光合細(xì)菌的研究進(jìn)展_綜述_

1、河北職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報第14卷第1期,2000年3月Journal of Hebei Vocation-T echnical T eachers College Vol.14No.1M arch2000光合細(xì)菌的研究進(jìn)展(綜述何振平,王秀云,孫學(xué)文,馬吉飛(河北職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院動物科學(xué)系,昌黎,066600摘要:綜述了光合細(xì)菌生理生化特性及培養(yǎng)方法,討論了光合細(xì)菌在水產(chǎn)及畜禽養(yǎng)殖方面的應(yīng)用效果。關(guān)鍵詞:光合細(xì)菌;應(yīng)用;研究進(jìn)展中圖分類號:S816173;S91711文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1008-9519(200001-0069-04光合細(xì)菌(Photo Sy nthetic Bactre

2、ia PSB是自然界中重要的微生物類群,具有凈化水質(zhì)功能,又是富含蛋白質(zhì)的飼料添加劑1,近年來,隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展,局部地區(qū)近海、河流、池塘等水域污染嚴(yán)重,給養(yǎng)殖業(yè)造成了巨大的損失,使用光合細(xì)菌凈化水質(zhì),提高飼料報酬,在一定程度上收到了較好的效果,近些年來,光合細(xì)菌的研究與開發(fā)越來越深入。1PSB的分類PSB依據(jù)1974年的5伯杰鑒定手冊6(第八版可分為兩類,即藍(lán)色紅菌門和紅螺菌目;又可依據(jù)Truper pferning(1978的意見,將不產(chǎn)氧光合作用的紅螺菌目分為紅螺菌科、著色菌科、綠菌科和綠絲菌科,包含18屬45種細(xì)菌。其中在生產(chǎn)上有意義的紅螺菌科包括紅螺菌屬、紅假單胞菌屬和紅微菌屬。2P

3、SB的特性211PSB的形態(tài)與大小PSB一般為球形、卵形、桿形、弧形、螺旋形、環(huán)形、半環(huán)形、絲形,也可隨培養(yǎng)條件和生長階段以及菌種不同變?yōu)殒湢?、鋸齒狀、格子狀、網(wǎng)球狀等。其中紅螺菌科大小為(016017110L m,著色菌為(13215L m,綠菌菌科為017112L m。212PSB的生化特性以紅假單胞菌、紅螺菌為例(表1。213PSB的培養(yǎng)特性(表23PSB富集培養(yǎng)方法PSB是一類水圈微生物,廣泛分布于海洋、江河、湖泊、沼澤、池塘及活性污泥和土壤中,可從中重復(fù)富集、分離純化獲得。所用的培養(yǎng)基含有碳、氮、磷和一定量的鎂、鈣、鈉和微量元素2。生產(chǎn)性培養(yǎng)包括三級培養(yǎng)法和工廠化大規(guī)模培養(yǎng)兩種。31

4、1三級培養(yǎng)法一級培養(yǎng)采用試管或鹽水瓶,接入菌種,二級培養(yǎng)采用5002000mL玻璃瓶,加入一級培養(yǎng)物,使一級培養(yǎng)物的體積分?jǐn)?shù)為011012。三級培養(yǎng)采用2550kg的透明塑料桶,加入二級培養(yǎng)物,使二級培養(yǎng)物的體積分?jǐn)?shù)為0120133。312工廠化大規(guī)模培養(yǎng)采用工業(yè)用有機(jī)廢水、廢渣和農(nóng)副產(chǎn)品、動物糞便等。如可用農(nóng)副產(chǎn)品麥麩作培養(yǎng)基,其工藝流程包括麥麩水解、清除固體殘渣、水解液中和、光合細(xì)菌接種、細(xì)菌回收、純化、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 的培養(yǎng)特性檢測項目沼澤紅假單細(xì)胞菌深紅螺菌蛋白胨NH 4-N NaN O 3N 2檸檬酸葡萄

5、糖酒石酸丙二酸運動方式增殖方式菌落形態(tài)液體培養(yǎng)細(xì)胞色素光譜 吸收峰值+?-+亞極生鞭毛不對稱分裂無色桃紅(厭氧1光照紅紅褐色375,468,493,520525,589802,860875+-+極生鞭毛二均分裂淡粉紅色(好氧粉紅深紅375377,510517,546550,590595807808,881885+posit ive,-neg ative 表1 PSB 的生化特性檢測項目 沼澤紅假單細(xì)胞菌深紅螺菌琥珀酸甘油甘露醇蘋果酸苯甲酸鹽乙醇乙酸鈉耐鹽性DNAG +C 含量(mol%+?+?+64186613+-+-+631865104 PSB 的營養(yǎng)成分PSB 含有較高的優(yōu)良蛋白質(zhì),粗蛋白

6、含量為65145%,含有17種氨基酸且消化率較高,維生素B 12含量為21%,生物素含量為65%;菌體的脂類成份含有菌綠素、類胡蘿卜素和輔酶Q 41。以上特點決定了PSB 可做為畜禽、魚蝦的飼料。但是,PSB 中缺乏W 3系列的20碳以上的高度不飽和脂肪酸2,單獨作為仔魚的初期餌料時,需與其它富含高度不飽和脂肪酸的餌料同時使用為宜。5 PSB 在畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用PSB 的作用主要在于其能改善、穩(wěn)定養(yǎng)殖環(huán)境和防治疾病,高營養(yǎng)的菌體能作為餌料原料,能有效促進(jìn)魚蝦生長,提高成活率。由于不同種類的PSB 有著不同的生態(tài)生理特性,因此在水產(chǎn)養(yǎng)殖上須根據(jù)使用目的、環(huán)境、種類等不同來選擇合適的菌株。51

7、1 PSB 在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的作用51111 改善和穩(wěn)定養(yǎng)殖環(huán)境 著色菌科PSB 以H 2S 、硫代硫酸鹽等作為供氫體與電子受體,是專性厭氧細(xì)菌,可降解多種有機(jī)物,從而為魚蝦的生存改善環(huán)境。作用包括:(1改善水質(zhì) 水質(zhì)變壞常由于魚蝦類排泄物、殘留餌料污染所致,使水中氨氮濃度升高,導(dǎo)致魚蝦發(fā)病死亡。常采用換水、循環(huán)過濾方法解決,但這些方法既破壞水中餌料的生物群落,又浪費能源。而向池中適當(dāng)投入PSB(12g /m 2,每10d 1次,可防止水質(zhì)惡化,還可使惡化的水質(zhì)轉(zhuǎn)為正常(加入量510mg #kg -14。(2防止赤潮 近年來,近海水域常被污染,使養(yǎng)殖水域富營養(yǎng)化,致使赤潮生物大量繁殖,出現(xiàn)大面積赤

8、潮,PSB 可降解水體有機(jī)物,具有一定的抗赤潮的能力5。(3養(yǎng)殖蝦業(yè) 對蝦育苗成敗,水質(zhì)是關(guān)鍵,使用PSB 后,在相同的條件下,可阻止和延緩傳染性疾病的發(fā)生,使蝦苗健康,有報導(dǎo),PSB 可使單位水體出苗量提高511萬尾,蚤狀幼體成活率提高20個百分點,糠蝦幼體成活率提高22個百分點2。在商品蝦的養(yǎng)殖中,將PSB 與沙混合撒入池底,在整個養(yǎng)殖過程中,可改善底質(zhì)環(huán)境,促進(jìn)蝦的生長,因此定期投入一定量的PSB 可防止疾病的發(fā)生6,7。在羅氏沼蝦養(yǎng)殖中也可提高其成活率和產(chǎn)量8。(4特種水產(chǎn)品 PSB 可改善凈化水質(zhì),減少鱉病的發(fā)生10,11,12。每天在養(yǎng)鰻池中加入PSB,與對照組比較,其換水次數(shù)減少

9、,pH 值變化幅度小于014,溶氧變幅、化學(xué)耗氧量、銨態(tài)氨、亞硝態(tài)氮含量均較對照組低13。說明PSB 對養(yǎng)鰻生態(tài)環(huán)境改善有利。51112 防病治病 PSB 抗病機(jī)理為:有效的改善生態(tài)環(huán)境,加入PSB 后,占優(yōu)勢的PSB 抑制或替代70河北職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報 14卷了病原菌。莢膜紅假單胞菌細(xì)胞壁中含有多糖類,為非特異性免疫激活劑,可增強(qiáng)魚蝦體質(zhì)和抗病力。PSB 可防止鯉魚穿孔病、金魚綿狀病、鰻魚水霉病和赤鰭病、黑鯛擦傷病1等。對于防治鯉魚粘細(xì)菌病及一些交叉感染疾病均有很好的效果14。日本宮川水產(chǎn)場發(fā)現(xiàn),當(dāng)由病毒引起對蝦大量死亡時,使用2mg #kg -1PSB 很快控制了死亡的繼續(xù)發(fā)生;大連有

10、兩家水產(chǎn)養(yǎng)殖場使用PSB 防治蝦病,效果明顯15。51113 餌料生物培育 用PSB 混以藻類培養(yǎng)輪蟲,可見輪蟲增殖率明顯高于藻類、酵母單獨培養(yǎng)輪蟲的速度。利用PSB 培養(yǎng)豐年蟲卵也可提高孵化率。用PSB 培養(yǎng)的水蚤、輪蟲、其氨基酸、蛋白質(zhì)含量都明顯提高。512 PSB 在畜禽養(yǎng)殖上的應(yīng)用將PSB 作為飼料添加劑飼喂仔豬、雞等動物均獲得好的效果,對豬每天添加PSB 菌液2550mL 在3040d 內(nèi)可使增重提高1312%;使雛雞增重比對照組提高1718%(PSB 用量為300mL+100kg 飼料;對產(chǎn)蛋雞可提高產(chǎn)蛋率715個百分點,產(chǎn)蛋量增加10%16%,而且蛋黃色素量明顯提高;以016mL

11、/(d #羽飼喂肉用仔雞1個月,可使仔雞成活率提高37個百分點,增重提高15%16,17。而且在鵝、鴨、鵪鶉等禽類也有相似的結(jié)果16。PSB 對哺乳期及斷奶后仔豬黃痢、仔豬白痢有防治作用18。6 PSB 的應(yīng)用前景隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,河流、湖泊、近海水域、池塘、養(yǎng)殖池等受到的污染機(jī)會增加;隨著人們生活水平的不斷提高,對魚、肉、蝦產(chǎn)品需求量逐年增大,水域污染對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成了很大危害,為解決這一問題,減少有機(jī)廢物的排放并合理處理,擴(kuò)大養(yǎng)殖數(shù)量,提高產(chǎn)量,以滿足需要。其中PSB 作為水圈微生物中以有機(jī)物作為光合作用的營養(yǎng),在被有機(jī)物污染的地方,可使有機(jī)物降解、轉(zhuǎn)化,并起到凈化作用和環(huán)保作用19。為

12、畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖奠定堅實的基礎(chǔ),其最終產(chǎn)品可做為飼料添加劑使用,為其廣泛推廣應(yīng)用提供了美好的前景。日本的/玉壘菌0和/FAM P 翻富0以及/EM 0、/OHLES 0菌劑均與光合細(xì)菌有關(guān),我國已開發(fā)出了光合細(xì)菌/紅精靈0飼寶、海光號等產(chǎn)品,在畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖上應(yīng)用取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。其菌種來源廣泛,易于大規(guī)模生產(chǎn)、應(yīng)用,成本較低,是優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)飼料添加劑來源,開發(fā)前景廣闊,但選擇合適菌株及合適的培養(yǎng)條件是關(guān)鍵。參考文獻(xiàn):1 日小川靜夫1光合成細(xì)菌N 養(yǎng)魚X N 利用J1養(yǎng)殖,1995,22(5:66682 朱勵華,韓菌,陳勃,等1光合細(xì)菌的培養(yǎng)及在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用J1水產(chǎn)養(yǎng)殖,1997(2

13、:25273 朱伯良1微生物飼料生產(chǎn)技術(shù)M 1北京:中國輕工業(yè)出版社,199312172204 張瑞安1光合細(xì)菌凈化水質(zhì)防止赤潮技術(shù)研究J1海洋通報,1994,13(2:93945 于偉君,姚福且,侯玉成,等1光合細(xì)菌在對蝦養(yǎng)殖中應(yīng)用的初步試驗J1魚類病害研究,1992,14(2:42456 田維熙,陳俊芹,黃莉莉,等1光合細(xì)菌(紅精靈飼寶在對蝦養(yǎng)殖中應(yīng)用的效果試驗J1飼料研究,1995(8:20227 林定秋,郭深1光合細(xì)菌餌料綜合預(yù)防蝦病初見效果J1中國水產(chǎn),1994(10:12138 李其才,宋憬愚,顧鋒,等1光合細(xì)菌在羅氏沼蝦養(yǎng)殖中的應(yīng)用J1水利漁業(yè),1995(3:39409 霍士君,

14、朱選才1/玉壘菌0對溫室養(yǎng)鱉池水質(zhì)凈化效果的試驗J1水產(chǎn)科技情報,1996,23(3:12112310 左健,禮曉君,史家良,等1光合細(xì)菌及凈化裝置在特種水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究J1水產(chǎn)科技情報,1996,23(5:21621911 葉巒佐,葉嶸,王萍萍,等1光合細(xì)菌(PSB和翻富(FA M P在溫室無沙養(yǎng)鱉中的應(yīng)用研究J1水產(chǎn)科技情報,1996,23(2:515512 何兆昌,張桂馥1鰻魚池施用光合細(xì)菌的效果J1水產(chǎn)養(yǎng)殖,1992(6:192013 張永紅1光合細(xì)菌在養(yǎng)鰻業(yè)中的作用與應(yīng)用前景J1中國水產(chǎn),1995(11:454614 王立華,戰(zhàn)培榮,高為宇,等1固定化光合細(xì)菌應(yīng)用于鯉魚種運輸?shù)某?/p>

15、步研究J1淡水漁業(yè),1997,27(4:122215 嚴(yán)增富譯1OHL ES 和光合細(xì)菌在養(yǎng)蝦生產(chǎn)中的應(yīng)用(譯自T oyo Dynam Co 1L td 提供的Result o f A quacltuer U singOHL ES and Photosynthetic Bacter ia and Guide to their U seJ1水產(chǎn)科技情報,1996,23(4:180181711期 何振平等 光合細(xì)菌的研究進(jìn)展(綜述72河北職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報14卷16濮元洪1光合細(xì)菌飼料添加劑的應(yīng)用J1飼料研究,1993(9:404117程重霞,鄭靜德,李惠明1光合細(xì)菌在肉雞飼養(yǎng)中的應(yīng)用試驗J1上

16、海畜牧獸醫(yī)通訊,1992(3:323318周金偉,張建軍,唐海水,等1光合細(xì)菌對仔豬白痢病的防治及增重試驗J1飼料與畜牧,1995(6:303219K eiji Harashima,T suneo Shiba,No rio M urata1A eroboc photosynt hetic bacteriaJ1Japan scient ific so cieties press,1989第一作者簡介:何振平,27歲,男,助教。THE RESEARC H DEVELOPMENT OF THE PHOTO S YNTHETIC BACTERIA(PSB(SUMMARYH e Zhenping,Wang Xuyun,Sun Xuw en,Ma Jifei(Dept1of Animal Science,HVTTC,Changli,066600Abstract:In th