中國水產門戶網報道 光合細菌(Phot0 SYnthetiCBacteria,簡稱PSB),是地球上最早出現并具有原始光能合成體系的原核生物,是一大類在厭氧條件下進行不放氧光合作用的細菌總稱。它能以光作能源并以二氧化碳或小分子有機物作碳源,以硫化氫等作供氫體,是完全自養性或光能異養性生長但不產氧的一類微生物,是細菌中最為復雜的菌群之一。光合細菌屬于水圈微生物的一種,在自然界分布極廣,幾乎遍布于土壤、泥炭、沼澤、淡水、海水、水生植物根系,甚至在90℃的溫泉、冰天雪地的南極海岸、以及含30%鹽的水體中也能找到它的蹤跡。光合細菌在不同的自然環境下,具有多種異養功能(固氮、脫氫、固碳、硫化氫氧化等),與自然界中的氮、磷、硫循環有密切關系,在自然環境的自凈過程中擔任重要的角色。目前國內外學者對光合細菌的研究主要集中在其凈化水質、預防疾病、作為優質飼料和餌料等方面,并取得了顯著成就。
一、光合細菌的特性及在水產中應用現狀
1.光合細菌的特性
光合細菌在分類上屬于原核生物界(Procaryots)、真細菌亞界(Peubacteria)、薄壁菌門(Gracilicutes)、紅螺菌目(Rhodospirillales)中的紅螺菌亞目(Rhodospirillineae)和綠螺菌亞目(chlorobineae),分為紅螺菌科、著色菌科、綠桿菌科和綠色絲狀菌科等4科,23屬,80多種。光合細菌是革蘭氏陰性菌,菌體有球形、橢圓形、半圓形,也有桿狀和螺旋狀。有些菌種的細胞形態還會隨培養條件和生長階段的不同而發生變化。光合細菌在10℃-45℃范圍內均可生長繁殖,最佳溫度在30℃~40℃。適合絕大多數光合細菌生長的最佳pH值范圍在7.0-8.0之間。鈉、鉀鈣、鈷、鎂、鐵等是光合細菌生理代謝中的必需元素。
不產氧光合細菌是代謝類型復雜、生理功能最為廣泛的微生物類群。光合細菌從營養類型看包括光能自養型、光能異養型、及兼性營養類型;從呼吸類型看包括好氧、厭氧和兼性厭氧型。
2.光合細菌在水產養殖中的應用現狀
(1)凈化水體在養殖過程中常因養殖對象排泄物及殘餌等有機物的積累造成水體污染,NH3一N濃度高,導致水質敗壞,有害菌大量生長,從而導致水產動物缺氧、生病、乃至死亡。生產上一般采用換水的解決辦法,但存在一些弊端,如難以保持養殖水體適當肥度及增加養殖成本。通過施用光合細菌,利用其獨特的生理特點消耗養殖水體中有機物、氨氮及硫化物等,通過反硝基化作用去除水體中的亞硝酸鹽等,從而促進水體中養殖對象排泄物及殘餌加速分解并被光合細菌利用,大大降低水中有機質、化學耗氧量、氨氮、硫化物等含量,使溶解氧含量增加,鄭耀通等研究表明,用固定化光合細菌凈化養魚水質,發現其對去除水環境中的氨態氮、有機質、降低COD和增加溶解氧等方面有明顯的優越性。
(2)預防疾病研究表明,光合細菌可提高養殖對象免疫力,從而減少疾病的發生。張梁等通過在飼料中的添加水平為2.5%的光合細菌時,草魚肝臟及血清中堿性磷酸酶(AKP)、酸性磷酸酶(ACP)和超氧化物歧化酶(SOD)等三種免疫酶的活性有明顯提高;王有基等在鯉魚的飼料中添加質量濃度2.5g/m³、5.0g/m³、10.g/m³的光合細菌,以血液白細胞吞噬活性和血清溶菌酶活性等為指標,發現光合細菌可以提高鯉魚白細胞的吞噬活性,增強血清溶菌酶活力,鯉魚的非特異性免疫功能隨著光合細菌制劑濃度的增加和潑灑時間的延長呈現增強趨勢。
除了提高養殖對象免疫力,光合細菌通過抑制病原微生物的作用減少養殖對象疾病的發生,有人發現在凡納濱對蝦中添加光合細菌和芽孢桿菌能促進對蝦生長,有效地抑制了對蝦疾病的發生,顯著提高了對蝦的產出率。賀蓉等研究了光合細菌(PSB)對團頭魴細菌性敗血癥的防治效果,結果表明,PSB大大降低團頭魴死亡率,其機理為光合細菌利用光能,在無氧條件下有極旺盛的生長力,在與其他細菌競爭營養物質中處于優勢地位,進而抑制病菌
的生長從而達到對水產養殖動物的疾病的防治目的。
(3)營養光合細菌不僅可以直接作為養殖餌料使用,也可以充當飼料添加劑。通過魚類攝食到腸道里。進入腸道里的微生物制劑形成優勢菌群,產生多種酶并提高體內消化酶的活性等。有助于養殖動物對飼料的消化吸收,促進動物的生長和發育。陳鵬飛等試驗結果顯示,飼料中添加光合細菌后,對西伯利亞鱘魚消化道內的蛋白酶活性、淀粉酶活性和脂肪酶活性均有明顯地提高作用,這是光合細菌促進魚類生長的根本原因。但當添加光合細菌的量增加過高時(3.0%),對上述酶活性的提高作用開始減弱,而不影響對魚類的促生長作用。作者認為與光合細菌自身含粗蛋白質65%左右(干菌體中),氨基酸品種齊全(達16種),比例適宜以及可合成B族維生素、維生素Q、類胡蘿卜素、氨基酸、生物活性物質輔酶R和某些未知促生長因子而參與物質代謝有密切的關系。
浮游動物是多數水產動物的開口餌料,也是濾食性鰱鳙魚的主要餌料。養殖池塘的水體中含有多種浮游生物,其中的浮游動物可以PSB為食,PSB的增殖可促進浮游動物的大量繁殖,從而為鰱、鳙魚的生長提供豐富的餌料,促進其陜速生長。可以說PSB促進了有機物向浮游生物轉化,進而向魚類生長方面轉化,使養殖綜合成本顯著降
低。
浮游動物是多數水產動物的開口餌料,也是濾食性鰱鳙魚的主要餌料。養殖池塘的水體中含有多種浮游生物,其中的浮游動物可以PSB為食,PSB的增殖可促進浮游動物的大量繁殖,從而為鰱、鳙魚的生長提供豐富的餌料,促進其陜速生長。可以說PSB促進了有機物向浮游生物轉化,進而向魚類生長方面轉化,使養殖綜合成本顯著降低。
二、光合細蕾在水產養殖中的使用方法及注意事項
作為改善養殖水體用,采用全池潑灑法,稀釋50~100倍,每月一次,0.2 kg/m²~0.3kg/m²;如欲消除池底污染,一般0.07kg/m²~0.1 kg/m²均勻拌入泥沙中,重點播撒在池底污泥較多處,作為飼料添加劑使用,添加量為飼料的0.2%~2%,稀釋后拌入餌料中,隔2至3天投喂一次。在使用時應注意以下問題:
1.PSB為活菌制劑,使用時水溫宜在20℃以上,低溫及陰雨天不宜使用。藥物對PsB有殺滅作用,不可與消毒劑同時使用,水體消毒經一周后藥性消失后方可使用。
2.水肥時使用PSB可促進有機污染物轉化,避免有害物質積累,水瘦時應先施肥再使用PSB,這樣有利于保持PSB的活力和種群優勢。酸性水體不利于PSB生長,此時應先施用適量的生石灰調節,待水體pH值達標后方可使用。
3.PSB應室溫見光保存,每天最好光照2小時以上,以保持PSB的活力。保存不得使用金屬器皿,菌液分層或少量沉淀屬正常,使用前搖勻即可,不影響使用效果。
4.在養殖對象發病時使用,PSB的用量必須增加,否則效果不明顯。使用時應注意生產日期,菌體活力失效菌液變質應禁止使用,尤其是作為飼料添加劑使用的。
三.光合細菌在應用中有待解決的問題
1.PSB的質量有待提高
目前市場上銷售的PSB大多是菌體和培養液的混合物,在運輸過程中菌種宜發生死亡,有效成分含量降低。另外,混合菌液中某些化學成分和代謝物會對水生動物生長產生不利影響。研制使用適應能力強的菌種,降低培養液中的有害物質是PsB生產中急需解決的問題。
2.PSB的使用有待規范
水產養殖中所使用的PSB的劑量、濃度、時間沒有統一規范,各生產廠家使用方法各有不同。不同的養殖品種、不同的生長期其使用方法應有所不同,應分別制定相應的標準。
四、光合細菌的應用前景
二十一世紀將是生物技術全面發展、廣泛應用,對人類生存產生巨大影響的世紀,而PSB則屬于生物工程中最具前景的領域。PSB在水產養殖業的作用可總結為:清污、防病、營養、高效、環保。PSB以其獨特的生理功能和高營養價值在水產養殖業勢必有著廣闊的應用前景。
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