP3 sterile filtrate groups were significantly lower than in the control group （Plt;0.05） . On the third and sixth day， the and RET_max of M. aeruginosa in the 1% and 2% sterile filtrate groups were significantly lower than those in the control and 0.5% filtrate groups （Plt;0.05） ，and on the sixth day， the F_v/F_m and RET_max of M. aeruginosa in the 0.5% AP3 filtrate group were significantly lower than in the control group （Plt;0.05） ）. On the third and sixth day， the psbA and rbcL gene expressions of M. aeruginosa in the 1% and 2% filtrate groups were significantly lower than in control group （Plt;0.05） ，the psbA gene expression levels in the 1% and 2% filtrate groups were significantly lower than in the 0.5% filtrate group （Plt;0.05） . The 1% and 2% AP3 sterile filtrates significantly decreased the activities of SOD （superoxide dismutase） and CAT（catalase） in M. aeruginosa cells （Plt;0.05） ）andsignificantly increased the content of MDA （malondialdehyde） in algal cells （Plt;0.05） ，an indicator of oxidative stress.In conclusion， B .velezensis AP3 sterile filtrate inhibits M. aeruginosa growth by reducing chlorophyll-a content and chlorophyll fluorescence parameters， downregulating the expression of photosynthesis-related genes （psbA and rbcL），and reducing the activity of algal antioxidant enzymes.This study broadens the application scope of B . velezensis and has practical importance for the healthy and green development of aquaculture.

Key words： Bacillus velezensis AP3; Microcystis aeruginosa; inhibition effect; fluorescence parameters; gene expression