4种理化因子对菌株XH1硝化效果的影响

【背景】基于硝化菌群的富集培养技术可高效稳定地去除养殖水体中的有害氮素,而当前在水产养殖领域有关硝化菌群定向培育及硝化功能菌株的研究较少。【目的】研究不同盐度、pH、温度、通气量条件下硝化菌群分离菌株XH1的生长及其对氨氮和亚硝氮的去除效果。【方法】设置不同梯度的盐度、pH、温度、通气量条件,通过计数菌量、测定氨氮及亚硝氮的浓度变化,比较不同条件下菌株XH1的生长及其对氨氮和亚硝氮的影响。【结果】菌株XH1可在盐度5‰-35‰、pH 6.0-9.0、温度15-45°C和通气量0.5-1 V/(V·min)的条件下生长良好,菌量最高可达2.34×109cells/mL;在盐度5‰-35‰、pH 6.0-9.0、温度15-30°C、通气量0.5 V/(V·min)的条件下,对氨氮的去除效果显著(P0.05),在第1-3天对培养液中氨氮的最高去除率可达86%-97%,但培养液中的氨氮浓度先降后升;对亚硝氮的最高去除率达68%。【结论】菌株XH1对盐度、pH、温度等主要环境因子具有良好的适应性,其对水体氨氮的去除效果良好,可作为中低盐度养殖池塘水体氨氮防控菌剂产品研发的备选菌株。     

斑节对虾血淋巴免疫指标变化与其养殖池塘理化因子的关系

2009 年8 月至9 月期间, 在广东粤西选择2 口斑节对虾养殖土池(303、501 号池), 每14 天一次定期采集养殖对虾和水样, 检测了对虾血清的PO、SOD、Ua、AKP、ACP 等免疫酶活力和水温、DO、氨氮、亚硝氮等环境因子, 探讨养殖对虾免疫指标与环境因子的相关关系。结果发现, 较高的COD、BOD、pH 与较低盐度的303 号池对虾血清SOD、Ua、AKP、ACP活力大体上低于501 号池, PO 活力高于501 号池; 8 月25 日到9 月8 日, 501 号池氨氮、亚硝氮和硝氮浓度由高于303 号池转变为低于303 号池, 其对虾血清PO、SOD 活力由低于303 号池转变为高于303 号池。本实验中COD、BOD、pH 与盐度的耦合作用对斑节对虾血淋巴免疫指标的影响是明显的, 氨氮、亚硝氮和硝氮为影响斑节对虾血淋巴PO、SOD 等活力的关键因子。     

养殖中后期高位池对虾水体微生物群落结构及水体理化因子

针对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)高位池越冬棚养殖模式,采集养殖中后期水样,分析水体微生物群落结构、优势菌种类和水体理化因子的动态变化。结果表明:越冬棚保温效果良好,池塘水温由搭棚前最低的20.6℃上升并维持稳定于26.5℃左右,可满足对虾正常生长需求;养殖中后期水体异养细菌数量在5.10×104~2.95×105cfu·m L~(-1)波动,菌群结构相对稳定,优势菌数量在养殖后期略有增加;嗜冷杆菌(Psychrobacter)、亚硫酸杆菌(Sulfitobacter)等在养殖中后期均为优势种,搭棚后黄杆菌(Flavobacteria)、生丝微菌(Hyphomicrobium)等形成优势;亚硝氮、硝氮和水温是影响养殖中后期水体微生物群落分布的主要理化因子。研究表明,搭建越冬棚有利于保持养殖池塘水环境的相对稳定,养殖中后期水体氮素水平的控制尤为重要。因此,为促进水中有益菌的生态优势,调控水体菌群结构和生态功能,建议在养殖中后期,尤其是搭建越冬棚前后合理使用益生菌制剂,净化水质,稳定生态环境。     

钝顶螺旋藻SP1(Spirulina platensis)对集约化养殖尾水氮磷的去除效果

针对集约化养殖模式后期硝酸盐氮和磷酸盐浓度较高的问题, 实验设置生物絮团养殖尾水(BFW)和BG11培养液(BGW)两种水体环境, 并以池塘常见优势微藻--绿色颤藻OC1(Oscillatoria chlorina)作为对比, 研究分析了钝顶螺旋藻SP1(Spirulina platensis)对集约化养殖尾水氮磷的去除效果及其生长状况。结果发现, 在BFW组中两种微藻均对硝酸盐氮(NO3--N)、总无机氮(TIN)和磷酸盐(PO43--P)去除效果明显(P<0.05), 其中, 螺旋藻对NO3--N、TIN和PO43--P的最大去除率分别为79.60%、46.06%和98.55%, 相应的浓度值分别从130.04 mg·L-1、130.85 mg·L-1和10.23 mg·L-1降至26.53 mg·L-1、70.58 mg·L-1和0.15 mg·L-1,其数量降低的绝对值分别为103.51 mg·L-1、60.27 mg·L-1、10.08 mg·L-1; 在BGW组中两种藻对氮磷均具有一定的去除效果, 但总体仍低于BFW组。实验过程中两种微藻的细胞数量均无明显变化(P>0.05)。可见, 钝顶螺旋藻SP1和绿色颤藻OC1均可在BFW和BGW两种水体营养环境下存活, 且对水中的氮磷均有良好的去除效果; 虽然颤藻亦是集约化养殖水环境中的常见微藻优势种, 但它能分泌蓝藻毒素, 因此, 从产业应用的可行性考虑可将螺旋藻作为集约化养殖尾水净化的备选藻株。     

响应面法优化赤红球菌HDRR2Y发酵培养参数

通过响应面法对硝化菌——赤红球菌（Rhodococcus ruber）HDRR2Y的发酵培养参数进行优化,以提高其活菌数。首先通过单因素实验筛选出赤红球菌HDRR2Y的最优碳、氮源,并采用Plackett-Burman实验得到影响活菌数的显著因素,然后进行响应面实验,经最陡爬坡及回归分析得出最佳培养参数,最后以摇瓶实验检验其合理性。结果显示,赤红球菌HDRR2Y的最优碳、氮源分别为乙酸钠和酵母膏+蛋白胨+氯化铵（1：1：1,质量比）,显著影响活菌数的因素有碳、氮源及温度,经回归分析得到的最优培养参数为乙酸钠5.48 g/L、酵母膏+蛋白胨+氯化铵4.96 g/L、温度29.24 ℃、pH 7.0、转速200 r/min、MgSO₄ 0.2 g/L, KH₂PO₄ 0.5 g/L, NaCl 9 g/L, CaCl₂ 0.5 g/L, MnSO₄ 0.025 g/L, FeSO₄ 0.05 g/L, C₅H₉NO₄ 0.002 g/L、接种活菌数1×10⁴ cfu/mL、装液量40%(体积分数)、培养时间36 h。优化后的实际活菌数为1.54×10⁹ cfu/mL,远高于优化前的活菌数（1.8×10⁸ cfu/mL）(P<0.01)。因此,采用响应面法优化赤红球菌HDRR2Y的发酵培养参数能大幅提高其发酵活菌数,为硝化菌剂的工业化生产提供数据参考。     

磷浓度与氮磷比对蛋白核小球藻氮磷吸收效应的影响

为明确在不同磷浓度及氮磷比(N/P)的协同影响下蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa) 的生长和氮磷吸收特性, 文章将微藻培养液中的磷酸盐浓度设为0.50 mg·L^–1、0.25 mg·L^–1、0.05 mg·L^–1, 并将N/P 分别设为32、16、8, 每2 d 取样测定藻细胞数量和氮磷指标, 实验设9 个组, 每组3 平行, 周期12 d。结果显示, 在低氮磷浓度组藻细胞数量 明显低于高氮磷组(P<0.05), 氮磷浓度对藻细胞生长的影响远大于N/P(P<0.05); 在高氮磷浓度组, 当N/P 低于8 时, 藻细胞生长受到限制, 当其高于16 时, N/P 不再成为限制性因子; 不同N/P 下初始氮磷浓度的影响大于N/P。由藻细胞与氮磷指标的多元回归分析发现, 藻细胞数量与氮磷浓度, 以及不同取样时间的氮磷浓度等多个因子存在显著线性关系, 其中初始氮磷浓度影响较大。上述结果表明, 蛋白核小球藻数量与氮磷的消耗呈正相关, 以期仅通过调整N/P 的方式影响其对水环境中氮磷的吸收, 恐难达到良好效果。     

虾池常见微藻的光照强度、温度和盐度适应性

通过Smith生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数分析了虾池常见微藻种群(啮蚀隐藻、新月菱形藻、微绿球藻和蛋白核小球藻)在光照强度、温度和盐度资源上的生态位宽度和生态位重叠特征.结果表明:新月菱形藻和蛋白核小球藻具有较大的生态位宽度值,啮蚀隐藻和微绿球藻的生态位宽度值则相对较小.蛋白核小球藻和微绿球藻在光照强度、温度和盐度资源上的生态位重叠值均为最大,啮蚀隐藻在各资源与其他微藻的重叠值最小.新月菱形藻与蛋白核小球藻适应光照强度的范围较广.当水温达16.9℃,可定向培育新月菱形藻;当水温达25℃,可定向培育新月菱形藻和啮蚀隐藻;当水温达30℃时,可定向培育新月菱形藻、蛋白核小球藻和微绿球藻.养殖水体盐度处于9～26,可引入蛋白核小球藻与微绿球藻;处于9～17.5,应引入啮蚀隐藻;高盐水体,应引入新月菱形藻.蛋白核小球藻和微绿球藻在光照强度、温度和盐度资源上的生态位重叠值均为最大,因此微藻定向培育,不可同时引入蛋白核小球藻与微绿球藻.     

地衣芽孢杆菌对凡纳滨对虾Toll和HSP70基因表达的影响

目的 分析地衣芽孢杆菌对凡纳滨对虾Toll和HSP70基因表达的影响.方法 根据芽孢杆菌的使用量设置测试1组(LDG,用菌量2.0×103 CFU/mL),测试2组(HDG,用菌量1.0 × 104 CFU/mL)及未使用芽孢杆菌的对照组(CG),每7d施菌1次,实验持续24 d.每6d取样对虾肌肉和肝胰腺检测Toll基因和HSP70基因的mRNA相对表达量.结果 对虾肝胰腺Toll基因mRNA表达量在LDG组和HDG组分别较CG组提高了410.05％和78.31％,但在肌肉中CG组的表达量则分别较LDG组和HDG组提高了31.81％和8.43％.可见,芽孢杆菌在一定程度上可提高Toll基因mRNA在对虾肝胰腺的表达,但对其在肌肉中的表达则呈一定的限制作用.在肝胰腺HSP70基因的mRNA表达量,HDG组显著高于CG组和LDG组(P＜0.05),CG组和LDG组的差异无统计学意义(P＞0.05);在肌肉中LDG组和HDG组的HSP70基因mRNA表达分别较CG组提高了26.07％和26.46％,但实验组的组间差异无统计学意义(P＞0.05).结论 在水体中施用芽孢杆菌104 CFU/mL和2.0×103 CFU/mL可分别提高对虾肝胰腺和肌肉HSP70基因的mRNA表达量.     

三种微藻的生物量与其细胞氮磷碳的相互关系

为明确钝顶螺旋藻 (Spirulina platensis) 、绿色颤藻 (Oscillatoria chlorina)、牟氏角毛藻 (Chaetoceros muelleri)等三种池塘水体环境中常见优势微藻的细胞数量与其所含总氮(total nitrogen, TN)、总磷(total phosphorus, TP)和总碳(total carbon, TC)质量之间的数量关系, 对以上微藻分别进行纯培养, 在明确微藻细胞数量的条件下, 将藻细胞冷冻干燥制备为冻干粉, 准确测定其干重(cell dry weight, CDW), 以及所含TN、TP和TC的质量, 并就CDW与其所含TN、TP、TC质量间的数量关系, 以及细胞数量与CDW的相互关系等建立数学方程。以上三种微藻的CDW与其所含TN、TP、TC的质量间均存在显著的线性正相关关系(P<0.05), 其中在与TN、TP关系的数学回归方程中线性拟合程度优于TC; 同时, 三种微藻的细胞数量与CDW之间同样呈显著的线性正相关关系(P<0.05)。其中钝顶螺旋藻细胞中的TN、TC、TP含量占其CDW的比值分别为29.3%、13.6%和4.4%, 均远高于绿色颤藻和牟氏角毛藻。     

不同寡营养培养条件下南海水体细菌群落结构及其对碳源的利用特征

【背景】绝大多数海洋微生物不可培养,为挖掘海洋生态系统中可培养的微生物资源,研究者尝试寡营养培养等方法。【目的】比较不同寡营养培养条件下南海水体细菌数量、群落结构及其对碳源的利用特征差异。【方法】采用原2216E培养液(Y)、稀释10倍(Y-10)和稀释50倍(Y-50)的2216E培养液培养南海海水样品,用荧光定量PCR法和16S rRNA基因检测细菌数量和菌群结构;利用平板计数法计数异养细菌的数量,纯化鉴定可培养细菌;采用Biolog EcoPlateTM微板法分析不同培养基中细菌群落对碳源的利用特征。【结果】Y组细菌总数高于Y-10组和Y-50组,差异不显著(P0.05),但异养细菌数量显著高于Y-10组和Y-50组(P0.05)。16S rRNA基因测序结果表明,不同稀释倍数下的细菌群落结构差异明显,Y组检测出10门193属,优势类群为Proteobacteria(56.44%)和Bacteroides (37.27%);Y-10组检测出15门220属,优势类群为Proteobacteria (40.30%)、Bacteroides(36.91%)和Firmicutes (17.30%);Y-50组检测出14门226属,优势类群为Proteobacteria (45.19%)、Bacteroides(25.29%)、Planctomycetes (13.58%)和Firmicutes(11.21%)。通过平板培养,Y组和Y-10组均分离到6属14株优势菌,Y-50组分离到7属13株优势菌,其中,Bacillus为其共有的优势菌属,稀释10倍培养液筛得的Microbacterium(1株)、Vibro(1株)、Idiomarina(1株)、Halobacillus(1株)共4株优势菌和稀释50倍培养液筛得的Alcanivorax(1株)、Sulfitobacter(1株)、Alteromonas(1株)、Pseudomonas (1株)、Exiguobacterium (2株)、Vibro (3株)共9株优势菌不同于原培养液。通过寡营养培养,可培养细菌群落的代谢活性和McIntosh指数显著增加(P0.05),其对聚合物、羧酸、氨基酸、糖类的利用率也显著提高(P0.05)。【结论】通过寡营养培养能增加细菌群落的丰富度和多样性,提高可培养细菌的代谢活性和对碳源尤其是聚合物、羧酸、氨基酸和糖类的利用率,分离纯化可获得原培养基未筛选得到的细菌。因此,在南海远洋海域可培养细菌样品的采集及复苏时,可通过寡营养培养法获得更丰富的南海可培养微生物资源。