芽孢杆菌、光合细菌等益生菌如何优化水体菌群结构？

百科 2025-01-18 05:10 河南

编辑 | 水产研究社

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目前, 在水产养殖中水质治理主要包括物理、化学和生物修复等三种方法。

与传统或现代的物理、化学修复方法相比, 生物修复技术具有操作简单、高效、费用低, 不会产生二次污染的优点。

在生物修复技术中, 有益微生物因其生长繁殖快、比面值大、吸收转化快、适应性强以及种类多、分布广等优势被广泛应用。在水产养殖中, 改善水质一般会用到益生菌。

微生物之所以可以改善水质, 是由于他们参与水体中物质代谢, 可将有毒的物质转化为无毒害的物质。菌群在水处理中发挥着重要的作用。

水体中微生物的代谢促进了系统中的物质循环和能量流动, 维系着一个系统的正常运转。

李革雷等指出, 有些菌群具有丰富的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、氧化酶等可以降解不被水生动物或植物利用的大分子有机物, 使其生成二氧化碳、水及其他小分子的物质;

有些细菌可以改善养殖水质, 维护有利于水生动物, 尤其是鱼虾的生长的良好环境;

芽孢杆菌可以产生某种次生代谢产物从而抑制有害细菌和藻类的生长繁殖; 还可以作为生产者将可溶性有机物转化成菌体蛋白, 从而直接或间接地给水生动物提供营养物质在食物链中起重要作用。

此外,有研究表明, 水体中的芽孢杆菌对早期肠道菌群的组成和结构起着决定作用; 淡水鱼和海水鱼肠道中的优势菌分别与淡水和海水水体中的优势菌(好氧和兼性厌氧)类似。

因此, 研究养殖水体中的菌群结构具有重要意义。

水产研究社通过查阅资料发现, 添加益生菌后可增加水体菌群的多样性, 这与益生菌的抑菌特性和改善养殖水质有关。

芽孢杆菌在水中增殖后产生的许多胞外酶能把养殖水体、底泥中的淀粉、蛋白质、脂肪等有机质分解,从而达到维持养殖水生动物消化道微生物的生态平衡、降低养殖水体富营养化、减少病菌滋生和增强水生动物免疫力的效果。

Thimmalapura, et al. 向虾池中投入了以芽孢杆菌为主的复合微生物制剂, 试验结果表明, 加入芽孢杆菌、乳酸菌等益生菌增加了水体沉积物好养菌的数量, 抑制了有害弧菌的数量, 加速了水体中有机物的降解过程, 提高了对虾的产量。

李卓佳等分析比较施用芽孢杆菌制剂的虾池和没有施用任何有益菌的虾池在养殖后期不同空间的微生物群落结构的差异。

结果表明, 施用了芽孢杆菌的虾池芽孢杆菌在虾池表泥和底泥形成可培养细菌的优势菌属, 表泥和底泥总异养细菌数量增加而水体总异养细菌数量降低, 水体 Shannon 指数、Simpson 指数和 McIntosh指数以及底泥 McIntosh 指数显著升高。

熊晖等研究发现, 投加光合细菌后, 使得水体中微生物种类达到了自然条件下的 2.5倍, 明显增加了种类丰富度,同时加入光合细菌能明显提高水体中微生物的多样性, 且具有持续性。

林亮等对施用芽孢杆菌制剂后虾池底泥细菌群落的变化进行了研究 , 利用Shannon-Wiener 指数进行生物多样性分析, 发现试验池和对照池底泥细菌的多样性指数、丰度和均匀度在整个养殖过程的动态变相似, 前期较低, 中期、后期和末期都有不同程度的升高。

在添加益生菌后, 水体菌群结构发生改变。林亮等对施用芽孢杆菌制剂后虾池底泥细菌群落的变化进行了研究。

结果表明, 芽孢杆菌制剂改变了虾池底泥细菌类群组成, 增加了底泥好氧细菌的数量; 与对照池相比, 试验池的优势菌属发生了变化黄杆菌属 (Flavobacterium)和黏纤维菌属 (Cytophaga)数量增加, 而弧菌 (Vibrio)和发光细菌(Photobacterium)数量相对减少, 且对虾的成活率、体重和产量提高。

赵亮等发现, 在人工半咸水河蟹全封闭育苗系统中加入光合细菌, 异养细菌的类群发生了较大变化 , 弧菌数量下降了11.1%, 气单胞菌数量下降了 8.3%, 生物多样性有增加的趋势。

本研究还发现, 添加益生菌后养殖水体中变形菌(Proteobacteria)、拟杆菌(Bacteroidetes)和放线菌(Actinobacteria)为优势菌。

变形菌属革兰阴性细菌, 是原核生物中最大的分支之一。据报道, α- 和 β-变形杆菌和脱氮有关。

放线菌可降解有机化合物, 并参与物质循环, 拟杆菌一直是废水处理系统中的最优势类群, 在复杂生物大分子和腐殖质降解中发挥着重要作用。

放线菌能够产生种类繁多的抗生素、维生素和酶, 它的生长能改善水体的味道并对水体有消毒作用, 对病原微生物有抑制作用, 特别是能够抑制腐败菌的生长繁殖, 转化氮、磷等元素的功能, 还起着一些无法定义的生态作用。

由此可见, 在水体中添加益生菌改变菌群结构有益于改善养殖水质。

水产研究社

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