微生物和EPS特征在培养过程中的作用

3.3.1　筛选出的细菌

将培养后的菌株离心收集菌体进行16SrDNA测序。测序结果再经NCBI比对后进行系统发育树构建，结果如图6-7。

本次筛选得到的菌株通过基因测序鉴定为伯克属越南株（Burkholderia vietnamiensis），为伯克氏属（Burkholderia），是洋葱伯克氏菌（Burkholderia cepacia）的一种。伯克氏菌（Burkholderia），又译伯克霍尔德菌，包括Burkholderia vietnamiensis、Burkholderia cepacia、Burkholderia mallei 等几个种，存在于土壤、潮湿环境、泥水中，属于革兰氏阴性、好氧性棒状的细菌，在细菌完全培养基上菌落呈圆形、乳白色，菌落较湿润。

图6-7　系统发育树拓扑图

3.3.2　微生物的状态

培养过程中定期采集浮泥样品来检测EPS，同时通过DAPI荧光染色来观察每个样品中的微生物状态。利用显微镜观察的微生物分布，如图6-8所示对比了第一批浮泥在不同培养时段对应的微生物状态。经过11天的培养，泥沙样品中的生物量显著增加。如图6-9所示，EPS含量逐渐增加，例如第二批浮泥在第3天、6天、9天和12天，EPS平均含量从最初的1.33g/L分别增加到 2.41g/L、3.46g/L、4.75g/L和5.64g/L。絮体的数量也相应增加。

图6-8　第一批浮泥中的细菌和絮体状态，左图为第一天，右图为第11天

图6-9　培养过程中EPS含量变化

3.3.3　EPS的主要成分(www.xing528.com)

在不同培养时间第二批浮泥中的EPS主要成分见表6-2。EPS中的多糖为8%～18%，而蛋白仅为少量（＜1%），因此新分离出的B.vietnamiensis分泌的EPS以多糖为主要组成成分。

表6-2　EPS中的多糖与蛋白含量

3.3.4　pH值

4个容器中的浮泥的pH 平均值均逐渐降低，见图6-10。第一批浮泥在第1天对应的pH值约为6.7，而在第11天约为5.1。pH值的这种下降趋势说明在微生物生长产期间产生了一些酸性物质。

3.3.5　残糖

残糖是指微生物生长过程没有被破坏掉的糖的数量。在此，残糖代表剩余的葡萄糖含量。低残糖量表示消耗葡萄糖量较高、微生物浓度较高。如图6-10所示，残糖含量在培养期间每天都会降低很多，说明泥沙中有大量微生物。这种结果和图6-8的现象相一致。

图6-10　培养过程中pH值和残糖值的变化

3.3.6　多糖/蛋白

根据文献研究成果，蛋白主要由利于絮凝的疏水性的氨基酸组成，而多糖中则因其中的亲水基团而具有亲水性。因此，EPS中的亲水性多糖与疏水性蛋白的比例决定了泥浆的絮凝和沉降能力。在本研究中，EPS的主要成分为多糖（多糖/蛋白比例接近10），如此高比例的多糖/蛋白有助于延缓泥沙密实。这也为应用在适航水深时选择合适的细菌提供了潜在依据。