光合细菌在水污染治理中的研究进展

光合细菌以其无毒、繁殖快、适应能力强、易人工培养等优点而在环境治理中受到重视。国内外对光合细菌的研究主要集中在水产养殖业(如净化水质,作饵料添加剂等)和生活及工业重污染水处理中的作用,关于光合细菌在景观微污染水体治理方面的作用研究较少。课题组研究发现光合细菌中的沼泽红假单胞菌对西南大学景观水中氨氮的去除率高达95%,暗示光合细菌能有效治理景观水污染。综述了光合细菌的分类、脱氮除磷原理以及目前光合细菌在治理有机废水、重金属废水和养殖污水方面的应用,并展望了光合细菌在处理景观微污染水体方面的应用前景,以期为进一步研究光合细菌在景观水治理中的作用提供参考。     

光合细菌对水产养殖水质和水生生物的影响

研究光合细菌对水产养殖水体的水质,如化学需氧量(COD)、氨氮(NH₄⁺-N)、溶解氧(DO)、pH等指标,及对水生生物,如藻类植物和细菌的种群组成的影响。结果表明:鲤鱼养殖水中投放一定量的光合细菌,能明显去除水中有机物和NH₄⁺-N,增加DO的含量,稳定pH值。光合细菌对水中藻类也有明显影响,0.50%、1%剂量组中藻类明显增加,其中硅藻在所有藻类中所占比例可达26%以上,绿藻所占比例达60%左右,而以蓝藻为主的杂藻则下降到10%左右。光合细菌对有害菌有一定的抑制作用,使得弧菌属、气单胞菌属等致病菌所占比例显著降低。     

最大或然数法在光合细菌计数中的应用及效果研究

1引言光合细菌(photosynthetic bacteria,PSB)是能进行不放氧光合作用的一大类细菌的总称,属水圈微生物,广泛分布于地球生物圈,无论江、河、湖、海,水田、旱地都有存在[3].光合细菌在水体自净、调节微生态平衡、促进动植物生长、增加产量和提高产品质量、防病、固氮等方面具有重要作用[3,22].近年来,光合细菌菌剂在水产养殖、家畜养殖、污水处理及植物生产上的应用日益广泛[3,13,19,27,28,31],相继推出多种产品,包括单菌菌剂、复合菌剂,剂型上有液体菌剂、浓缩菌剂和固体菌剂(粉剂)等[20].为保证产品质量和应用效果,有必要对光合细菌菌剂…     

光合细菌对鲤养殖水体生态系统的影响

光合细菌(Photosynthetic Bacteria,简称PSB)是一种不放氧光合作用的细菌总称,近年来,光合细菌在理论和应用上都受到了广泛的重视,一方面由于它是研究光合作用的理想材料,另一方面,它又有广泛的应用价值.光合细菌在处理高浓度有机废水,生产单细胞蛋白,水产养殖和禽畜饲养,改善植物营养状况等方面已有不少报道1-4,本文研究了光合细菌在鲤养殖水体中的增殖和分布规律以及它对水体中异养细菌、浮游动物及水质的影响,以阐明光合细菌在该生态系统中的作用.       

光合细菌及其应用现状

光合细菌以其独特的生理功能及其在环境和人类生活许多方面的广泛应用,受到了微生物、水产、环境等学科的重视,本文对光合细菌在水产养殖及有机废水处理等方面的应用现状进行了综述。     

微生态制剂在水产养殖中的作用

微生态制剂的主要作用有 :净化水质、改善养殖水体环境 ;抑制病原微生物 ,提高机体免疫力 ;作为饲料添加剂 ,促进养殖生物生长 ;常用的微生物菌群主要有光合细菌、硝化细菌、芽孢杆菌等。综述了微生态制剂在水产养殖中的作用及常用微生物菌群。     

利用光合细菌进行微生物修复：一种降低辛硫磷在养殖水中积累的低成本方法

【背景】中国是农业生产大国,渔林农牧占比庞大。有机农药无论在畜牧业还是水产养殖业都有广泛的应用。有机磷农药(Organophosphorus Pesticide,OP)是应用最广泛的有机农药,具有低毒和不易残留的优点。OP在水体中大量积累可通过生物富集作用间接影响人体健康,由此产生的生殖毒性不容忽视。光合细菌作为环境友好型水体有益菌,部分菌种具有降解有机农药的功能。【目的】自上海海洋大学明湖中分离纯化得到一株光合细菌(编号SPZ)。探究其对辛硫磷的耐受程度及降解效果,为养殖水体中有机磷农药的生物降解提供目的菌株。【方法】利用16S rRNA基因序列分析方法对目标菌株进行种属鉴定;利用紫外分光光度法测定分离菌株SPZ和标准菌株ST在不同接种量下的OD660并测定实验周期内光合细菌在不同浓度辛硫磷中OD660的变化趋势,以示辛硫磷对光合细菌的毒性作用;利用高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)测定菌株对水体辛硫磷的降解能力;通过HPLC测定加热致死菌与活菌对水体辛硫磷的降解能力,确定菌株对辛硫磷的降解方式。【结果】16S r...     

光合细菌固定化及对养殖水净化的研究

采用海藻酸钠进行光合细菌固定化实验,比较了固定化菌和悬浮态菌的生长和生理特性,观察其在载体中的分布,并对其净化养殖水的能力进行初步研究。结果表明,固定化大大提高了光合细菌的生长速率;粒径为3.5mm,菌初始密度为0.12mg干菌泥/L为最佳固定化条件;在生长初期,菌在载体内的分布不均匀,后期趋于一致。在固定化菌净化养殖水的研究中发现,固定化光合细菌对养殖水的净化能力大大优于悬浮态菌。     

几株光合细菌的分离鉴定及在养殖罗非鱼中的应用*

从渔场底泥样品中分离纯化得到5株紫色非硫光合细菌,根据分离菌株的细胞形态结构、光合内膜结构、活细胞光吸收特征以及生理生化特征,参照伯杰氏细菌分类学手册,5个分离株分别属于沼泽红假单胞菌(Rhodopseudom onas palusteris)和类球红细菌(Rhodobacter spheroides)。利用它们的纯培养物及混合培养物进行的水产养殖试验表明,光合细菌可以明显提高养殖鱼的成活率以及生长速度,罗非鱼经过2周的养殖后,加入光合细菌的试验组比没加入光合细菌的对照组(成活     

固定化小球藻产氧及光合速率的研究

通过对固定化小球藻产氧及光合速率的研究,进一步解决水产养殖水体溶解氧不足的问题,为生物增氧技术投入使用奠定基础.固定化具有较高的生物量及生物活性,在研究中被广泛使用.运用固定化技术对固定化小球藻产氧及光合速率进行了研究,结果表明,固定化小球藻具有较好的生物量及生物活性,海藻酸钠+羧甲基纤维素钠+硅藻土作为固定化基质有利...     

一株反硝化光合细菌的生物学特性及系统发育分析

【目的】养殖水体中亚硝酸盐的过量积累会对养殖生物产生毒害作用,应用脱氮细菌去除亚硝酸盐是养殖水质调控的重要手段之一,本文意在得到一株高效去除亚硝酸盐的光合细菌。【方法】采用软琼脂稀释法分离纯化光合细菌菌株,通过电镜观察、生理生化试验研究其生物学特性、依据16S rDNA和光合反应中心M亚基基因(Gene coding for photosynthetic reaction center subunit M,pufM)序列对其做系统发育分析。【结果】从淡水养殖塘中分离筛选到一株高效还原亚硝氮的光合细菌菌株wps。该菌株为革兰氏阴性菌,细胞杆状,大小为0.4-0.6μm×1.5-4.0μm,极生丛生鞭毛,片层状光合内膜,兼性厌氧光照条件生长,单菌落及液体培养物呈红色,含细菌叶绿素a和类胡萝卜素。最适生长pH范围为5.5-8.5,最适生长盐度范围为0-2%,最适生长温度范围为25℃-38℃。菌株wps与Rhodopseudomonas palustris的16S rDNA序列相似性为98.9%,光合反应中心M亚基基因序列的相似性为94.9%,但是二者在生物学性质上有较大差异,如菌株wps在pH5.5生长,不能光自养生长,不利用柠檬酸盐、甲酸盐进行光异养生长,需盐酸硫胺素和泛酸钙做生长因子等。【结论】菌株wps可能为Rhodopseudomonas属的一个新种,且在养殖水体水质调控中具有重要应用前景。     

水产养殖不同物种对水体和沉积物中细菌群落的影响

为探究水产养殖中养殖不同物种对水体和沉积物中细菌群落的影响,以养殖克氏原螯虾(Procambarus clarkii, PC)和中华鳖(Pelodiscus sinensis, PS)的水体和沉积物样品为研究对象,利用基于16S rRNA基因的高通量测序技术,对细菌群落多样性和群落组成进行分析,并结合环境因子,探究水产养殖对细菌群落的影响。结果显示,水体和沉积物中细菌群落的α多样性均呈现PS>PC的显著差异(P<0.05)。非度量多维尺度分析的结果显示,PC和PS区的水体和沉积物细菌群落结构均呈现明显差异。冗余分析(RDA)的结果表明,水体氨氮(NH~+₄-N)和硝酸盐氮(NO~-₃-N)是影响水体细菌群落结构的最主要环境因子,沉积物总氮(TN)、总磷(TP)和有机碳(OC)均对沉积物细菌群落结构有显著影响(P<0.05)。PC和PS区中的细菌隶属于34门、114纲、258目、504科和955属,水体中共筛选出了11个优势菌门(相对丰度>0.5%),沉积物中筛选出了13个。2个养殖区域的水体样品中共筛选出了15个优势(...     

几株光合细菌的分离鉴定及在养殖罗非鱼中的应用

从渔场底泥样品中分离纯化得到5株紫色非硫光合细菌,根据分离菌株的细胞形态结构、光合内膜结构、活细胞光吸收特征以及生理生化特征,参照伯杰氏细菌分类学手册,5个分离株分别属于沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palusteris）和类球红细菌（Rhodobacter spheroides）。利用它们的纯培养物及混合培养物进行的水产养殖试验表明,光合细菌可以明显提高养殖鱼的成活率以及生长速度,罗非鱼经过2周的养殖后,加入光合细菌的试验组比没加入光合细菌的对照组（成活率80％）成活率显著提高,最高达100％;平均体长、体重分别提高了3％-5％、20％-30％,效果显著;而同时加入光合细菌纯培养物的试验组和加入混合培养物的试验组,差别不大。     

海洋微生物群体感应与群体感应淬灭的开发利用

群体感应与感应淬灭在微生物中普遍存在,群体感应通过调控基因表达赋予细菌有益或有害的特性,这些特性与人类健康、农业及水产养殖等领域密切相关。群体感应现象首先发现于海洋环境,近几年海洋采样等相关技术的发展,极大促进了海洋微生物的群体感应与淬灭研究的快速发展。本文对细菌及典型真菌的群体感应作用机制、信号分子的多样性以及其与细菌致病性的相关性进行了阐述,对群体感应淬灭的机制与意义、淬灭因子多样性以及相关酶资源的发掘也进行了分析和展望。     

一株光合细菌的分离鉴定及该菌对氨氮和亚硝态氮的去除作用

【背景】中国是水产养殖大国,氨氮、亚硝态氮是水体中主要的氮源污染物。水体氨氮超标不仅会损伤水生动物的神经系统和肝肾系统,还会导致体表及内脏充血。亚硝态氮过高会阻碍血液运载氧气能力,导致鱼虾缺氧、免疫力下降,从而引发肠炎、烂鳃,甚至窒息死亡。部分光合细菌有去除水体氨氮、亚硝态氮的能力,且对环境友好无二次污染。【目的】从广东养殖水体分离、纯化、筛选出生物活性好的光合细菌(编号SP3)进行种属鉴定,优化培养条件,检测其去除水体氨氮和亚硝态氮的能力,为养殖水体去除氨氮和亚硝态氮提供目标菌株。【方法】用双层平板法从混合菌液中分离得到光合细菌,通过革兰氏染色、碳源利用试验、对无机电子供体的利用试验以及16SrRNA基因序列分析对目标菌株进行种属鉴定;测定菌株SP3在不同pH、不同浓度NaCl条件下的OD600,优化培养条件;通过测定7d内SP3菌株在不同浓度氨氮(氯化铵配制)和亚硝态氮(亚硝酸钠配制)中OD600的变化趋势,确定该菌株对不同氮源的利用情况;用纳氏比色法、分光光度法测定SP3菌株降解水体氨氮和亚硝态氮的能力。Genome walking扩增获得亚硝酸盐还原酶基因(nirS),通过荧光定量PCR研究nirS在氨氮、亚硝态氮去除过程中的表达动态。【结果】筛选出的菌株SP3为革兰氏阴性菌,短杆状;能以醋酸盐、丙酮酸盐、丙酸盐、丁酸盐、乳酸盐、富马酸盐、琥珀酸盐、苹果酸、果糖、葡萄糖作为碳源,不能以乙醇和丙酮作为碳源;能利用硫化钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠作为无机电子供体; 16SrRNA基因序列分析表明其与沙氏外硫红螺菌(Ectothiorhodospira shaposhnikovii)序列相似度为99%;菌株SP3适宜pH为6.0-8.5,适宜盐度为0-3%;菌株SP3以铵盐作为氮源时生长状态明显优于亚硝酸盐;以初始菌液浓度8.6×109CFU/mL、起始氨氮量84.15±0.58 mg/L的条件培养7 d,水体氨氮累计去除量为79.45±0.29 mg/L,氨氮累计去除率达到94.42%;在同样菌浓度和2mg/L亚硝酸钠的条件下培养5d,水体亚硝态氮含量低于检测限0.003mg/L。在菌株SP3去除氨氮、亚硝态氮过程中nirS相对表达量上调。【结论】菌株SP3为沙氏外硫红螺菌(E.shaposhnikovii),能有效去除水中氨氮和亚硝态氮,具有净化水质作用,在水产养殖和污水处理中有广阔应用前景。     

几种微生物制剂和微藻在水产养殖中的应用

工厂化高密度养殖,需人工大量投喂饲料,饵料残余及水产动物的排泄物溶解于水中,对养殖水体造成污染,危害养殖对象的健康生长。对鱼虾疾病用药物防治只是暂时性手段,广谱抗生素杀死或抑制了敏感细菌而保留了耐药的致病菌,破坏或干扰了水体原有的正常微生物区系的生态平衡,更增加了养殖动物感染病菌的机会,抗生素在生物体内的残留,最终会对人体产生危害。微生物应用于水产养殖来改善水体生态环境,抑制杀死病原微生物,并可作为饲料添加剂,补充营养成分,改善养殖动物胃肠道有益菌群,达到生态防治的目的,使养殖生产良性发展,取得更好的经济效益、生态效益。本文对目前国内外较为普遍应用于水产养殖的几种微生物、微藻类在水处理、防治病原微生物和病害发生方面的应用情况和发展动态进行了分析。       

湖光微生物饲料添加剂研究：I.菌种来源及鉴定

湖光微五物饲料添加剂系采用我所从武汉东湖水体分离培养和筛选的光合细菌株制备的。我们对其中懈含的光合细菌菌株分类鉴定结果表明,它们分隶属于红假单胞菌属和红螺菌属,主要为沼泽红假单胞菌和深红红螺菌。并就有关分类问题作了讨论。     

光合细菌培养条件优化的研究

摘要：目的 对光合细菌的培养条件进行优化,优选出更合适的培养基及光合细菌的初始接入量。方法 采用正交试验设计研究培养基中乙酸钠、硫酸铵和酵母膏3个因子对光合细菌生长的影响,以及考察5%、10%、15%和20%不同接菌量的影响,通过测定波长660 nm下菌液的紫外吸光度从而体现光合细菌的生长状况。结果 乙酸钠4.0 g、硫酸铵0.5 g、酵母膏2.0 g为培养基的优化配方,10%的接菌量为最佳。其中乙酸钠对光合细菌生长影响最大。结论 本研究为快速培养高活性的光合细菌奠定了理论基础。     

虾-贝-红树林耦合循环水养殖系统中微生物群落分析

海水循环水养殖系统是重要的生态养殖模式发展趋势之一, 为了深入了解循环水养殖生态系统, 通过对系统各功能区水体中细菌16S rRNA基因V4V5区进行高通量测序和生物信息学分析, 从微生物生态学角度分析了循环水养殖系统不同功能区的细菌群落结构动态。测序分析结果显示, 海水循环水养殖系统中优势细菌种群分别属于变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes)。红树林湿地水体中变形菌门和厚壁菌门丰度较高, 而对虾养殖池的拟杆菌门和浮霉菌门丰度较高。在不同优势类群中, 变形菌门多样性指数平均值最高, 其次是拟杆菌门, 厚壁菌门最低。在各功能区中, 红树林细菌多样性最高, 虾池最低。MDS分析结果显示虾池、贝池和红树林湿地水体中细菌群落结构有明显差异, 虾池与其他功能区差异最大。研究表明, 高密度对虾养殖对虾池水体中细菌群落有显著影响, 但其影响在循环水养殖系统后续功能区中逐渐减弱。     

菌蜕系统作为新型渔用疫苗体系的研究进展

菌蜕系统作为一种新型疫苗体系,是通过对噬菌体PhiX174裂解基因E的精确表达调控建立的.细菌菌蜕兼顾了组合抗原免疫原性、佐剂效应、靶向性载体等作用,特别适合于黏膜免疫及口服免疫;由于缺乏内含物而更加安全;生产过程简单,适宜大规模生产.这些特性决定了细菌菌蜕是一种具有良好应用前景的候选疫苗及递送系统.近年来随着水产养殖业的发展,鱼类细菌性疾病大规模爆发并造成严重损失.鉴于化学药物和常规疫苗的种种缺陷,新型渔用疫苗的研究日渐受到人们重视.在阐述细菌菌蜕系统形成和调控机制的基础上,着重介绍菌蜕疫苗在几种鱼类细菌性病害防治中的研究进展,并对菌蜕系统作为新型渔用疫苗体系的可行性和优越性进行讨论,对其应用前景进行展望.相信随着研究的深入,渔用菌蜕疫苗将在水产养殖病害防治中发挥着越来越重要的作用.