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水产养殖弧菌的处理

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水产养殖弧菌的处理

水产养殖弧菌的处理范文第1篇

益生菌不仅可以净化水质,还能促进水产动物的生长,提高水产动物的免疫力和抗病力等。目前,应用于水产养殖的益生菌主要有光合细菌、噬菌蛭弧菌、乳酸杆菌、芽孢杆菌、双歧杆菌、酵母菌、硝化细菌和乳杆菌等。

1.1光合细菌

光合细菌(Photosyntheticbacteria,PSB)是利用光能和CO2维持自养生活的有色细菌,主要是水生细菌,革兰氏阴性,含有菌叶绿素和类胡萝卜素;在厌氧光照或好氧黑暗的条件下进行光合作用,但不产生O2;光合细菌包括3科18属的细菌。光合细菌所含营养丰富,还有CoQ、维生素B、叶酸等,可以提高水生动物的免疫力,促进生长并且改善水质。沈锦玉等将光合细菌添加于饲料并泼洒到养殖水体中,改善了水质,并使鲫鱼、罗非鱼血清中溶菌酶活性明显高于对照组,大田试验也取得了较好的效果,降低了发病率,也提高了产量。刘慧玲等向养殖罗非鱼苗的养殖水体中投入密度为4.5×104cfu/ml的光合细菌时,鱼组织中的过氧化物酶、碱性磷酸酶、超氧化物歧化酶、溶菌酶和抗菌活力均显著高于对照组,存活率也提高了6.67%。王有基等发现光合细菌制剂可以提高鲤鱼白细胞的吞噬活性,增强血清溶菌酶活力。

1.2芽孢杆菌

芽孢杆菌(Bacillus)是一类能形成芽孢(内生孢子)的异养型细菌,革兰氏阳性,具有生长速率快、溶解氧要求浓度低、能忍受酸性的环境优点;可促进水产动物营养物质吸收,提高其消化机能,减少氨氮、亚硝酸盐和H2S等有毒有害物质,降解水体中的有机碎屑,优化养殖环境,促进水环境生态良性循环等功效,我国规定可以添加在饲料中的芽孢杆菌为地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。丁丽等发现枯草芽孢杆菌对异育银鲫免疫器官指数和溶菌酶的影响最大;谢佳磊等在饲料中添加枯草芽孢杆菌发现对克氏原螯虾的免疫机能有促进作用,其酚氧化酶活力明显增加;沈文英等发现在基础饲料中添加1×105CFU/g枯草芽孢杆菌后,草鱼血清重点免疫球蛋白M,补体C3含量和碱性磷酸酶(AKP)活性显著升高,而髓过氧化物酶(MPO)和谷丙转氨酶(GPT)活性显著降低,可以提高草鱼的免疫力和抗氧化功能。李卫芬等报道在饲料中添加芽孢杆菌可以改善提高草鱼机体免疫力和抗氧化功能。Aly等发现枯草芽孢杆菌可以抑制荧光假单胞菌(Pseudo-monasfluorescens)的生长,而此类菌会导致鱼类内脏败血性坏死从而造成死亡。张赛乐等研究发现黄姑鱼投喂伴有枯草芽孢杆菌的饲料后能有效提高黄姑鱼白细胞吞噬活性。Vaseeharan等研究发现枯草芽孢杆菌可以提高斑节对虾的免疫力从而对哈维氏弧菌有较好抗病能力,使其在感染后死亡率减少90%。Bandyopadhyay等报道从卡特拉鲃肠道中分离出来的BacilluscirculansPB7,可以提高卡特拉鲃的免疫力及其对嗜水气单胞菌的抗病能力。

1.3噬菌蛭弧菌

噬菌蛭弧菌(Bdellovibriobacteriovorus)是一类专门以捕食细菌为生的寄生性细菌,具有寄生和裂解细菌的生物学特性,可以将致病菌限制在较低水平上,其对嗜水气单胞菌、副溶血弧菌、鳗弧菌、溶藻弧菌、哈维氏弧菌、大肠杆菌、荧光假单胞菌和爱德华氏菌等革兰氏阴性菌均有较好的裂解作用;同时,还可以有效控制养殖水体的化学需氧量、硫化物和氨氮存留量。徐琴等以1%的比例在中国对虾基础饲料中添加噬菌蛭弧菌,发现它能促进对虾生长,提高免疫因子活性。梁思成等发现在饲料中添加蛭弧菌具有改善银鲫肠道菌群和提高免疫相关酶活性的作用;张梁等发现用添加蛭弧菌的饲料喂养草鱼,草鱼的脾脏和胸腺的免疫器官指数逐渐升高,血液中的NBT阳性细胞数量逐渐增加,血清抗菌活性与溶菌酶活性逐渐升高,用温和气单胞菌疫苗免疫后,草鱼的免疫应答水平明显提高。邓时铭等发现饲料中添加蛭弧菌微生态制剂,能对机体的免疫器官和免疫细胞产生影响,能调节机体的非特异性免疫功能。韩宇翔等研究发现噬菌蛭弧菌能够显著提高鲟鱼的血清溶菌酶、碱性磷酸酶和过氧化物酶等免疫相关酶活性。

1.4酵母菌

酵母菌是单细胞真菌,是兼性厌氧菌,在有氧条件下可将糖类分解为CO2和水,无氧条件下产生CO2和乙醇。丁丽等研究表明酵母菌对异育银鲫血清SOD水平的影响较大。Andlid等从虹鳟胃肠道分离的汉逊德巴利酵母(HF1)体外可抑制鱼病原菌杀鲑气单胞菌和鳗弧菌;徐琴等分别以1%的比例在中国对虾基础饲料中添加粘红酵母,发现其能促进对虾的生长,提高免疫因子活性。陈秋红等研究表明酵母菌可中和肠道中毒素,直接与肠道病原体结合,有效抑制肠道病原体的繁殖,改善肠道微生态环境,从而增强机体的免疫能力及抗病能力。

1.5硝化细菌

硝化细菌是将水中的氨转化为亚硝酸和硝酸的一类细菌,包括亚硝化菌和硝化菌,是好氧自养型细菌,革兰氏阴性;氨氮和亚硝氮是影响水质的重要指标,一旦超标将会引起水产动物病害的发生,而硝化细菌可以将其转化为硝酸盐,被机体吸收与利用。李长玲等研究发现硝化细菌可显著改善罗非鱼苗培育环境的水质,增强鱼的抗病能力,当硝化细菌浓度为100cfu/L时,幼鱼的碱性磷酸酶活力、溶菌酶活力以及超氧化物歧化酶活力都有明显提高。

1.6双歧杆菌

双歧杆菌(Bifidobacterium)是一类外观变化很多的厌氧型放线菌,革兰氏阳性,能有效发酵糖类产生乳酸和乙酸,存在于肠道中;其中,能用于制备微生态制剂的双歧杆菌主要有两歧双歧杆菌、青春双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、短双歧杆菌和长双歧杆菌。桂远明等利用双歧杆菌制剂来抑制革兰氏阴性菌,减少肠杆菌细胞壁内毒素进入鱼体,从而保护肝脏对鲤爆发性肝炎有一定的治疗效果。邹向阳利用双歧杆菌作为饲料添加剂,可以提高中国对虾幼体的免疫力,促进提前变态,减少死亡率。

1.7乳杆菌

乳杆菌(Lactobacillus)是一种不产生芽孢的革兰氏阳性菌,主要代谢产物是乳酸。王富强等在牙鲆肠道内定植和投喂乳杆菌后发现牙鲆消化道内弧菌的数量明显下降。许褆森发现戊糖乳杆菌R1作为益生菌作为饲料添加剂可以取代抗生素应用在草鱼养殖中。吴桂玲等研究在饲料中添加乳酸菌、芽孢杆菌和节杆菌等9株菌,发现花鲈的巨噬细胞杀菌力显著高于对照组,头肾巨噬细胞数量显著高于对照组,且对鳗弧菌有抗病力。邝哲师等研究表明乳酸菌可以刺激吞噬细胞的吞噬功能,促进淋巴细胞的增殖,提高细胞因子水平,增加NK细胞的活性和免疫球蛋白水平,从而达到免疫监视和提供系统免疫功能。SON等现乳酸菌不仅提高点带石斑鱼的生产性能,还能够强化免疫系统,增强对链球菌和彩虹病毒的耐受能力。Aly等研究表明乳酸菌可以提高尼罗罗非鱼的嗜中性粒白细胞的粘着性和溶菌酶活性,同时对荧光假单胞菌和链球菌有较好的抵抗力。

2水产用益生元对提高水产动物免疫机能的作用

益生元是指由一些益生菌代谢所产生的并且可引起肠道内相关菌群变化的一类不可消化的物质,在水产中主要作为免疫增强剂使用。

2.1寡糖

寡糖又称为低聚糖,可改善机体消化道内的微生态环境,促进益生菌的增殖;此类寡糖包括半乳糖寡糖、果寡糖、甘露寡糖等。刘爱君等报道在饲料中添加0.50%~0.75%的甘露寡糖可以显著提高罗非鱼的生长性能,改善肠道结构功能,提高营养物质消化率和机体非特异性免疫功能。徐磊等发现在饲料中添加240和480mg/kg的甘露寡糖能提高异育银鲫的免疫能力,增强鱼体抗病原菌(嗜水气单胞菌)的能力。刘含亮等在饲料中添加壳寡糖对虹鳟生长性能、白细胞吞噬百分率、吞噬指数、血清杀菌百分率以及血清、肝脏和鳃中溶菌酶活性有显著影响。徐后国等报道在饲料中添加0.3%~0.6%的壳寡糖可以在一定程度上影响大黄鱼幼鱼的非特异性免疫能力。谭崇桂等在饲料中添加0.2%的β-葡聚糖、0.4%甘露寡糖、175mg/kg蛋白酶PT可提高凡纳滨对虾生长性能,改善消化酶活性,葡聚糖和甘露寡糖还具有改善血清非特异性免疫的功能。

2.2多糖

微生物非抗生素活性物质主要有脂多糖、肽聚糖、葡聚糖和真菌多糖等,是一种具有免疫促进效果的高分子聚合碳水化合物,具有促进机体免疫功能、增强机体抗病能力与应激能力等功能;在饲料中添加多糖的水产动物,其血浆蛋白和噬菌细胞活动的改变,产生急性期蛋白和激活巨噬细胞;而巨噬细胞表面有多糖的受体,巨噬细胞对于提高杀菌能力起关键作用,而且能够产生影响免疫细胞和非免疫细胞的一系列的血浆移动因子。朱斐等研究表明葡聚糖可提高克氏原螯虾超氧化歧化酶活性,从而降低其感染WSSV,对克氏原螯虾有免疫保护作用。Itami等在饲料中添加肽聚糖后投喂日本囊对虾,并对其进行WSSV攻毒,试验组的成活率比对照组高60%~70%。张璐等发现在饲料中添加500mg/kg肽聚糖显著提高了鲈鱼的白细胞吞噬指数、血清LSZ活力和替代途径的补体活力,并且对哈维氏弧菌的抵抗力也显著增强。陈昌福等证实酵母细胞壁多糖对南美白对虾的免疫系统和免疫相关酶有激活作用。Solem认为脂多糖可促进大西洋鲑(Atlanticsalmon)巨噬细胞的分裂,从而提高机体的抗感染能力。许第新等报道酵母细胞壁中的多糖可以提高克氏原螯虾肝胰腺中的酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(ALP),对血清和肌肉中的ACP和ALP没有明显作用。李桂峰等研究表明添加0.5%和0.8%酵母多糖的饲料能显著提高赤眼鳟的超氧化歧化酶活性、溶菌酶活性、补体C3水平、白细胞吞噬活性、红细胞的免疫功能。Sung等采用β-葡聚糖溶液浸泡斑节对虾,不仅提高了酚氧化酶活性和溶菌酶活性,而且也增强了对创伤弧菌的抵抗力。李红权等从赤芝液体发酵菌丝体中提取真菌多糖,在日本沼虾饵料中添加不同浓度的真菌多糖,可以提高沼虾血细胞的溶菌活力、抗菌活力、抗毒和能力。

3水产用合生素对提高水产动物免疫机能的作用

合生素又称合生元,是益生菌与益生元结合使用的生物制剂,兼具益生菌和益生元的双重作用,通过促进外源性活菌在动物肠道中的定植,选择性刺激一种或几种生长和繁殖,从而提高宿主的免疫机能。肖世玖等在团头鲂基础饲料中添加合生素显著提高了团头鲂血清抗氧化能力,降低了肠道中的大肠杆菌数量,促进芽孢杆菌的增殖;温俊等试验表明饲料中添加合适比例的合生素能起到提高南美白对虾免疫机能和调节肠道菌群的功效。

4微生态制剂在改善水产动物免疫力中的作用

微生态制剂在水产养殖中用于调节改善水质,降低水体中NH+4-N、NO-2-N、H2S等对水生生物的毒害作用,稳定水体pH;抑制水体中的病原菌的生长;刺激免疫系统,增强水产动物的免疫力;提供营养物质,促进水产动物生长发育,减少病害发生;提高水产动物的饲料利用率等。在增强水产动物免疫力方面的研究大致集中在微生态制剂刺激水产动物非特异性免疫系统,导致非特异性免疫相关酶活性的提高,从而能够抵抗病原体。因此,微生态制剂在改善水产动物免疫力方面上还应从以下方面进行研究:①对试验条件进行控制,保证研究结果的准确性,并从免疫相关因子的变化、个体抗病能力等进行系统、深入研究,以为微生态制剂的使用提供指导;由于微生态制剂属于生物制剂,受环境条件的影响较大;而在实际养殖生产中,水质条件复杂,使用哪种微生态制剂需要依靠科学严谨的试验基础。②在菌株的筛选上应筛选适应性强、效果好、便于保存的菌种,加强水产用微生态制剂的研究,利用适合水环境的微生态制剂;在畜牧业上筛选出的一些菌株经过多年生产实践,取得较好的效果,但水体环境与陆地环境差异显著;对于在畜牧业上的菌株,不能直接在水产养殖业中推广,应当筛选出适合水体环境并能提高水产动物免疫力的优质菌株。③对微生态制剂的研究应从其作用机理方面深入研究,以对应不同情况使用不同制剂,从而达到高效利用的目的;目前,对于微生态制剂作用机理仍处于宏观水平,应当开展更多微观水平的作用机理研究,使微生态制剂最高效地提高水产动物免疫力。④在微生态制剂的保存与运输过程中运用充氮、真空冷冻干燥等技术进行处理,以延长微生态制剂的保质期;微生态制剂作为生物制剂,在运输和保存方面要求严格,通过试验研究出微生态制剂最高效的保存和运输方式。然而,在微生态制剂的研发和使用方面也存在以下问题:①微生态制剂的研究仅在个体水平内进行,因环境、营养等对试验结果造成的影响不可忽略,因此相关研究还需具体化与系统化;②目前所使用的微生态制剂菌株种类较少,还需要对适用于水体环境及水生生物的菌种进行开发;③缺少安全性方面的验证,在水产上使用的微生态制剂应用使用时间短且效仿陆生动物,不一定对水产动物有效果,另外基因工程菌株应用在水产养殖中潜在威胁和安全性问题也缺少验证;④微生态制剂产品加工、保存、运输和使用上不能保证有效活菌数,因此其使用效果也不能保证;⑤微生态制剂作为一种新型水质条件未纳入相关行业标准,市场鱼龙混杂,产品质量得不到根本保证;⑥对微生态制剂的使用最佳条件研究尚不确定,针对性差,引起养殖户在一些情况下盲目使用从而造成浪费。

5结语

水产养殖弧菌的处理范文第2篇

关键词:水产养殖;废水处理;生物技术;特点;应用

近年来,在全球动物性食品生产中我国水产养殖业具有较快的增长速度如2012年我国水产品产量5906万吨,同比增长5.4%,其中养殖量4305万吨,同比增长7.0%,捕捞量1601万吨,同比增长1.3%。但是,由于养殖过程中存在大量饵料投入、大量用药和大量换水等一系列问题,使得养殖水环境污染日益严重,养殖环境恶化引起病害频繁发生,养殖产品质量下降。水产养殖废水治理技术与普通污水处理相比,具有污染物种类少、含量变化小、生化过程耗氧量低等特点,为此,可选用生物净化技术进行水产养殖废水处理。该技术的应用,可有效满足排放标准及循环利用节约水资源、改善水产养殖环境的要求。

一、水产养殖废水的特点

水产养殖废水中主要的污染物有氨氮、亚硝酸盐、有机污染物、磷及污损生物。目前,我国已开展了一些港湾及传统网箱养殖区的污损生物调查研究。与工业、生活污水不同,水产鱼污水属污染物成分简单的低浓度有机污水,BOD一般不超过80mg/L。但水产生物对水质的要求较高,氨氮和硫化氢是育苗水体中最普遍的有害物质,水体中的氨氮和硫化氢浓度会随着育苗的进行而逐渐升高。氨氮是水产生物的排泄物,也是残饵、粪便以及动植物尸体等含氮有机物分解的终产物。硫化氢则是由于含硫有机物在缺氧条件下,由厌氧细菌分解形成。水质和底质败坏而诱发弧菌等致病菌的大量繁殖,导致疾病发生;更多的是由于生态系统的破坏和放养密度的增加而导致生态失衡的综合因素所致,水生物的抗病力降低,造成更易感染致病菌。

二、水产养殖废水生物净化技术的应用

我国是世界第一水产养殖大国,水产养殖产量长期处于世界首位。但现阶段中国水产养殖,尤其是精养技术模式下水质污染严重,并对水产品质量和周围环境造成潜在威胁。为此,可选用生物技术对水产养殖废水加以处理,其具体应用方式如下所述:

1、生物膜法

生物膜法具有高效、操作简便等特点。生物膜的载体不同,附着在载体上的微生物的生长量不同,对养殖废水的处理效果也不同。目前多采用紫外线杀菌器、臭氧发生器、蛋白质分离器和生物过滤器4部分构成养殖污水生物膜处理工艺系统(如图1)。

图1 水产养殖污水生物膜法处理系统工艺流程

常用的生物过滤器有浸没式生物滤床、滴滤式生物滤床、生物转盘等。但生物膜法存在抗冲击力弱、易受污染、不能多次循环利用、运行时间长等缺点,尚不能广泛的应用于处理养殖污水。因此一些研究者在此基础上进行了改进研究。如万红等提出采用以组合填料为载体的序批式生物膜反应器处理水产养殖废水;李军等也设计出复合式膜生物反应器(MBR)装置,以粉末活性炭(PAC)作为填料,加入活性污泥经过驯化培养,用该装置处理污水,连续运行100d,膜出水COD始终稳定在25mg/L以下,NH3-N的去除率可以达到99%以上。PAC为硝化细菌的吸附生长提供了良好的载体,使其能够很好地繁殖,从而提高了膜生物反应器的氨氮去除率;何洁等把筛选到的菌群附着在沙子、活性炭与沸石3种载体上,对养殖废水进行处理,研究表明以这3种载体的生物过滤器对养殖废水的氨氮去除率差不多。

2、活性污泥法

活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气,经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群,具有很强的吸附与氧化有机物的能力。典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。从空气压缩机站送来的压缩空气,通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置,以细小气泡的形式进入污水中,目的是增加污水中的溶解氧含量,还使混合液处于剧烈搅动的状态,形悬浮状态。溶解氧、活性污泥与污水互相混合、充分接触,使活性污泥反应得以正常进行。

第一阶段,污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上,这是由于其巨大的比表面积和多糖类黏性物质。同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。

第二阶段,微生物在氧气充足的条件下,吸收这些有机物,并氧化分解,形成二氧化碳和水,一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果,污水中有机污染物得到降解而去除,活性污泥本身得以繁衍增长,污水则得以净化处理。

经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池,混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离,澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出,其中大部分作为接种污泥回流至曝气池,以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度;增殖的微生物从系统中排出,称为“剩余污泥”。事实上,污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。

三、结束语

综上所述,随着世界性水资源短缺和环境污染的日趋严重,今后各国将采用封闭式循环水养殖方式。其中,养殖废水的综合利用与无害化排放技术具有极大的研究开发价值和广泛的应用前景。随着科学技术的不断进步,水产养殖也将由单一型向生态型发展,要求在最大限度提升水产养殖业产量的同时,起到净化水质的作用,并形成生态系统的良性循环。

参考文献

[1] 江云. 水产养殖废水生物净化技术研究[D]. 扬州大学 2013

[2] 傅雪军,马绍赛,曲克明,周勇,徐勇. 循环水养殖系统生物挂膜的消氨效果及影响因素分析[J]. 渔业科学进展. 2010(01)

水产养殖弧菌的处理范文第3篇

群体感应的类型根据自诱导物的不同,细菌的群体感应信号系统大体可分为三类:一是由N-酰化高丝氨酸内酯(N-acyl-homoserinelactones,AHLs)类物质调节的群体感应系统,这种调节机制主要存在于革兰氏阴性菌中。当细菌分泌的自诱导物浓度达到一定临界值后,就可与LuxR蛋白相结合来激活目的基因,调控生理行为;二是在革兰氏阳性菌中存在的以翻译修饰的寡肽作为信号分子的群体感应系统。在这种系统中,细菌通过调节寡肽类物质感应周围环境的变化。目前已在枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、肺炎球菌(Pneumococcus)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)等革兰氏阳性细菌中发现了这种调节机制,而且现有的研究表明没有产生AHLs类信号分子的革兰氏阳性细菌;三是以费氏弧菌(Vibriofischeri)为代表的由luxL酶催化的AI-1系统和luxI酶催化的AI-2系统[7-9]。

AHLs类信号分子的检测方法随着对细菌群体感应系统研究的深入,研究者希望可以通过人为干扰对其进行调控,以达到有益于人类的目的。目前,对革兰氏阴性菌产生的AHLs类信号分子已建立了一套比较完整的检测体系,Paul等和Lars等[10-11]都对AHLs类信号分子的特性和检测方法进行了比较详细的阐述。主要的检测方法可以归结为以下三类:(1)物理方法:主要是利用高效液相色谱-质谱法(HPLC-MS)和气相色谱-质谱法(GC-MS)检测目标菌种,该法不仅简单高效,而且能在没有标样的情况下定性检测AHLs类信号分子[12];(2)生物方法:主要是利用报告菌是否产生颜色反应来检测AHLs类物质是否存在,目前使用最广泛的是C.violaceum和A.tumefaciens两种细菌生物感应器,它们对不同长度的酰基侧链和不同取代基的AHL分子具有不同程度的敏感性[13];(3)薄层层析法:通过与标样进行对比可知道检测物中是否含有AHLs类信号分子。根据目前对群体感应系统的认识和研究,不仅可以建立起细菌之间化学信号物质与生理行为的联系,还可以通过人为手段阻断或促进细菌的群体感应系统,从而调控其某种特定功能,以实现其在实际应用上的价值。

群体感应系统在其他领域的应用大多数微生物使用群体感应系统来调控毒性因子的表达和生物膜的形成,这一发现使群体感应成为了抗菌研究的一个备受关注的新手段。Singh等[14]认为铜绿假单胞杆菌的群体感应信号分子与肺部囊胞性纤维症的感染有直接关系。张晓兵等[15]认为利用群体感应与致病菌存在一定的关系,可以把致病菌群体感应系统的检测作为临床细菌感染诊断的潜在生物标志物,另外对群体感应的抑制还可作为临床治疗的一种手段。而在食品领域,由于微生物是导致食品腐败的主要原因,所以利用群体感应系统对食源性细菌进行调控,在防止食品腐败、抑制腐败菌生长等方面有重要意义。Whitehead等[16]认为许多食品腐败有关的特性如果胶水解酶、蛋白水解酶、脂肪水解酶活性及生物膜形成等都是由AHLs调控的。Gram等[17-18]在真空包装的牛肉、禽类产品中也检测到AHLs的浓度与肠杆菌数量的特定关系。此外,他们还发现把产生AHLs并且能水解果胶的胡萝卜软腐病菌添加到豆芽中,能加速豆芽的腐败。

尽管研究发现多数细菌具有群体感应系统,并且群体感应系统能对细菌的生理行为产生一定作用,但是这方面的研究仍然受到许多因素的制约,包括研究方法、研究材料以及细菌本身的特征等等。此外,有关群体感应的多数研究都是以铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)、大肠杆菌(E.coli)或费氏弧菌(Vibriofischeri)为对象进行的,对于其他菌种的研究还十分有限,并且在水产领域有关群体感应的报导并不多见。水产养殖业在人们的生活中以至整个社会中都占有重要地位,水产养殖的发展也是学者和社会人士关注的重点,而且水产养殖中的很多方面都涉及群体感应系统的调控作用,因此研究群体感应在水产养殖中的应用是十分必要的。

在养殖污水处理方面的应用养殖水体中的有害物质大多来自残饵、残渣和粪便等有机物的大量沉积,这不仅会引起水体缺氧,而且会产生大量有害的中间产物,危害养殖动物健康,严重时甚至造成死亡[19-21]。目前,养殖污水的处理方法主要有物理法、化学法和生物法三种。生物法又包括生物膜法、人工湿地法、添加高效微生物菌剂和固化微生物等方法。其中生物膜法因具有运行稳定、管理方便、处理费用低的优点[22],已成为养殖污水处理的主要方法之一,其对水产养殖污水中氨氮和有机物的去除有很好的效果[23-24]。生物膜是一个非常复杂的结构,相对于游离细胞,它具有更强的稳定性,可以提高细菌的存活率,因此自然界中的细菌主要是以生物膜的形式存在的。生物膜的形成过程由可逆性粘附、不可逆性粘附、早期形成阶段、成熟和老化等5个阶段构成[25-26]。生物膜法处理养殖污水的主要作用原理是利用生物膜上微生物的新陈代谢作用,将污水中的有害物质最终分解为CO2和H2O[27-29]。水产养殖中常见的生物滤池法就是使废水与生物膜接触,利用生物膜内微生物的作用将废水中的有机物氧化,使水质得到净化。净化作用主要是通过生物膜上硝化菌、反硝化菌、聚磷菌等细菌的作用来实现的。这些细菌是生物膜法处理养殖污水的关键,影响着生物膜的形成、养殖污水的处理效果等方面。通过单因子实验,发现添加了C6-HSL和N-3-oxo-C8-HSL两种AHLs类信号分子的实验组的养殖污水处理效果发生了变化,其中较为明显的是附着基上的生物量发生了显著改变。与空白对照组和添加乙醇的实验组相比,添加C6-HSL和N-3-oxo-C8-HSL的两组生物膜的生物量明显增加。但具体的调控机制以及群体感应如何对养殖污水处理产生影响、如何大幅提高处理效率等方面的问题,还需要更全面更深入的研究。如果可以通过人为手段,利用群体感应对生物膜上的微生物进行干预,就可达到缩短挂膜时间或提高氨氮去除率的目的。首先在生物膜挂膜启动阶段,通过向系统中投加群体感应信号分子的拮抗物或结构类似物,从而提高挂膜速度和效率;其次可以通过增强或减弱某种群体感应信号分子的浓度来强化或弱化某些种群,优化生物膜的群落组成及结构,进而提高该工艺对特定污染物的去除效果,例如,利用群体感应使降解养殖水体中有害有机物的菌群(如硝化菌群)占据优势地位,提高去除效率;此外,利用化学信号物质干预细菌的信息系统,还能够影响细菌的其它生理行为,例如:某些特定污染物的降解基因通过具有结合转移特性的质粒在种群内的扩散和进化,可以增加生物膜系统对环境变化的适应能力[30]。#p#分页标题#e#

水产养殖弧菌的处理范文第4篇

1引起海洋疾病的主要原因

许多因素之间的相互作用影响着海洋疾病的发生,环境因素是其中一个非常重要的因素,同时其他自然因素对海洋疾病灾害暴发也起到了推波助澜的作用。海洋生态环境上的变化会使流行性海洋疾病加剧以及致病因子毒力提高,从而导致海洋疾病的大规模暴发,甚至可能会诱发一些新的疾病的发生。导致环境改变的因素主要包括气候变化和人类行为,他们在病原传播方面扮演着重要角色,而且会使宿主抵抗力下降。虽然目前对气候变化和人类行为是如何影响海洋生态系统的时空变化的研究还不是非常透彻,但是其中一个不争的事实就是海洋生态系统往往随着气候变化而改变,这种突发性、非线性的改变所带来的风险也不断增加[10];另一方面,人类向海洋环境输入的持久性有机污染物可以影响海洋生物的免疫力[13]。

1.1气候变化对海洋疾病的影响在过去的30a,温室效应已经导致全球平均温度升高了0.2℃,而这个增加的能量大部分被海洋吸收[14]。我国近海海洋表层温度正在不断上升,而由海洋生态环境改变所引起的疾病暴发,其流行性和严重程度与气候变化密切相关。全球温度的升高无论对海洋生物还是对海洋病原体都会产生明显影响,促使海洋疾病的大规模暴发,而且也扩大了疾病发生的时空范围。

1.1.1气候变化对海洋疾病的直接影响随着全球气候变化的发生,海洋生态系统的健康和生产力也受到了影响,气候变暖会导致许多海洋生物的生物性能改变,从而使它们更容易受到疾病的感染。例如,在上个世纪九十年代,由于温度升高,斑海豹的密度增加,这为病原体的传播和侵入提供了良好的条件,从而导致了北欧斑海豹流行病的发生[15]。当水体温度过高或者太阳光照强度过强时,在一系列的环境因素共同协作下,很多珊瑚发生白化现象[1,16]。从上个世纪七十年代开始,珊瑚白化的程度和规模都有所增加,在1998年发生的珊瑚白化现象是历史上范围最广、程度最严重的一次,甚至影响到整个珊瑚礁生态系统[10]。由气候变化所引起的海洋酸化对珊瑚也产生着直接影响[17]。海水的酸化会影响单细胞浮游藻类和珊瑚等有碳酸钙躯壳的海洋生物,因为海洋过量吸收大气中的二氧化碳时就会导致海洋水体的酸化,而珊瑚礁是利用碳酸钙来构建自己的骨骼,海水的酸化使得珊瑚的骨骼变薄,例如大堡礁珊瑚的钙化程度从1990年开始,已经降低了14.2%[18]。科学研究表明,由于海洋的温度和酸度不断升高,当空气中二氧化碳浓度达到450ppm时就会对生态系统中的珊瑚礁构成严重威胁。如果空气中二氧化碳浓度已达到450ppm,大气温度一旦比前工业时代高出2℃,大批珊瑚就会发生白化甚至死亡;如果海洋已呈酸化状态,空气中的二氧化碳浓度一旦超过450ppm,珊瑚礁将会进入负的碳平衡状态[19]。

1.1.2气候变化提高了海洋病原生物的活力病毒、细菌和寄生虫是海洋有机体致病的主要因素,同时也是海洋生物数量和栖息地的关键调节者。然而,近十多年来,气候变化导致了海平面和温度上升,海洋循环、pH、盐度和紫外线发生变化。这些物理和化学因素的改变影响了海洋病原生物的传播和致病力。ChrisB等[17]研究者指出水温和紫外线辐射强度发生变化,会扰乱海洋中细菌、真菌和病毒的相对数量,同时也会影响到鱼类和海洋哺乳动物的生存状况。海洋环境中,尤其是海水养殖环境中细菌性疾病是一类常见且危害非常大的疾病。温度影响着有害细菌的生存状况以及感染疾病的能力。已知的病原菌有副溶血弧菌、鳗弧菌、哈维氏弧菌、河流弧菌、创伤弧菌、溶藻胶弧菌、黄杆菌、链球菌、诺卡氏菌等,共30多种。弧菌是引起海水养殖鱼虾细菌性疾病发生的一种最为常见的病原体,其发生温度范围广,持续时间长,地域范围广[20]。当水温升高或者其他环境条件恶化时,其致病力更强,潜在危害性更大。有报道指出美国东部大西洋沿岸的切萨皮克湾弧菌的存在状况与海水温度的升高有一定关系[21]。气候变化中的一个重要生态因子的改变就是海洋温度升高,许多寄生虫原本生活在抑制其生长的环境,但是由于温度的升高,该环境变为更有利于其繁殖的环境,从而使寄生虫的生长、传播速度加快,生存能力也更强。据报道,寄生虫病的危害日益严重,例如,在1990~1991年变暖的期间,贝类帕金虫向美国东南部扩散了500km2[17]。

1.1.3气候变化影响赤潮的发生赤潮的发生与海水温度及营养盐密切相关。2011年美国科学促进会(AAAS)科学家指出,随着气候变暖,美国太平洋西北区普吉特海湾赤潮发生的频率和持续时间正在增加。通过对未来海洋和气候模型的分析,链状亚历山大藻或有毒“赤潮”将大量传播,它们可积累在甲壳类动物体内引发病变,甚至引起神经麻痹[11]。专家们预言,在30a之内,甚至可能是在10a内,普吉特海湾赤潮发生时间可能将会提前,到21世纪末,赤潮发生的时间可能每年会提前两个月,而且比现在的持续时间会增加一个月,这对海洋生物的危害无疑是巨大的,可能会导致海洋鱼类等大量的死亡。

1.2人类行为对海洋疾病的影响

随着科学技术和国际贸易的不断发展,人类的影响已经涉及远洋。即使在南极洲,企鹅远离任何农业但体内却检测到DDT,海岸线也被溢油污染,蓝鲸处于严重濒危状态。然而,物种和生态系统受到危害最严重的区域则还是在最靠近人类的海域。人类行为触发了海洋生态和气候的变化,同时人类行为也直接影响海洋生物的生存状况[3]。

1.2.1人类行为对海洋疾病的直接影响世界上有很大一部分人口居住在沿海地区,因此,废水经常被直接或间接的排入到近海。以美国为例,美国每天处理后的废水排海量约达1.0×1010gal[22]。从全球来看,沿海地区约有90%的废水未经严格处理就排入到海水中[23-24]。病原微生物是一类重要的海水污染类型,人类生活和生产中排出的废水、污水中含有大量的病原微生物,它们在一定条件下,可造成海水环境严重污染,引起疾病流行,甚至严重危害人类健康。由于海洋环境恶化使各种细菌、病毒和原生动物等滋生,增加了海洋生物的发病率或死亡率,并可导致灾害性疾病暴发。一项抽样调查显示,大量的生活污水入海是导致海洋贝类大肠菌群超标的主要原因[25]。从1966年开始,海洋哺乳动物的疾病发生率就开始增加,到1992年开始稳定的增加,已经公布的鲸等海洋哺乳动物的发病和死亡多数是由陆地上的病原生物扩散到海洋导致的[26],例如,在北大西洋,海洋疾病引起的哺乳动物的大规模死亡,这些证据均表明人类行为是海洋疾病发生的一个主要原因[27]。废水的排放还可能引起近岸海域富营养化的发生,水体的富营养化直接或间接的导致了一些病原微生物的滋生,以及富营养化引起的赤潮藻类的大量繁殖,不仅造成大批海洋生物因为缺氧死亡,而且有毒藻类可能会产生大量的毒素。据报道,1998年5月17日~1998年6月6日在福建省连江县苔录镇后湾海域发生一起由裸甲藻等引起的赤潮,对鲍鱼养殖业造成严重危害,初步断定是由于裸甲藻等赤潮生物分泌了某种毒素[28]。一项调查结果显示,在过去的40a里,赤潮的发生也间接的导致了哺乳动物的发病率和死亡率的升高[29]。化学污染物对海洋生物也是一个重要的威胁。化学污染物增加会造成海洋哺乳动物传染疾病的流行,尤其是多氯联苯(PCBs)、DDTs和重金属等污染能在食物链中累积,并且能够在哺乳动物的组织中检测出污染物质,这些污染物会对生物的内分泌系统、免疫系统产生影响,例如波罗的海的海豹发生的肾上腺畸形就是由PCBs引起的[30]。

1.2.2人类行为对病原体传播的间接影响海洋旅游业和贸易是影响动物感染流行性疾病的最主要的人为因素[5,11],人类活动在很大程度上间接地加快了海洋病原生物的传播,尤其是在水产养殖业,例如双壳贝类的大批死亡就是由于人类无意间传播感染源而引起的。1995年,在澳大利亚的安克舍斯湾,疱疹病毒引起的沙丁鱼死亡以每天30km的速度传播,从3月到9月,覆盖了澳大利亚5000km的海岸线。有证据表明,引起这次灾难的原因是饲喂金枪鱼的沙丁鱼携带疱疹病毒,其第二次大规模的流行是在澳大利亚的斯宾塞湾,该地区也是以冷冻的沙丁鱼饲喂其他鱼类[21]。

1.2.3人类行为造成物种栖息地退化和污染人类行为造成物种栖息地退化和污染也是加快海洋疾病暴发一个重要原因。对水栖哺乳动物的研究表明,污染对哺乳动物的免疫系统造成一系列的不同程度的损害。但是关于栖息地退化对疾病的影响研究还很少,尤其是对无脊椎动物,到目前为止,已经证实的大部分数据都是珊瑚礁疾病暴发和寄生虫病的数据[3,5]。

2海洋疾病的危害

2.1海洋疾病对人类健康的危害

由于许多人类病原微生物在海洋中都是具有活性的病原体,而人类通过某些行为可能会有意无意地造成海洋中的病原体增加,其主要途径就是废水的排放,其次是降雨所携带的空气中的一些人类和动物的废弃物入海,同时地表径流也随之增加,其携带的陆源细菌、病毒、寄生虫的数量也随之增加,给沿岸的游泳或从事其他娱乐活动的人群带来严重威胁[11];第三是非点源污染,而这一途径也是最近科学界的研究热点。上述这些排放入海的病原体多数能够在海水中存活一段时间,当人类暴露到这些水体或是食用被这些海水污染的水产品时就有可能会感染不同程度的疾病。根据流行病学研究发现,在污染海区游泳患病危险性会增加[31-32]。据估计,香港海岸游泳人群比非游泳人群患胃肠炎的概率要高出5倍,仅1990年因接触污染的海水而患病的人数就不少于40万人。1992年,通过对香港25000个海水游泳者进行调查,他们患眼睛、皮肤和呼吸道疾病的几率要比其他人高出2~20倍[33]。据估计,在香港每年由海洋疾病所引起的人类疾病的医疗费用达数百万美元。海洋疾病很多是通过人类食用污染的海产品,摄入带有病原体的饮用水和娱乐水体而引起的。这些疾病的传播受到各种社会、经济、生态条件和人类免疫力的影响,同时气候条件起到了非常重要的作用[34]。海洋疾病对人类的食品安全影响是非常巨大的,其影响主要是人类食用有毒的海水养殖生物而引起疾病。例如赤潮生物产生的毒素会在贝类体内富集,而人类食用这些贝类常发生中毒。在1976年英国因食用海湾扇贝而引起33起中毒事件,患病人数797人;1978年澳大利亚因食用牡蛎涉及2000余人中毒[35];1991年加拿大魁北克省有200多人吃牡蛎而感染疾病[36-37]。

2.2海洋疾病对海洋生态系统的影响

海洋生态系统,是人类生存和发展的重要环境,是社会经济发展的重要物质基础。从生态学角度来看,海洋环境的污染、海洋疾病的暴发都可能会引起海洋生物群落结构和分布的改变。海洋疾病的发生一方面可能导致海洋生态系统的优势种群的转变[15],另一方面还可能降低某一群落结构的多样性。例如,海草床的海胆疾病的暴发可能会改变这些群落的生物多样性,珊瑚疾病的发生导致珊瑚礁生态系统的优势种从珊瑚转变为藻类[38]。随着污染的加剧,可持续发展的海洋生态系统的维护已迫在眉睫,各级政府以及相关环境管理部门应该建立健全生态系统监测指标及评价指标体系,加强海洋生态系统管理,减少疾病的发生,保护我们的海洋。

2.3海洋疾病对商业持续性发展的影响

海洋是人类21世纪生存与发展的资源宝库和实现可持续发展的重要动力源。气候变化以及人类行为引起的海洋疾病暴发已经从根本上影响了水产养殖业和以海洋为基础的旅游业,商业价值大幅度的降低,影响了海洋经济的发展。

2.3.1水产养殖业自上个世纪八十年代以来,水产养殖业已经成为发展最快的一个食品行业。目前,养殖业多为高密度养殖,这就导致养殖动物对疾病的感染更为敏感。在上个世纪60年代,由于某种原因,帕金虫被引入到美国的切萨皮克湾和特拉华州湾,当时的低温抑制了其生长,从而限制了帕金虫传染病的暴发,但是到了90年代晚期,由于海洋温度的升高,导致帕金虫传染病在当地的牡蛎养殖场暴发[29]。从上个世纪七十年代以来,气候变化引起的海洋表面温度、盐度、pH和营养盐浓度的波动导致鱼类死亡率的增加[39]。其表现形式为这些海洋环境的变化加速了赤潮的暴发,而赤潮产生的有害生物毒素多数是致命的,除此之外,赤潮还可以间接引起水体缺氧而导致生物大量死亡。持续的赤潮大量消耗水中的氧气,同时伴随着有机体碎片的分解,导致水体低氧或缺氧。对于一些以渔业为基础经济的发展中国家来说,赤潮对沿岸水域的威胁显得尤为严重。海洋疾病对水产养殖业的直接危害就是导致海洋生物的大规模死亡,造成巨大经济损失。1993年以来,我国对虾养殖病害暴发并大规模流行,使我国的对虾产量由1992年的20.69万t下降至8.78t;1997年以来,养殖栉孔扇贝病害大规模流行,死亡率达50%~90%;1998年以来,养殖贻贝病害大规模流行;1999年开始,池塘和滩涂养殖的文蛤因病害而大规模死亡;2000年开始,发现滩涂养殖的菲律宾蛤仔因病害而大规模死亡;期间,皱纹盘鲍、虾夷马粪海胆、虾夷扇贝、海湾扇贝的养殖病害也时有发生;随着海水鱼类养殖规模的不断扩大,鱼类养殖病害也有日趋严重趋势。此外,条斑紫菜的赤腐病,海带的大面积死亡,也给海水藻类的养殖带来了困难。

2.3.2旅游业海洋旅游业在海洋产业中具有先导地位,尤其是在发展中国家,发展潜力很大。珊瑚礁是海洋旅游业的亮点,他们的吸引力主要在于其生物的多样性,但是珊瑚礁也正在遭受各种疾病的影响,例如珊瑚的白化现象、黄带病和黑带病。世界保护监测中心(WCMC)的一份报告中指出,近20a来,有证据表明珊瑚疾病的暴发主要发生在全球变暖之后,这些结果表明气候变化使珊瑚疾病进一步恶化,但是关于海洋温度的升高与珊瑚礁疾病暴发率升高的关系研究较少,需要进一步的研究。珊瑚礁的死亡不仅仅使得岩礁鱼类的栖息地丢失,而且也使依靠珊瑚礁为主的旅游业变得萧条,尤其对于一些贫困的国家,所带来的经济损失不可估量。

3小结与展望

3.1小结气候变化和人类行为以多种多样的方式影响海洋疾病发生,气候变化主要通过以下几方面影响海洋疾病:(1)温度升高会促进海洋动物的繁殖,增加其密度,从而有利于病原体的侵入,发病几率增加,或是降低海洋生物机体的免疫力,增加了它们对疾病的易感性;(2)温度的升高加快了病原生物的繁殖速度和扩散速度,或者促进了新的病原体的产生,从而使海洋生物致病;(3)海洋的酸化会对一些利用碳酸钙形成骨骼的生物产生影响。人类行为对海洋疾病的影响主要表现在以下几方面:(1)人类排污对近岸海域的污染会造成沿岸生物抵抗力降低,化学污染在其体内沉积造成机体损伤;(2)人类向海洋中排放大量的营养盐,使海水呈富营养化状态,从而促进了赤潮的暴发,赤潮间接造成水体缺氧而导致海洋生物大量死亡,另外,赤潮产生的生物毒素对海洋生物产生了严重的毒害作用。海洋疾病对我国海洋生态系统和经济造成严重的负面影响,主要表现在以下几方面:(1)海洋疾病直接或间接影响人类健康,主要通过食用海产品和暴露到娱乐水体的途径危害人类健康;(2)海洋疾病可能会由食物传播而影响人类健康;(3)海洋疾病的发生对海洋生态系统的影响主要是改变海洋生态系统的多样性和群落结构;(4)全世界每年由于海洋疾病所造成的经济损失是不可估量的。

水产养殖弧菌的处理范文第5篇

关键词 胞外酶;水解圈;酶用饲料;河蟹养殖;微山湖

中图分类号 S966.16 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)18-0254-02

近年来,由于人们生活水平的提高,对水产品的需求越来越大,但天然水产品却供不应求,进而产生了许多河蟹养殖区以满足人们对河蟹的需求[1]。目前,饲料工业更多青睐于微生物酶的使用,饲用酶制剂目前被广泛使用,它是通过特定生产工艺加工而成的包含单一酶或混合酶的工业产品。动物直接摄入酶产品具有多项保健效果:补充内源酶(主要是指消化酶类如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等)的不足,激活内源酶的分泌;水解非淀粉多糖(NSP)等抗营养因子,降低消化道内容物粘度;破坏植物细胞壁,使包裹在细胞中的营养物质充分地释放出来,从而增加与消化酶的接触面,提高消化吸收率;提高机体代谢水平,增强免疫力等[2]。近年来的研究表明,酶不仅直接参与营养物质消化和吸收,也影响其代谢和参与有关激素的调节作用;改变消化部位,使某些物质的消化场所由盲肠转移到小肠,减少后肠微生物发酵,提高其消化率[3]。此外,外源酶还有助于改善消化道内环境,如平衡内源酶的分泌,减少肠黏膜细胞的脱落;改变肠壁结构,提高养分吸收能力;减少细菌性疾病的发生等[4]。酶用饲料不仅能消除饲料抗营养因子的有害作用,促进养分的消化和吸收,提高畜禽的生长速率、饲料转化效率和增进畜禽健康,而且能减少养殖业排污中氮、磷的排放,保护生态环境。应用饲料酶制剂是现代化养殖业中经济与生态效益兼顾的重要科学技术措施[5]。

目前,饲用酶制剂有单一酶制剂和复合酶制剂,而且大多是诱导酶类,因此向培养基中加入诱导物就会增加胞外酶的产量[6]。菌种不同,生产酶制剂所需工艺条件也不同,其最佳工艺参数必须通过试验来确定[7]。只有为培养物提供一个最适的环境,菌体的代谢活动才能得到最充分的表达,酶产量才能提高。提高微生物酶制剂的产量、活性和稳定性,增强产品的市场竞争力是很重要的发展方向。

细菌胞外酶是指那些在细胞内合成后穿过细胞质膜的酶,它们有些镶嵌在质膜上,有些存在于周质空间,有些则完全脱离其生产者,扩散到环境中[8]。特别是异养细菌是水环境中胞外酶的主要生产者。胞外酶是水域生态中有机物的降解不可缺少的物质,同样也有利于水产养殖动物的生长。田 黎等[9]研究了芽孢杆菌产生的胞外酶类和多糖,发现其对水生生物具有促进生产和激发产生免疫病害的功能。微生物最主要的作用是对水体水质的改善,它通过一系列物理和化学作用起到改善水质的作用。特别对于高密度养殖的水体,由于养殖密度大、养殖面积有限,所以水体的自净能力非常有限,到了养殖的中后期,常常会因为水质的变坏导致疾病的发生,所以在高密度养殖水体中要定期加入有益微生物来改善水质,减少疾病的发生。如果有益微生物在水体中达到一定的数量,就会形成特定的种群,这样在生存竞争中,有益微生物就会抑制有害微生物的生长,在很大程度上提高水体的质量,使水体保持一个很好的稳定状态。这样对水生动物也是非常有利的,使它们生活在稳定的水环境中,对它们的生长发育非常有利[9]。

河蟹养殖区中主要产蛋白水解酶和脂肪水解酶[10],通过试验研究河蟹养殖环境中的主要菌体和主要胞外酶,为饲用酶制剂的加工和选择提供借鉴和参考,以发挥最大的经济和社会效益。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 菌种来源。从济宁微山湖河蟹养殖区水体中采集水样并制成菌悬液,进一步梯度稀释,基本培养基过夜培养,挑取单菌落,经过多次纯化培养,得到25株菌。

1.1.2 试剂及仪器。琼脂,酵母粉,中性红,酪蛋白,尿素水溶液,豆油,可溶性淀粉,培养皿,三角瓶,高压灭菌锅,显微镜,直尺等。

1.1.3 培养基[6]。①LB培养基:蛋白胨10.0 g,酵母粉5.0 g,NaCl 10.0 g,琼脂16.0 g(1.6%),蒸馏水1 000 mL,pH值约7.0。②产蛋白酶菌株鉴定的培养基配方:LB培养基+酪蛋白,含量1.0%。③产淀粉酶菌株的鉴定培养基:可溶性淀粉1.0 g,蛋白胨0.5 g,酵母1.0 g,琼脂1.5 g,蒸馏水100 mL,pH值约7.2。④产脲酶菌株的鉴定培养基:LB培养基+酚红0.04 g(或0.2%酚红水溶液20 mL),灭菌后冷却至50~55 ℃,加入20%尿素水溶液10 mL。⑤产脂肪酶菌株鉴定培养基(300 mL):LB培养基+中性红0.2 mL,豆油2 g,pH值为7.2左右。

1.2 试验方法[11]

1.2.1 样品采集。从济宁微山湖河蟹养殖区水体中直接用灭菌三角瓶从养殖区采集水样。

1.2.2 样品处理。将采集到的水样制成菌悬液,进一步稀释1 000倍,按10倍稀释法连续稀释到10-8,并分别取0.1 mL涂布于制好的固体分离平板上,每个稀释度做3个平行样,置于28 ℃条件下恒温培养。

1.2.3 菌种纯化。从培养好的平板中挑取单菌落,进一步在分离培养基平板上划线分离纯化,28 ℃恒温培养48 h。

1.2.4 菌种鉴定。菌株纯化后,根据菌株培养特征、细胞形态、革兰氏染色等方法测定菌株的生理生化反应,根据结果进行鉴定。从河蟹养殖区分离得到25株菌,将其分别接种在各鉴定培养基上(酪蛋白培养基、淀粉培养基、脂肪培养基、尿素培养基),观察并记录哪种菌株主要产哪种水解酶,并以水解圈直径与菌落直径比(D/d)表示产酶能力的大小,同时记录一种菌株产多种水解酶的情况,以期培育特殊菌种和高产菌种。

2 结果与分析

2.1 产淀粉水解酶菌株的检测

在培养过程中,若菌株具有分泌淀粉水解酶的能力,产生的淀粉酶就会分解培养基中的淀粉,然后在培养基中加入碘液,若菌落周围产生透明的水解圈,说明该菌株能产淀粉水解酶。图1为淀粉培养基,此处为14号菌株所产生的水解圈,即证明了14号菌能够产生淀粉水解酶。

2.2 产脂肪酶菌株的检测

该试验中,细菌分泌的胞外脂肪酶扩散出来,催化培养基中豆油水解成脂肪酸,在中性红指示剂的作用下,形成红色的菌落圈。图2为脂肪培养基,此处为1号菌株所产生的水解圈,证明了1号菌株能够产生脂肪水解酶。图3为脂肪培养基,此处为9、10、11、12号菌株产生的水解圈,证明此4株菌能够产生脂肪水解酶。

2.3 产酪蛋白酶菌株的检测

基础培养基为LB培养基,底物为酪蛋白,将菌株点接到酪蛋白酶检测平板上,培养后若菌落周围出现透明水解圈,则说明该菌株能产酪蛋白酶。图4为酪蛋白培养基,此处为2号菌株产生的水解圈,证明2号菌株能够产生酪蛋白水解酶。图5为3、7、23号菌株产生的水解圈。

2.4 产脲酶菌株的测定

以加入酚红的LB培养基为基础培养基,以尿素为底物,接种培养后,若菌落周围出现透明圈则说明该菌株可产脲酶。

2.5 菌株产酶能力测定统计结果

由表1可知,在河蟹养殖水域,产蛋白水解酶和脂肪水解酶的细菌明显多于产淀粉水解酶和脲酶的细菌,产淀粉水解酶和脲酶的细菌数量相差不大。这可能与河蟹饲料中所含的蛋白质、氨基酸、脂肪、粗纤维、矿物质与维生素有关,可以根据细菌的产酶情况研究选择合适安全的酶饲料,以更有利于河蟹的生长繁殖。

由表2可知,通过水解圈与菌落直径的比值,河蟹养殖环境中,产淀粉水解酶和脲酶水解酶的菌株很少并且D/d值很小,即该菌株产酶活性不高或基本没有。相反,产蛋白水解酶和脂肪水解酶的菌株多而且D/d值大,即该菌株产酶活性大。而且9、10、11号等菌株可以产酪蛋白水解酶和脂肪水解酶,根据以上数据,可以有目的地培养一些产酶活性高的菌株(比如2、10、11、12号菌株)和一些产多种酶的菌株(例如9、10、11号比较明显的菌株),以备酶用饲料及酶制剂的进一步研究。

3 结论与讨论

在LB 培养基基础上增加酪蛋白、淀粉、脂肪或尿素制成的培养基,当培养基上产生水解圈后,则说明该种细菌能够产生分解酪蛋白等物质的水解酶。通过产生水解圈的数量可以比较细菌产生分解该种物质的细菌数量,通过测量水解圈与菌落直径的比值可以得知该菌株的产酶能力[12]。结果表明:产蛋白水解酶和脂肪水解酶的细菌明显多于产淀粉水解酶和脲酶的细菌数量,同时菌株一般多产蛋白水解酶和脂肪水解酶,少产淀粉水解酶和脲酶,这对河蟹养殖的酶用饲料具有很大的影响。

通过研究河蟹养殖水域中的菌体及产酶情况,可以选择合适的酶用饲料或酶制剂,帮助河蟹更好的生长繁殖。再者,根据菌株产酶情况可以进一步培育高产菌株,研究其产酶的最佳工艺条件,为河蟹的生长和生态环境的保护提供借鉴和帮助,创造更大的经济和社会效益。

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