河北职业技术师范学院学报第14卷第1期,2000年3月Journal of Hebei Vocation-T echnical T eachers College Vol.14No.1M arch2000光合细菌的研究进展(综述)何振平,王秀云,孙学文,马吉飞(河北职业技术师范学院动物科学系,昌黎,066600)摘要:综述了光合细菌生理生化特性及培养方法,讨论了光合细菌在水产及畜禽养殖方面的应用效果。

关键词:光合细菌;应用;研究进展中图分类号:S816173;S91711文献标识码:A文章编号:1008-9519(2000)01-0069-04光合细菌(Photo Sy nthetic Bactreia PSB)是自然界中重要的微生物类群,具有净化水质功能,又是富含蛋白质的饲料添加剂[1],近年来,随着工农业的发展,局部地区近海、河流、池塘等水域污染严重,给养殖业造成了巨大的损失,使用光合细菌净化水质,提高饲料报酬,在一定程度上收到了较好的效果,近些年来,光合细菌的研究与开发越来越深入。

1PSB的分类PSB依据1974年的5伯杰鉴定手册6(第八版)可分为两类,即蓝色红菌门和红螺菌目;又可依据Truper pferning(1978)的意见,将不产氧光合作用的红螺菌目分为红螺菌科、着色菌科、绿菌科和绿丝菌科,包含18属45种细菌。

其中在生产上有意义的红螺菌科包括红螺菌属、红假单胞菌属和红微菌属。

2PSB的特性211PSB的形态与大小PSB一般为球形、卵形、杆形、弧形、螺旋形、环形、半环形、丝形,也可随培养条件和生长阶段以及菌种不同变为链状、锯齿状、格子状、网球状等。

其中红螺菌科大小为(016~017@1~10L m),着色菌为(1~3@2~15L m),绿菌菌科为017~1@1~2L m。

212PSB的生化特性以红假单胞菌、红螺菌为例(表1)。

213PSB的培养特性(表2)3PSB富集培养方法PSB是一类水圈微生物,广泛分布于海洋、江河、湖泊、沼泽、池塘及活性污泥和土壤中,可从中重复富集、分离纯化获得。

所用的培养基含有碳、氮、磷和一定量的镁、钙、钠和微量元素[2]。

生产性培养包括三级培养法和工厂化大规模培养两种。

311三级培养法一级培养采用试管或盐水瓶,接入菌种,二级培养采用500~2000mL玻璃瓶,加入一级培养物,使一级培养物的体积分数为011~012。

三级培养采用25~50kg的透明塑料桶,加入二级培养物,使二级培养物的体积分数为012~013[3]。

312工厂化大规模培养采用工业用有机废水、废渣和农副产品、动物粪便等。

如可用农副产品麦麸作培养基,其工艺流程包括麦麸水解、清除固体残渣、水解液中和、光合细菌接种、细菌回收、纯化、最后制成干品[3]。

收稿日期:1999-10-22修改稿收到日期:1999-12-03表2 PSB 的培养特性检测项目沼泽红假单细胞菌深红螺菌蛋白胨NH 4-N NaN O 3N 2柠檬酸葡萄糖酒石酸丙二酸运动方式增殖方式菌落形态液体培养细胞色素光谱 吸收峰值++++??-+亚极生鞭毛不对称分裂无色)桃红(厌氧1光照)红)红褐色375,468,493,520~525,589802,860~875++++---+极生鞭毛二均分裂淡粉红色(好氧)粉红)深红375~377,510~517,546~550,590~595807~808,881~885+posit ive,-neg ative 表1 PSB 的生化特性检测项目 沼泽红假单细胞菌深红螺菌琥珀酸甘油甘露醇苹果酸苯甲酸盐乙醇乙酸钠耐盐性DNAG +C 含量(mol%)++?++?++6418~6613+--+-+++6318~65104 PSB 的营养成分PSB 含有较高的优良蛋白质,粗蛋白含量为65145%,含有17种氨基酸且消化率较高,维生素B 12含量为21%,生物素含量为65%;菌体的脂类成份含有菌绿素、类胡萝卜素和辅酶Q 4[1]。

以上特点决定了PSB 可做为畜禽、鱼虾的饲料。

但是,PSB 中缺乏W 3系列的20碳以上的高度不饱和脂肪酸[2],单独作为仔鱼的初期饵料时,需与其它富含高度不饱和脂肪酸的饵料同时使用为宜。

5 PSB 在畜禽水产养殖上的应用PSB 的作用主要在于其能改善、稳定养殖环境和防治疾病,高营养的菌体能作为饵料原料,能有效促进鱼虾生长,提高成活率。

由于不同种类的PSB 有着不同的生态生理特性,因此在水产养殖上须根据使用目的、环境、种类等不同来选择合适的菌株。

511 PSB 在水产养殖上的作用51111 改善和稳定养殖环境 着色菌科PSB 以H 2S 、硫代硫酸盐等作为供氢体与电子受体,是专性厌氧细菌,可降解多种有机物,从而为鱼虾的生存改善环境。

作用包括:(1)改善水质 水质变坏常由于鱼虾类排泄物、残留饵料污染所致,使水中氨氮浓度升高,导致鱼虾发病死亡。

常采用换水、循环过滤方法解决,但这些方法既破坏水中饵料的生物群落,又浪费能源。

而向池中适当投入PSB(1~2g /m 2,每10d 1次),可防止水质恶化,还可使恶化的水质转为正常(加入量5~10mg #kg -1)[4]。

(2)防止赤潮 近年来,近海水域常被污染,使养殖水域富营养化,致使赤潮生物大量繁殖,出现大面积赤潮,PSB 可降解水体有机物,具有一定的抗赤潮的能力[5]。

(3)养殖虾业 对虾育苗成败,水质是关键,使用PSB 后,在相同的条件下,可阻止和延缓传染性疾病的发生,使虾苗健康,有报导,PSB 可使单位水体出苗量提高511万尾,蚤状幼体成活率提高20个百分点,糠虾幼体成活率提高22个百分点[2]。

在商品虾的养殖中,将PSB 与沙混合撒入池底,在整个养殖过程中,可改善底质环境,促进虾的生长,因此定期投入一定量的PSB 可防止疾病的发生[6,7]。

在罗氏沼虾养殖中也可提高其成活率和产量[8]。

(4)特种水产品 PSB 可改善净化水质,减少鳖病的发生[10,11,12]。

每天在养鳗池中加入PSB,与对照组比较,其换水次数减少,pH 值变化幅度小于014,溶氧变幅、化学耗氧量、铵态氨、亚硝态氮含量均较对照组低[13]。

说明PSB 对养鳗生态环境改善有利。

51112 防病治病 PSB 抗病机理为:¹有效的改善生态环境,加入PSB 后,占优势的PSB 抑制或替代70河北职业技术师范学院学报 14卷了病原菌。

º荚膜红假单胞菌细胞壁中含有多糖类,为非特异性免疫激活剂,可增强鱼虾体质和抗病力。

PSB 可防止鲤鱼穿孔病、金鱼绵状病、鳗鱼水霉病和赤鳍病、黑鲷擦伤病[1]等。

对于防治鲤鱼粘细菌病及一些交叉感染疾病均有很好的效果[14]。

日本宫川水产场发现,当由病毒引起对虾大量死亡时,使用2mg #kg -1PSB 很快控制了死亡的继续发生;大连有两家水产养殖场使用PSB 防治虾病,效果明显[15]。

51113 饵料生物培育 用PSB 混以藻类培养轮虫,可见轮虫增殖率明显高于藻类、酵母单独培养轮虫的速度。

利用PSB 培养丰年虫卵也可提高孵化率。

用PSB 培养的水蚤、轮虫、其氨基酸、蛋白质含量都明显提高。

512 PSB 在畜禽养殖上的应用将PSB 作为饲料添加剂饲喂仔猪、鸡等动物均获得好的效果,对猪每天添加PSB 菌液25~50mL 在30~40d 内可使增重提高1312%;使雏鸡增重比对照组提高1718%(PSB 用量为300mL+100kg 饲料);对产蛋鸡可提高产蛋率7~15个百分点,产蛋量增加10%~16%,而且蛋黄色素量明显提高;以016mL/(d #羽)饲喂肉用仔鸡1个月,可使仔鸡成活率提高3~7个百分点,增重提高15%[16,17]。

而且在鹅、鸭、鹌鹑等禽类也有相似的结果[16]。

PSB 对哺乳期及断奶后仔猪黄痢、仔猪白痢有防治作用[18]。

6 PSB 的应用前景随着现代工业的发展,河流、湖泊、近海水域、池塘、养殖池等受到的污染机会增加;随着人们生活水平的不断提高,对鱼、肉、虾产品需求量逐年增大,水域污染对水产养殖业造成了很大危害,为解决这一问题,减少有机废物的排放并合理处理,扩大养殖数量,提高产量,以满足需要。

其中PSB 作为水圈微生物中以有机物作为光合作用的营养,在被有机物污染的地方,可使有机物降解、转化,并起到净化作用和环保作用[19]。

为畜禽、水产养殖奠定坚实的基础,其最终产品可做为饲料添加剂使用,为其广泛推广应用提供了美好的前景。

日本的/玉垒菌0和/FAM P 翻富0以及/EM 0、/OHLES 0菌剂均与光合细菌有关,我国已开发出了光合细菌/红精灵0饲宝、海光Ó号等产品,在畜禽养殖、水产养殖上应用取得了较好的经济效益。

其菌种来源广泛,易于大规模生产、应用,成本较低,是优质的蛋白质饲料添加剂来源,开发前景广阔,但选择合适菌株及合适的培养条件是关键。

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