异养细菌（精选3篇）
异养细菌 篇1
在海洋生态系统的构成环节中, 有机碎屑的分解主要依赖于海洋异养细菌的代谢活动, 海洋异养细菌又是食物链中的基本环节, 因此, 作为海洋生态系统的分解者和生产者, 异养细菌对海洋生态稳定起着重要的作用[1]。研究海洋中异养细菌的数量分布和种类组成, 可直接或间接反映某海区的营养水平、污染程度和底质状况等。
大亚湾是广东省沿岸最大的海湾之一, 1983年广东省将大亚湾划为水产资源自然保护区。自徐恭昭[2]1984～1985年对大亚湾海洋异养细菌进行研究调查后, 鲜有关于大亚湾海洋异养细菌自然生态的研究报道, 在这20多年间, 大亚湾周边兴起了许多的大型工程尤其是1987年大亚湾核电站及近年南海石化基地的建设, 这些工程建设等人类活动势必会影响异养细菌的自然生态, 对海域生态环境与生物多样性资源产生影响。因此, 大亚湾海洋异养细菌数量分布和种类组成的调查, 对评价大亚湾海洋生态系统的健康状况及其发展趋势具有重要的参考价值。
1 材料与方法
1.1 采样及分析方法
2004年3月对大亚湾环境进行调查。调查共设6个代表站位, 分别为S1、S4、S5、S8、S10和S11号, 其中S1和S5号为湾顶, S4、S8和S10号为湾中, S11号为湾口。表层海水微生物样品采集按《海水监测规范》GB17378.7-1998[3]进行, 采表层0.5 m深的海水作为分析用海水样品。具体调查站位图见图1。
1.2 异养细菌数量
异养细菌数量测定采用《海水监测规范》GB17378.7-1998的2216E平板计数法, 对水样作适度稀释, 取适合的3个浓度进行涂布, 25℃倒置培养7 d后进行计数[3]。
1.3 优势异养细菌鉴定
优势菌是指用肉眼观察平皿上的菌落, 分别计数菌落形态、大小、颜色、边缘和表面凸起等特征完全相同的菌落, 其中数量最多的3种菌株作为优势菌[4]。
从2216E平板上挑取菌落形态不同的优势菌进行分离和纯化, 纯化后接种于试管斜面上, 进行编号保存。将各菌株进行革兰氏染色、氧化酶和TSI试验[5]之后选择相应的Biolog鉴定板。
将待测菌株活化后接种到BUGM (biolog universal growth medium) 平板培养基上, 25℃培养24 h;以无菌棉签蘸取少量新鲜菌苔, 用GN/GP-IF接种液制成菌悬液, 将接种液加入Biolog鉴定板, 每孔精确接种菌悬液150 μL, 加盖, 25℃培养4～24 h;打开鉴定板盖, 放入自动读数仪读数, 将比色结果与Biolog数据库比较, 读出结果。
2 结果与讨论
2.1 大亚湾表层水中异养细菌数量分布
大亚湾表层水各站位异养细菌数量变化范围为7.15×102～91×102 cfu·mL-1, 平均值为35.3×102 cfu·mL-1, 最小值出现在大亚湾西北面S5站位, 最大值出现在大亚湾西南面S1站位 (图2) 。根据徐恭昭1984～1985年对大亚湾异养细菌数量调查的结果, 大亚湾表层水中异养细菌数量平均值为53×104 cfu·mL-1, 与之相比, 此次异养细菌数量小了2个数量级。异养细菌数量与环境中可利用的有机质含量呈正相关, 同时可间接反映环境的营养水平[6,7], 表明调查期间大亚湾表层水中的有机质含量比20年前少, 营养水平较20年前低。
从大亚湾整体来看, 表层水的异养细菌数量以湾口最小为21.2×102 cfu·mL-1, 其次是湾中30.8×102 cfu·mL-1, 湾顶最大49.1×102 cfu·mL-1 (图3) 。异养细菌数量从湾顶向湾口依次减少, 呈现随离岸距离越远逐渐减少的趋势, 这可能是由于近岸区域有机及无机营养物质浓度较高造成的[8]。
2.2 优势菌鉴定结果
6个站位表层水中共分离出19株优势菌, 采用Biolog微生物鉴定系统对筛选出的19株优势菌进行鉴定, 鉴定结果见表1。
大亚湾表层水中, 6个站位所筛选出的19株优势菌均为革兰氏阴性菌, 它们隶属于10属14种 (表1) 。从表1还可以看出, 舒氏气单胞菌[Aeromonas schuberii (DNA group 12) ]是S1和S4站位的优势菌, Roseomonas fauriae是S4和S5站位的优势菌, 酸钙不动杆菌/基因型I (Acinetobacter calcoaceticus/genospecies I) 是S5和S11站位的优势菌, 荚壳伯克霍尔德氏菌 (Burkholderia glumae) 与Sphingomonas macrogoltabidus是S8和S10站位的优势菌。即所调查的任一站位中出现的某个优势菌亦是其他某个站位的优势菌, 只是所占数量比例不同, 表明大亚湾表层水各站位的优势菌组成相似。
在调查的大亚湾海域中, 数量最多的优势属是气单胞菌属 (Aeromonas sp.) 、弧菌属 (Vibrio sp.) 和伯克霍尔德氏菌属 (Burkholderia sp.) , 其数量分别占6.60%、6.41%和4.64% (表2) 。数量最多的优势种是舒氏气单胞菌[A.schubertii (DNA group 12) ]、最小弧菌 (V.mimicus) 和荚壳伯克霍尔德氏菌 (B.glumae) , 其数量分别占6.6%、5.7%和4.6% (表3)
由上述结果可知, 大亚湾表层水中异养细菌种类组成以弧菌属 (Vibrio sp.) 、气单胞菌属 (Aeromonas sp.) 和伯克霍尔德氏菌属 (Burkholderia sp.) 为优势属, 舒氏气单胞菌[A.schubertii (DNA group 12) ]、最小弧菌 (V.mimicus) 和荚壳伯克霍尔德氏菌 (B.glumae) 为优势种。根据徐恭昭[2]的研究结果, 1984～1985年大亚湾表层水中异养细菌的优势属为葡萄球菌属 (33.9%) 、弧菌属 (21.2%) 和芽孢杆菌属 (13.7%) , 此次调查的优势菌中未出现葡萄球菌属和芽孢杆菌属, 只有弧菌属均是这2次研究调查的优势属, 表明大亚湾表层水中异养细菌的种类组成已发生了变化。
注:-. 暂无中文名
Note:-. no Chinese name
3 小结
(1) 大亚湾表层水中异养细菌数量分布呈现随离岸距离越远而逐渐减少的趋势。
(2) 与20世纪80年代初期调查结果比较, 大亚湾表层水中异养细菌的数量与种类组成已经发生明显变化, 异养细菌的优势属由葡萄球菌属、弧菌属和芽孢杆菌属演变为以气单胞菌属、弧菌属和伯克霍尔德氏菌属为优势。
(3) 从大亚湾各调查站位的优势菌中未发现大肠杆菌科的细菌, 说明大亚湾受人和畜污染轻, 属于洁净海区。
文章仅对大亚湾海域异养细菌数量及优势菌的组成进行了初步研究, 关于大亚湾海域的异养细菌生态特征、不同季节异养细菌数量及优势菌的变化仍有待于进一步深入研究。
参考文献
[1]张志南, 田胜艳.异养细菌在海洋生态系统中的作用[J].青岛海洋大学学报, 2003, 33 (3) :375-383.
[2]徐恭昭.大亚湾环境与资源[M].合肥:安徽科学技术出版社, 1989.
[3]GB17378.7-1998, 海洋监测规范第七部分.近海污染生态调查和生物监测[S].北京:中国标准出版社, 1998.
[4]CHOI K H, DOBBS F C.Comparison of two kinds of Biolog micro-plates (GN and ECO) in their ability to distinguish among aquatic microbial communities[J].J Microbiol Methods, 1999, 36 (3) :203-213.
[5]霍尔特J G.简明伯杰细菌鉴定手册[M].8版.济南:山东大学出版社, 1998.
[6]吴建平, 蔡创华, 周毅频, 等.大亚湾网箱养殖区异养细菌和弧菌的数量动态[J].湛江海洋大学学报, 2006, 26 (3) :22-25.
[7]赵三军, 肖天, 岳海东.秋季东、黄海异养细菌 (Heterotroph-ic Bacteria) 的分布特点[J].海洋与湖沼, 2003, 34 (3) :295-305.
[8]赵三军, 肖天, 李洪波, 等.胶州湾异养细菌及大肠菌群的分布及对陆源污染的指示[J].海洋与湖沼, 2005, 36 (6) :541-547.
异养细菌 篇2
楚科奇海和加拿大海盆表层沉积物中好气异养细菌的地理分布
本文用MPN法测定楚科奇海和加拿大海盆表层沉积物中好气异养细菌(GAB)的含量,并对其地理学分布进行分析.结果表明,研究区GAB的检出率高达100%.4℃时GAB的含量范围、平均含量为 4.00×102-2.40×106个.・g-1、1.71×106个・g-1.25℃时GAB的含量范围、平均含量为 2.40×105-2.40×107个・g-1、1.10×107个・g-1.无论是含量范围,还是平均含量,均是25℃时的培养结果大于4℃时的培养结果.GAB含量的地理分布趋势是随纬度增高,含量呈降低趋势.在经度变化上则为由东向西,含量呈降低趋势.对沉积物所处水深的.分析,表明其在4℃培养得出来的GAB含量随水深增加有下降的趋势,25℃培养出来的GAB含量受环境影响较小,与水深变化关系不明显.
作 者：高爱国 陈皓文 Gao Aiguo Chen Haowen 作者单位：国家海洋局第一海洋研究所,青岛,266061刊 名：极地研究 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF POLAR RESEARCH年，卷(期)：19(3)分类号：P4关键词：北冰洋 楚科奇海 加拿大海盆 好气异养细菌 地理学分布
异养细菌 篇3
虽然污水脱氮技术种类很多, 但生物活性污泥处理法是应用最广泛、成本较低的污水处理方法[1]。传统的生物脱氮主要由好氧型自养硝化菌与厌氧型反硝化菌共同完成。但这种方法有很多的弊端, 如自养硝化菌生长缓慢, 容易受到有机物与高浓度氨氮的抑制影响等。与自养菌相比较, 异养硝化菌生长代谢所需溶解氧较低, 细胞产量高[5]。近年来研究有Joo等筛选出来的异养硝化细菌Alcaligenes faecalis No.4, NH4+-N浓度约为1 200 mg/L时, NH4+-N去除速率最大达到28.9 mg/ (L·h) ;Kim等从人粪便堆中分离得到的24株芽孢杆菌属 (Bacillus) 菌株, 溶解氧与碳氮比分别为30%、8时, NH4+-N去除率可达到90%;陈昢圳等分离纯化得到的嗜吡啶红球菌 (Rhodococuus pyridinivorans) , 在异养硝化过程中, 总氮去除率可达到98.70%[5,6,7]。
笔者研究的是从焦化废水处理厂所用活性污泥中筛选出一株异养硝化细菌, 该菌株与其他异养硝化细菌相比, 不但具有较高的硝化性能, 而且在硝化过程中积累较多的亚硝酸盐。所以笔者对该菌株的硝化特性进行了初步研究。
1 研究材料与方法
1.1 供试材料
1.1.1 培养基
富集培养基选择牛肉膏-蛋白胨培养基;分离筛选培养基选择异养氨化培养基;硝化性能研究用培养基则以0.471 8 g/L (NH4) 2SO4替换分离筛选培养基中的NH4Cl, 其余成分及含量均不变[8,9]。
1.2 分离纯化
取山西太原煤气化公司焦化废水池中的活性污泥20 m L接种于180 m L富集培养基中, 在30℃和120 r/min的条件下, 振荡富集培养7 d。将富集液分别稀释为10-1~10-10十个梯度, 并于分离筛选培养基上进行涂布。放入培养箱于30℃条件下培养数天。选取合适梯度的平板, 将平板上的每个菌落分别挑入装有分离筛选培养基的试管中, 在30℃和120 r/min的条件下培养3 d。
用格利斯 (Griess-Ilosvay) 试剂进行亚硝酸根离子的定性鉴定, 若无变色在其基础上加入锌粉进行硝酸根离子的定性鉴定。将鉴定显著的菌落进行划线分离, 通过镜检, 确定菌株是否纯化。
通过分离纯化得到异养硝化菌株, 对其菌落进行观察。
1.3 硝化性能研究
实验室培养条件均设定为:将处于对数生长期的种子以1%的量接种于硝化性能研究培养基中, 并在30℃和120 r/min的条件下振荡培养。
1.3.1 生长曲线测定及脱氮效率测定
将菌株以1%的量接种于硝化性能研究培养基中, 在30℃和120 r/min的条件下振荡培养。并且, 每隔2 h检测菌体细胞密度OD600。在第7天测定氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总氮、CODcr含量以确定LW的脱氮效率。在此期间, 每间隔24 h对氨氮、亚硝酸盐氮、总氮、CODcr进行定量分析。
1.3.2 最佳温度和p H值实验
在研究温度影响时, 固定p H值为7, 转速为120 r/min, 分别取温度为20℃, 25℃, 30℃, 33℃, 35℃, 40℃, 45℃, 在第5天取样检测。在研究p H值影响试验中, 固定温度为30℃, 转速为120 r/min, 滴加H2SO4溶液和Na OH溶液调节培养基的初始p H值, 使之分别为5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 并在第5天取样检测。
1.3.3 氨氮浓度影响试验
硝化性能研究培养基的C/N固定, NH4+-N分别为125 mg/L, 150 mg/L, 175 mg/L, 200 mg/L, 225 mg/L, 250 mg/L, 以氨氮含量100 mg/L作为对照试验。在30℃和120 r/min条件下震荡培养, 5 d后进行测样。
1.4 检测方法
氨氮—萘氏试剂光度法;亚酸盐硝氮—N- (1-萘基) -乙二胺光度法;硝酸盐氮—酚二磺酸光度法;总氮—过硫酸钾氧化, 紫外分光光度法;CODcr—重铬酸钾法[10]。
2 结果与讨论
2.1 菌株分离纯化
通过分离纯化得到一株异养硝化细菌LW, 该菌为革兰氏阴性短杆菌, 无芽孢, 无鞭毛。菌落为白色圆形, 边缘整齐, 半透明。
2.2.1 生长曲线测定及脱氮效率测定
LW 7 d后的硝化效果, 见表1。表1显示, 7 d时间内, LW将氨氮基本完全去除, 说明该菌株有良好的硝化性能。在此过程中, CODcr由1 310.175mg/L降至117.766 mg/L。NO2--N有一定的积累, 但NO3--N几乎没有积累, 总氮从91.546 mg/L降至26.577 mg/L。NOX-N的积累量远远小于氨氮的降解量, 并且总氮去除率可以达到70%。Kim与Joo等报道中提到, 用于菌体生长所需氨氮约占30%, 由氮素平衡可猜测该菌株可能具有反硝化作用, 但该问题还有待于进一步研究[5,6]。
(mg/L)
LW生长曲线, 见图1;LW代谢过程中NH4+-N去除率、NO2--N的变化, 见图2;LW代谢过程中p H值变化见第97页图3;LW代谢过程中TN和CODcr去除率, CODcr/TN的变化, 见第97页图4。由图1、图2、第97页图3、图4可知, 菌株生长进入稳定期后开始进行氨氮降解, 7 d后, NH4+-N去除率可达到95%左右, NO2--N积累量为6.851 mg/L, TN和CODcr去除率分别为70.97%和91.01%。NH4+-N的去除与NO2--N的大量积累发生在稳定期后, 因此可推断此过程可能为次级代谢过程, 这与Robertson等报道相符[11]。随NH4+-N的去除, p H值迅速增至9.2左右, 说明该菌株在碱性条件下可以进行NH4+-N去除。48 h内, CODcr达到89%, 由此可知LW能利用有机碳合成生命体, 具有异养生物性质。TN降解趋势与氨氮是一致的。CODcr/TN由14.31降为4.43, 当CODcr/TN>5时TN去除速率较快;CODcr/TN<5时TN去除速率较慢。
2.2.2 最佳温度和p H值实验
LW最佳温度和p H值试验, 见第97页表2。可知, 当温度为30℃时, NH4+-N去除率最高达到97.47%, NO2--N积累量达到最高;当温度为30~45℃时, 氨氮去除率受到的影响相对较小, 均在85%左右。对于一般的异养硝化菌, 其最适温度在30℃左右范围内, LW与该结果一致[5, 12, 13]。
从表2数据可知, p H值对NH4+-N去除的影响很大。在p H值为7~8时, NH4+-N去除率最高均在98%左右, 并且NO2--N有一定量的积累。但是在p H值为5~6时, LW完全不生长, 而p H=6.4时, NH4+-N去除率达到86.86%, 由此可见该菌株对p H值有非常严格的要求。有研究表明, 当p H<6.5时, 游离氨的浓度降低, 对硝化能力会有很大的影响[14]。在碱性条件下, 该菌株的NH4+-N去除率并没有受到太大的影响, 均保持在92%以上, p H=12时NO2--N的积累量下降。初始p H>9时, 脱氮后的p H值也随之降低, 培养基的最终p H值维持在9.3左右, 说明LW在不同的条件下会产生不同的代谢产物, 且最终在p H=9.3左右进行硝化反应。
2.2.3 氨氮浓度影响实验
不同NH4+-N浓度下NH4+-N去除率、NO2--N的变化, 见图5。由图5可知, 随着培养基中NH4+-N含量的增加, NH4+-N的去除率基本保持在同一水平上。当NH4+-N含量为100~250 mg/L时, NH4+-N去除率均达到80%以上, 说明LW在较高NH4+-N浓度的培养基中仍然具有良好的硝化性能, 并且适应能力强。NO2--N的含量也随着培养基中NH4+-N含量的增加而增加, 最高可达到17.9 mg/L。
3 结论
1) 通过筛选分离得到一株硝化性能较强的菌株LW, 该菌株为革兰氏阴性杆菌。