新編1海洋微生物課件

1、第一章 海洋微生物海洋微生物：是在海洋環(huán)境中能夠生長(zhǎng)繁殖、形體微小、單細(xì)胞的或個(gè)體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的多細(xì)胞、甚至沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的一群低等生物。分類：非細(xì)胞型：海洋病毒原核細(xì)胞型：海洋細(xì)菌、海洋放線菌、海洋藍(lán)細(xì)菌真核細(xì)胞型：海洋酵母菌、海洋霉菌等研究熱點(diǎn)：病害防治利用海洋病毒白斑綜合癥桿狀病毒（WSSV）WSSV檢測(cè)技術(shù)直接觀察法 組織化學(xué)法與電子顯微鏡技術(shù) 免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)單克隆抗體，常用酶聯(lián)免疫吸附分析（enzyme-linked immunosorbent assay; ELISA）實(shí)驗(yàn) 分子生物學(xué)技術(shù) 核酸探針（DNAProbe）技術(shù) PCR技術(shù) DNA Extraction Mixing Ma

2、ster Mix DNA Amplification Electrophoresis PCR result Conformation Photo Documentation Typical methodology involved in a PCR laboratory DETECTION AND ASSAY Sample with severe WSSV infection sample with medium WSSV infection sample with light WSSV infection sample with very light WSSV infection WSSV

3、negative sample ddH2O Standard 1, 1000 copies / reactionStandard 2, 100 copies /reaction Standard 3, 10 copies / reaction M: molecular weight marker 海洋細(xì)菌海洋細(xì)菌與藻類的關(guān)系 藻類向外釋放代謝產(chǎn)物酯、肽、糖類、維生素和毒素，生長(zhǎng)抑制和促進(jìn)因子等在其周圍形成一種特殊環(huán)境聚集大量的細(xì)菌。相互利用如細(xì)菌利用藻類生產(chǎn)的有機(jī)物，而有的藻類在無(wú)菌條件下不能變態(tài)。拮抗關(guān)系如藻類可產(chǎn)生抗生素，而細(xì)菌也可直接或間接抑制藻類生長(zhǎng)，甚至裂解藻類細(xì)胞。 海洋細(xì)菌能夠附

4、著在幾乎所用海洋植物體表上，形成特殊的微生物區(qū)系。利用各種多糖類的細(xì)菌常是海藻體表的重要菌群，如褐藻酸降解菌是海帶上的優(yōu)勢(shì)菌群。褐藻酸降解菌 海帶藻體上的正常微生物區(qū)系成員，但在條件改變時(shí)，這類細(xì)菌可發(fā)展形成特殊的優(yōu)勢(shì)菌群，能強(qiáng)烈降解褐藻酸鈉和海帶藻體，限制其他微生物的生存和發(fā)展，導(dǎo)致海帶育苗系統(tǒng)中的脫苗和爛苗。光合細(xì)菌（Photo Synthetic Bacteria, PSB）光合細(xì)菌是一大類在厭氧條件下進(jìn)行不放氧光合作用的細(xì)菌的總稱。光合細(xì)菌的功能固氮、脫氫、固碳和硫化物氧化等，在自然界的碳、氫、硫循環(huán)中起著重要作用。光合細(xì)菌特征：1、含有光合色素細(xì)菌葉綠素；2、在厭氣光照條件下進(jìn)行光合

5、和生長(zhǎng)；3、在光合作用過(guò)程中不產(chǎn)生氧，因此光合細(xì)菌和藍(lán)藻等其他光合原核生物，在分類學(xué)上有所區(qū)別。1. 分類光合細(xì)菌都?xì)w屬于紅螺菌目（Rhodospirillales）分四個(gè)科：紅螺菌科Rhodospirillaceae著色菌科Chromatiaceae綠桿菌科Chlorobacteriaceae綠色絲狀菌科Chloroflexaceae按習(xí)慣可分成四大類：紫硫菌著色菌科紫色非硫細(xì)菌紅螺菌科綠硫菌綠桿菌科綠色非硫細(xì)菌綠色絲狀菌科2.光合色素光合細(xì)菌的顏色是由其光合色素決定的，光合色素主要包括細(xì)菌葉綠素（菌綠素）和類胡蘿卜素。一般情況下：紅螺菌科、著色菌科：紅、粉紅、橙黃、紫或茶褐色。綠桿菌科、綠

6、色絲狀菌科：綠色也有個(gè)別例外。綠色：菌綠素顏色（藍(lán)綠色）其它顏色：類胡蘿卜素的結(jié)果。菌綠素是光合作用的媒介，而類胡蘿卜素可將能量傳遞給菌綠素。3. 光合反應(yīng)的供氫體光合反應(yīng)時(shí)，用于還原CO2的供氫體不同，可歸納為三類：以H2S為供氫體以硫代硫酸鹽為供氫體以有機(jī)物為供氫體紅螺菌科主要是方式3，著色菌科、綠桿菌科為1和2，綠色絲狀菌科則三種皆有。4. 光合細(xì)菌的獲能形式通過(guò)光合作用獲能：供氫體和碳源合適時(shí)，所有光合細(xì)菌都可在光照、厭氣條件下，通過(guò)光合磷酸化過(guò)程獲能。通過(guò)脫氮或發(fā)酵獲能：厭氣、黑暗條件下。通過(guò)呼吸作用獲能：有氧 、黑暗條件下。不同類型的光合細(xì)菌的獲能形式差異很大，但僅紅螺菌科（紫色非

7、硫細(xì)菌）兼有上述3種形式。5.碳源著色菌科、綠桿菌科細(xì)菌以H2S為供氫體，以CO2為主要碳源；紅螺菌科以各種有機(jī)物為供氫體，同時(shí)以這些有機(jī)物作為碳源利用。如丁酸鈉、低級(jí)脂肪酸等。紅螺菌科細(xì)菌還可進(jìn)行異養(yǎng)培養(yǎng)，在沒(méi)有低級(jí)脂肪酸和CO2的培養(yǎng)基中給予酵母膏、蛋白胨、糖等有機(jī)物，不管是否厭氣、有無(wú)光照，都能像異養(yǎng)細(xì)菌一樣生長(zhǎng)?？蓪⒐夂霞?xì)菌分成不同的營(yíng)養(yǎng)類型：光能自養(yǎng)型：著色菌科、綠桿菌科光能異養(yǎng)型：紅螺菌科兼性營(yíng)養(yǎng)型：綠色絲狀菌科6. 氮源光合細(xì)菌都具有固氮能力，這是光合細(xì)菌的一個(gè)重要特征，這是因?yàn)槠溆泄痰复嬖?。?duì)氮源利用較廣，一般均可利用銨鹽、氨基氮甚至氮?dú)猓贁?shù)種類能利用硝酸鹽和尿素。7. 細(xì)

8、胞形態(tài)極其多樣：球形、卵形、桿形、弧形、螺旋形、環(huán)形、半環(huán)形、絲形以及進(jìn)一步成為鏈形、鋸齒形、格子形、網(wǎng)籃形等。即使同一種也會(huì)因培養(yǎng)條件和生長(zhǎng)階段不同而發(fā)生變化。8.光合細(xì)菌用途水環(huán)境改良劑光合細(xì)菌生命力、適應(yīng)性都很強(qiáng)，在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中能分解有機(jī)物和吸收水體中的氨態(tài)氮、硫化氫、亞硝酸鹽等有害物質(zhì)，本身無(wú)毒無(wú)污染。它在光照厭氧條件下生長(zhǎng)旺盛，在無(wú)光黑暗通氣條件下亦能生長(zhǎng)，但不合成紅色素，易經(jīng)誘導(dǎo)產(chǎn)生廣泛的適應(yīng)酶，對(duì)降解某些有毒或人工合成化合物具有潛力；耐低溫（即使冰凍也不會(huì)死亡）和高鹽度（20%），適合處理高濃度有機(jī)廢水。飼料添加劑光合細(xì)菌菌體營(yíng)養(yǎng)豐富，含蛋白質(zhì)(60%以上)，維生素B12、葉酸

9、、核黃素、類胡羅卜素、輔酶Q10等促長(zhǎng)因子和生理活性物質(zhì)，是優(yōu)良的。植物肥料光合細(xì)菌以土壤接受的光和熱為能源，將有機(jī)和無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成易為植物吸收的小分子物質(zhì)。同時(shí)光合細(xì)菌除本身的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還含有銅、鋅、鉬、鈷、鎳等微量元素，含量適中，施用后，可補(bǔ)充土壤所缺，提高肥效。（1）.光合細(xì)菌水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)應(yīng)用 凈化水質(zhì) 兼性厭氧的光合細(xì)菌能改善水質(zhì)的主要原因，是它在分解有機(jī)質(zhì)時(shí)不產(chǎn)生有害物質(zhì)，并且還能利用有害物質(zhì)作為營(yíng)養(yǎng)源，長(zhǎng)成自已的有益細(xì)胞，變害為寶；形成優(yōu)勢(shì)群落后，還能競(jìng)爭(zhēng)性地抑制病原微生物的生長(zhǎng)，降低感染機(jī)率。從而凈化水質(zhì)使魚類健康生長(zhǎng)。 維持微生態(tài)平衡在漁業(yè)生產(chǎn)中，控制病原微生物的濃度，

10、使其達(dá)不到發(fā)病臨界點(diǎn)，是健康養(yǎng)殖的關(guān)鍵。通常人們采用消毒殺菌劑來(lái)控制，但易造成魚蝦的不良反應(yīng)且易產(chǎn)生耐藥性。到了魚類發(fā)病需要治療的時(shí)候，安全劑量治不了病，大劑量施用又危及魚蝦。而光合細(xì)菌可基本克服消毒殺菌劑的缺點(diǎn)，它可以降解或清除水體中包括魚藥在內(nèi)的有害化學(xué)物質(zhì)；與病原微生物爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)、空間，使其無(wú)法大量繁殖，從而不易形成致病的環(huán)境條件。但魚類發(fā)病后，再用光合細(xì)菌治療是沒(méi)有明顯效果的.須用消毒殺菌劑治療,6-7天后,再施用光合細(xì)菌保養(yǎng)水質(zhì)。魚類病害防治原則是：防重于治。只有在日常漁業(yè)生產(chǎn)中，維持水體微生態(tài)平衡，使有益微生物始終占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，才是健康養(yǎng)殖的出路。 培養(yǎng)浮游動(dòng)物作餌料光合細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)豐富，

11、這正是浮游動(dòng)物的優(yōu)質(zhì)餌料。實(shí)踐證明，水體中光合細(xì)菌越多，浮游動(dòng)物生長(zhǎng)繁殖越旺盛,以浮游動(dòng)物為食的魚類增產(chǎn)效果也就越明顯,如蝦、蟹、花鰱、河蚌等。浮游動(dòng)物作為仔魚、糠蝦、貝苗等開口餌料，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，易于消化吸收。此外，光合細(xì)菌對(duì)于剛孵化后，還不能主動(dòng)捕食的仔魚是最適宜的餌料，此時(shí)仔魚的消化系統(tǒng)各器官尚未完全分化，光合細(xì)菌通過(guò)鰓被吸入體內(nèi)，在卵囊尚未被完全吸收的同時(shí)，即可從外界攝取營(yíng)養(yǎng)，以彌補(bǔ)內(nèi)源性營(yíng)養(yǎng)的不足，從而大大提高成活率。 間接增氧光合細(xì)菌分解有機(jī)質(zhì)進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖時(shí)，不需要氧氣，也不釋放氧氣，它節(jié)約了好氧微生物分解有機(jī)質(zhì)時(shí)所需的氧，產(chǎn)生間接增氧作用。但隨后好氧的浮游動(dòng)物因得到豐富的餌料，數(shù)量

12、劇增，增氧效果就不明顯了。 飼料添加劑光合細(xì)菌含有大量的促長(zhǎng)因子和生理活性物質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)豐富，拌和飼料后，可補(bǔ)充和增加飼料營(yíng)養(yǎng)成份、降低飼料系數(shù)；刺激動(dòng)物免疫系統(tǒng)，促進(jìn)胃腸道內(nèi)的有益菌生長(zhǎng)繁殖，增強(qiáng)消化和抗病能力，促進(jìn)生長(zhǎng)。 （2）.光合細(xì)菌在環(huán)保業(yè)應(yīng)用光合細(xì)菌兼性厭氧和很強(qiáng)的適應(yīng)性，使其在污水發(fā)酵處理中，作用日益突出。例如光合細(xì)菌（莢膜紅假單胞菌）可將致癌物亞硝胺轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的化合物，對(duì)于生化需氧量（BOD）高達(dá)數(shù)千mg/L的有機(jī)廢水，一些生物膜法及活性污泥法等需氧處理法難以耐受，而光合細(xì)菌則可以承受，故在處理高濃度有機(jī)廢水方面具有廣泛的應(yīng)用前景。 9. 光合細(xì)菌的菌種分離目前在廢水處理和水產(chǎn)養(yǎng)殖中應(yīng)用的光合細(xì)菌，主要是紅螺菌科的種類（習(xí)慣上通稱紫色非硫細(xì)菌）。紅螺菌科細(xì)菌分離方法如下：（1）采樣 光合細(xì)菌的生長(zhǎng)條件主要有：光照、溫度、水、有機(jī)質(zhì)和一定程度的厭氧環(huán)境。紅螺菌科細(xì)菌以有機(jī)物作為光合作用的供氫體和碳源，故在自然界中有機(jī)物污染的地方它們廣泛存在。 采集海水光合細(xì)菌，可以在有機(jī)物比較豐富的岸邊淺水處，用杯舀取少量泥土，連水放廣口瓶中帶回。（2）富集培養(yǎng) 就是創(chuàng)造適合