光合细菌专题

光合细菌专题一、光合细菌简介、1、光合细菌概述光合细菌(PhotoSyntheticBacteris简称SB)属细菌中的一类，有紫硫菌、绿硫菌、紫色非硫细菌和绿色非硫细菌。这里，我们将主要介绍紫色非硫细菌，它们是兼性厌氧菌，属原核生物界，光能异养型原核生物门.红色光合细菌纲，红螺菌目.红螺菌科，红假单胞荫属，主要有荚膜红、沼泽红、球形菌、深红红螺菌等种类。菌体外形有螺旋状、短杆状、近于球形和球形的.一般规格:长X宽=1微米一3.2微米x0.6微米-0.8微米.球形菌直径0.8微米-1.5微米。它们以光和热为能源，主要利用有机物中的碳，同化其它营养元素进行生长繁殖，是高营养、高效能、多用途的有益微生物。2,光合细菌用途光合细菌生命力、适应性都很强，在生长繁殖过程中能分解有机物和吸收水体中的氨态氮、硫化氢、亚硝酸盐等有害物质，本身无毒无污染。它在光照厌氧条件下生长旺盛，在无光黑暗通气条件下亦能生长，但不合成红色素，易经诱导产生广泛的适应酶，对降解某些有毒或人工合成化合物具有潜力;耐低温(即使冰冻也不会死亡)和高盐度(20%)，适合处理高浓度有机废水，是优良的水环境改良剂。光合细菌菌体营养丰富，含蛋白质(60%以上)，维生素B12、叶酸、核黄素、类胡罗卜素、辅酶QI0等促长因子和生理活性物质，是优良的饲料添加剂。光合细菌以接受的光和热为能源，将有机和无机营养物质转化成易为植物吸收的小分子物质。.同时光合细菌除本身的有机营养物质外，还含有铜、锌、铝、钻、镍等微量元素，含量适中，是优良的植物肥料。3、光合细菌应用(I)观赏鱼的饲养传统的鱼类饲养中使用的各种消毒剂和抗生素，即破坏饲养环境，污染水体，又增加饲养成本。如何有效地克服上述缺点呢?光合细菌作为优良的水环境改良剂和饲料添加剂，用于养殖业在我国才是近几年的事，由于最早使用光合细菌的水产用户，取得了很好的效果，因此目前倍受推崇，大有普及之势.那么，光合细菌究竟起到什么样的作用呢?①净化水质由于高密度水族饲养的水体中，含有大量的鱼类粪便和残饵，以及鱼药的残留物，它们腐败后产生的有害物质直接污染水体和底泥.轻度污染可造成鱼类生活不适，饲料系数增高，生长缓慢，免疫力下降;积累到一定程度后，能使鱼类中毒、发病甚至死亡。这是由于有害物质，除直接危害鱼类外，同时也是病原微生物的营养源，并使之大量繁殖，使鱼类感染发病.兼性厌氧的光合细菌能改普水质的主要原因，是它在分解有机质时不产生有害物质，并且还能利用有害物质作为营养源，长成自已的有益细胞，变害为宝，形成优势群落后，还能竞争性地抑制病原微生物的生长，降低感染机率。从而净化水质使鱼类健康生长。通过微生物酶的作用，水中一些可溶性的有机物在胞内酶的作用下被菌体选择性地吸收;颗粒、胶体等难溶或.不溶性的有机物先附着在菌体外，由菌细胞分泌的胞外酶分解成脂溶性和水溶性物质.再被菌体吸收。通过微生物体内的生化作用，将一部分有机物同化成自身，另一部分被异化成水分子有机物、二氧化碳、水等，从而使污染物质得到降解。光合细菌兼性厌氧的特性和很强的适应性，例如光合细菌(英膜红假单WE菌)可将致癌物亚硝胺转化为无毒的化合物，甚至对于生化需氧量(BOD)高达数千mg/L的有机废水，一些生物膜法及活性污泥法等需氧处理法难以耐受，而光合细菌则可以承受。②维持微生态平衡水族饲养的水体中存在着各种各样的微生物，有的是有益的;有的是有害的;有的处于中间状.态，叫‘条件致病微生物’，即正常情况下，这类徽生物不致病，但在水质恶化，鱼类免疫力下降时，便大量繁殖危害鱼类。自然界中，有害微生物和条件致病微生物都叫‘病原微生物’是不可排除的，广义上讲，它们有利于生物进化.它们能使一些不健康的、免疫力低或退化了的生物体被淘汰。但是，无论是有害微生物还是条件致病微生物，必须在水体中达到一定浓度才能危害鱼类，这个浓度叫发病临界点。不同种或不同体质的鱼，发病临界点不一定相同。在水族饲养中，控制病原微生物的浓度，使其达不到发病临界点，是健康养殖的关键。通常人们采用消毒杀菌剂来控制，但随着施用次数的增加，病原微生物的耐药性亦相应增强，为了达到预防效果，施用剂量逐步加大，这不仅增加了用药成本，还污染了水体，造成观赏鱼品质下降。同时鱼类易产生应激反应，停食、消瘦，浪费有限的生长期。到了鱼类发病需要治疗的时候，安全剂量治不了病，大剂量施用又容易对鱼类产生危害。如何控制病原微生物的生长繁殖，并使其不产生耐药性呢?光合细菌等益生菌可基本克服消毒杀菌剂的缺点，它通过降解或清除水体中包括鱼药在内的有害化学物质:与病原微生物争夺营养、空间，使其无法大里繁殖，从而不易形成致病的环境条件。假如由于病原微生物的原因，鱼类发了病，说明它在水体中的浓度已达到或超过发病临界点，在微生物群体中占优势，此时，再用光合细菌治疗是没有明显效果的.须用消毒杀菌剂治疗，6天后，再施用光合细菌保养水质。鱼类病害防治原则是:防重于治。只有在日常中，维持水体微生态平衡，使有益微生物始终占绝对优势，才是饲养观赏鱼的健康出路。如果平时不有效地预防，到了出现症状时再去治疗，那么，包括鱼药成本在内的损失将是不可避免的。③作饵料光合细菌营养丰富，易于消化吸收，对于刚孵化后还不能主动捕食的仔鱼是最适宜的饵料，此时仔鱼的消化系统各器官尚未完全分化，光合细菌通过鳃被吸入体内，在卵囊尚未被完全吸收的同时，即可从外界摄取营养，以弥补内源性营养的不足，从而大大提高成活率。④间接增氧光合细菌分解有机质进行生长繁殖时，不需要氧气，也不释放氧气，它节约了好氧微生物分解有机质时所需的氧，产生问接增氧作用。⑤饲料添加剂在相对营养不良的情况下，观赏鱼的免疫力下降，有害菌得以发展，容易出现疾病症状。一般情况下，配合饲料中的活性营养成份较少，饲料系数较高。光合细菌作为优良的饲料添加剂，含有大量的促长因子和生理活性物质，营养丰富，拌和饲料后，可补充和增加饲料营养成份、降低饲料系数;刺激鱼类等动物免疫系统，促进胃肠道内的有益菌生长繁殖，增强消化和抗病能力，促进生长。(2)水草的养植光合细菌具有很强的固氮能力，能够改善底泥的营养结构，肥沃底泥。光合细菌在水体中生长繁殖，有利于水体中有效力微生物的生长，有利于根系发育，提高水草抗病能力。二、光合细菌培养条件1、营养条件光合细菌细胞体构成元素主要有:碳、氢、氧、氮、磷、钾、钠、镁、钙、硫和一些微量元素等，它们也是所有生物细胞构成的主要物质。一般情况下，细胞鲜重:水占80%-90%、无机盐1%-1.5%,蛋白质7%-10%,脂肪1%-2%,糖类和其它有机物1%-1.5%.其中干细胞含碳45%-55%,氢5%-10%.氧20%-30%,氮5%-13%,磷3%-5%、其它矿物元素3%-5%。光合细菌的细胞:壁具有半透性，能选择性地让一些营养元素按一定比例进入，在酶的作用下合成自己的细胞组织和裂变的新个体。2.环境条件有了营养全面的光合细菌培养基，只是给光合细菌提供了“食物”，还需要有适宜光合细菌生长的环境条件，才能培养出优质的菌液。环境条件具体有以下几个方面:(1)培养介质:含苗量较低的清洁淡水、海水或加粗食盐的淡水。从经济、实用的角度考虑，地下水含菌量低，为最佳水源:清洁的地表水也可使用:含氛量较高的自来水应敞口放置两三天或调PH值至偏碱后使用:蒸馏水及纯净水固然很好，但成本太高，可用于提纯菌种.’(2)酸碱度(PH)值:7.5-8.5最佳(适应范围6-10)。(3)水硬度H值中性时10度以下。即调节PH值至8.0左右时，培养介质中的乳白色沉淀物不宜过多。(4)温度:25C-34'C最佳(适应范围15C-40℃)。(5)光照度:3000LX-4000LX最佳。即每25千克苗液需用60瓦左右的电灯泡进行光照，当然，太阳光最好且无需成本。(6)透气性:密闭、敞口皆可培养，密闭效果更好。(7)容器:透明或白色容器:大规模培养可用土池、水泥池等，苗液深度30厘米以下为佳。三、光合细菌的简易培育方法自行培育光光合细菌的方法非常简单，因而适合用户在普通家庭条件下进行生产培育。首次培育光合细菌的多少主要看我们的菌种有多少，若我们有足够的菌种，则首次培育即可进行大量培育，但如果我们的菌种很少或我们的使用量本身不大，则可以使用塑料瓶等小型容器进行小批量的培育。培育容器:可以选择透明的矿泉水瓶等塑料饮料瓶均可，大小从500毫升到2500毫升等规格都可以。补光灯泡:一般普通家用的电灯即可，一般以30瓦为宜。纸箱:在气温低于25℃条件下培育，为了保证培养温度，可以准备一个大纸箱进行保温。高温条件下培育不需要纸箱。培养液的配制:简易培育生产光合细菌，为了尽量避免感染杂菌，所以菌种的加入最应不低于20%。培育方法:将搅拌均匀的培养液装入瓶中(注意:不要装的过满)，盖上瓶盖，放在电灯旁进行光照即开始培育。培育容器距离电灯10-20厘米为最佳，过近容易将塑料瓶烤烫，过远光照强度不够，培养时间会加长。低温时培育可以将电灯悬吊在纸箱的中央，四周摆放装有培养液的塑料瓶即可，若箱内温度赶高(超过35'C)，应开盖或在纸箱的四周打孔通气降温。经光照培育24小时以后，菌液会变成粉红色，随着培育时间的加长，其颜色会逐步转变成紫红色，这个过程一般需要3-5天。为了加快其生长，最好每天能将培养液进行摇动一次。产品检测:培育完成的合格光合细菌的颜色应该是紫红色，开盖能够闻到有一点特殊的臭味。有PH试纸的检测其PH值应该在8以上。若培养海水光合细菌，只需将培育的水源换成海水或每25公斤淡水加450克的粗食盐即可。培养过程中菌液可能出现的问皿及解决办法(1)生产的菌液颇色偏淡原因:接种最过少，菌种老化、杂菌过多，PH值过低或过高，光照不足，温度过低或过高，水的硬度过高。解决办法:调节至正常状态。(2)生产的菌液颜色变黑原因:气温较高的季节，刚培养好的菌液因长时间失去光照。解决办法:及时将其移到光照下进行补光，可以很快变红。(3)生产的菌液颇色变绿原因:可能是菌液中绿硫菌大量繁殖，多见于高温季节。解决办法:连续多次密闭培养，或更换菌种和水源。(4)生产的菌液颜色变灰原因:接种量少，菌种不纯，光照不足，PH值过低。解决办法:选用优质菌种，按要求接种，增强光照，调适PH值。四、光合细菌的保存光合细菌生长繁殖除营养条件外，还与光照和温度有关。温度适宜，即使光照不足，也会生长，只是速度缓慢:温度较低，即使光照充足，也很难生长甚至停止生长;温度过高，则会老化而死。因此保存菌液，温度是关键。据此，成品菌液应存放在温度较低的地方.15℃以下为最佳，并保持一定的光照(每天不低于2小时)，这是因为光合细菌在营养、光照、温度都适宜的情况下，形成一定速度的生长态势，即‘生长惯性，处在生长高峰期的光合细菌生长惯性很强，此时如果突然失去光照或光照很弱，5-10天后，会出现生长旺盛的光合细苗因光合作用失衡，而导致菌体细胞大录死亡，使菌液发黑，并有恶臭。刚开始发黑时，施以适当光照即能缓解。所以冈1赔养好的菌液应尽量降温，逐步减少光照，以减弱生长惯性。到了生长惯性很弱或没有的时候，光合细菌就进入了稳定期(保存期)。此时阴凉避光保存会延长保存期(12个月)。通常，对菌液的保存无须作特别处理。气温高的季节，在阳光下培养，成熟的菌液仍置于阳光下，不必避光。保存期2-4个月。在此期间可反复培养续种，秋天，气温下降后，培养好一批菌液过冬，冰冻前移至室内避光保存，保存期8-12个月。总之，保存期的长短，主要取决于温度的高低，温度越低，保存期越长，反之越短。在夏季高温季节，若暂时不使用，若要保存菌种，址好在菌种保存期达到3个月时将其进行少盆的培育，再将培育的菌液进行保存，或将少量菌液放入冰箱保鲜室进行长期保种。五、光合细菌菌种的简易提纯1、通过调整PH值去除杂菌光合细菌适宜PH值在8.0左右，在9-10的高碱度情况下仍能生长，而一般杂菌适宜的PH值在7.2-7.6左右。若把菌液的PH值调节至9.0,杂菌难以耐受甚至死亡，而光合细菌则可以承受并能生长。这样可筛除一部分杂菌。2、选用优质菌种细菌的生长繁殖一般按倍数的规律增长。假设菌种内的杂菌含