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铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)是一类常见的淡水区域蓝藻,频繁在夏季形成水华并产生一系列严重的水环境问题。微囊藻具有较强的浮力调节能力是其在富营养化湖泊中形成竞争优势的主要因素之一。M.aeruginosa PCC7806胞外分泌蛋白MrpC具悬浮特性,被认为是重要的潜在浮力影响因子。深入研究MrpC将有助于进一步认识蓝藻,对水华的形成与防治具有重要意义。本研究的主要研究内容和结果如下: (1)实验室培养条件下只观察到M.aeruginosa PCC7806藻细胞呈单细胞状态,即使体外添加500μg/ml MrpC,推测MrpC缺乏细胞聚集能力。通过荧光显微镜观察的MrpC-FITC与藻细胞结合分析,表明MrpC与藻细胞之间无明显结合。MrpC除了能阻止细胞或微粒下沉外,对钝顶螺旋藻细胞的上浮也具阻碍作用。随着MrpC浓度增加,螺旋藻的上浮速率呈梯度减缓,当MrpC浓度达到500μg/ml时,螺旋藻的悬浮状态可维持144h以上,说明MrpC有助于保持细胞的悬浮稳定性。MrpC会降低M.aeruginosa PCC7806藻细胞絮凝反应效率:与无MrpC的对照组相比,含MrpC的实验组生成絮凝体比较疏松,絮凝体生成速率以及沉降速率都较小。 (2)通过替代常规的保护剂,利用化学还原法合成纳米银颗粒实验,发现了MrpC也能保持纳米银颗粒良好的悬浮稳定性和分散稳定性。增大MrpC浓度有利于获得粒径较小的纳米银颗粒。当银离子浓度为0.1mM,MrpC浓度为100mg/L时,获得纳米银颗粒平均直径约10nm。 (3)圆二色光谱(CD)测定MrpC二级结构为:α-螺旋结构占87.7%,β-转角结构占12.3%。透射电镜显示溶液中MrpC呈纤维状聚集,单束直径约13nm而长度可达几十甚至几百微米。通过透射电镜观察到MrpC形成了明显的网状结构,并证实了形成的网状结构是其具悬浮稳定性的主要原因。 (4)Western blotting检测到夏季野外水华水样中有微弱的MrpC信号。通过上述一系列实验,阐明了铜绿微囊藻分泌蛋白MrpC的细胞悬浮功能是由其特殊的网状结构决定的。进一步研究其大分子网络结构的形成机制和在自然环境中的变化规律是下一步的重要工作。