细菌运动性对生物被膜的动态演替及其对厚壳贻贝附着的影响

为研究海洋细菌的运动性在生物被膜形成和贝类附着过程中的作用,本研究以厚壳贻贝(Mytilus coruscus)为研究对象,开展了海洋假交替单胞菌(Pseudoalteromonas marina)野生型菌株和ΔcheW菌株不同时间段的运动性能分析,调查了运动性能不同的细菌形成生物被膜的膜厚、细菌密度以及胞外产物的动态变化,探究了其生物被膜的动态演替对厚壳贻贝附着的影响。研究发现,野生型菌株和ΔcheW菌株在6、12、24、48、72和96 h等不同时间的运动性能差异显著(P<0.05)。同时,对2株菌株形成菌圈的半径进行测量发现,随着时间的变化,菌圈的半径不断增加,均在96 h达到最大。整体上,野生型菌株在不同时间段形成的菌圈大于ΔcheW菌株。在运动性的作用下,2株菌株随着时间的变化形成生物被膜的细菌密度及膜厚在48 h达到最大值,在72 h后开始扩散。在运动性的影响下,野生型菌株在不同时间段形成的生物被膜对厚壳贻贝附着诱导效果显著高于ΔcheW菌株。在运动性介导下,2株菌株形成生物被膜对厚壳贻贝稚贝附着率随着时间变化呈现先增长后减少的趋势,在48 h达到最高,在72 h后开始降低,这一结果与不同时间段下形成生物被膜的胞外产物变化一致,且胞外产物分泌与细菌运动性密切相关。因此,运动性影响生物被膜的形成,且在生物被膜动态演替过程中介导了生物被膜的膜厚、细菌密度以及胞外产物的分泌,从而影响了厚壳贻贝的附着。本研究为后续开展细菌运动性、生物被膜形成和厚壳贻贝互作机制研究奠定了基础,为海洋经济物种的生产养殖提供了技术支撑。     

弧菌生物被膜的动态演替对厚壳贻贝附着的影响

为探讨生物被膜动态演替过程中如何影响海洋无脊椎动物附着,实验选取了对厚壳贻贝附着具有不同诱导活性的弧菌Vibrio cyclitrophicus、V. chagasii和Vibrio sp. 22形成单一生物被膜,观察弧菌动态演替中生物被膜细菌密度、膜厚度和胞外产物等生物学特性变化,探究其对厚壳贻贝稚贝附着的影响。结果显示,弧菌生物被膜动态演替过程中,被膜细菌随着时间推移出现聚集现象,细菌密度和膜厚度也随着时间变化呈先增多后减少。除了Vibrio sp. 22,V. cyclitrophicus和V. chagasii生物被膜细菌密度和膜厚度与稚贝附着均有不同程度的相关性。所测弧菌生物被膜胞外产物的显微激光共聚焦结果分析发现,胞外多糖随着时间先增多,然后开始下降。相对比而言,胞外蛋白和胞外脂质无显著性变化。因而,胞外多糖变化规律与稚贝在被膜上附着变化相一致,表明胞外多糖是生物被膜动态演替过程中调控厚壳贻贝附着的重要因素。本实验初步探讨了生物被膜动态演替特征及其对厚壳贻贝稚贝附着的影响,对于后续进一步在海区开展生物被膜的动态演替与海洋底栖动物附着相互关系研究具有重要的学术价值,同时对于人工鱼礁礁体生物附着机理的研究具有重要的实践价值。     

脂多糖对细菌生物被膜形成及厚壳贻贝幼虫变态的影响

为探究脂多糖(LPS)对海洋细菌生物被膜形成、海洋贝类幼虫变态所产生的作用,本研究使用不同浓度的LPS直接刺激厚壳贻贝幼虫,观察其对幼虫附着变态的直接作用;同时在海假交替单胞菌形成生物被膜的过程中添加不同浓度的LPS,通过分析生物被膜生物学特性的变化,及变化后的生物被膜对厚壳贻贝幼虫附着变态的影响。研究结果显示,3种浓度的LPS均可直接诱导厚壳贻贝幼虫的变态;10 mg/L浓度LPS处理后的生物被膜其细菌密度、膜厚明显降低(p<0.05),胞外产物中多糖(如可乐酸)、脂类显著增加(p<0.05),同时其对幼虫变态的诱导作用也显著提高(p<0.05),因此推测,在厚壳贻贝幼虫的附着变态过程中,LPS具有直接诱导作用;除此之外,脂多糖还可以通过调控生物被膜胞外物质,特别是可乐酸的生成,从而间接影响厚壳贻贝幼虫的附着变态。     

纤维素对海假交替单胞菌生物被膜生物学特性及厚壳贻贝幼虫附着变态的影响

为探究纤维素对海假交替单胞菌生物被膜的生物学特性及其对厚壳贻贝幼虫附着变态的影响,实验设置海假交替单胞菌(初始细菌密度5×10⁸个/m L)分别与浓度为0.02、0.20、2.00、20.00 mg/L的纤维素共孵育形成生物被膜,检测形成的生物被膜对厚壳贻贝幼虫变态的诱导作用变化,比较生物被膜成膜能力、胞外产物等生物学特性变化,并分析其与厚壳贻贝幼虫附着变态的关系。纤维素浓度为2.00或20.00 mg/L时,所形成的生物被膜对幼虫附着变态的诱导活性显著降低。通过分析加入纤维素后海假交替单胞菌形成的生物被膜生物学特性发现,随着纤维素浓度升高,生物被膜中细菌的分布更为分散,细菌密度和膜厚呈逐渐降低趋势,生物被膜胞外产物中α-多糖、β-多糖和脂质的生物量显著降低,而蛋白无明显变化。在海假交替单胞菌生物被膜形成过程中,纤维素主要通过降低胞外α-多糖、β-多糖和脂质的产生,进而间接调控厚壳贻贝幼虫附着变态。研究结果为探究海假交替单胞菌纤维素对生物被膜形成及对厚壳贻贝附着变态调控分子机制提供理论依据,为整治生物污损等实际问题提供新思路。     

灿烂弧菌的疏水性和生物被膜形成能力

以仿刺参化皮病病原菌—灿烂弧菌(Vibrio splendidus)AP622为试验菌株,研究了培养材料、培养时间、培养基、葡萄糖浓度对菌株生物被膜形成能力的影响,证实鞭毛和菌毛介导的运动性,同时比较了浮游细菌与形成生物被膜的细菌对抗生素的敏感性,并研究了菌株的疏水性。结果表明,菌株AP622为高疏水性和高生物被膜形成菌株,在聚氯乙烯为培养材料、含葡萄糖浓度为0.5%、LB培养基中形成的生物被膜最多,生物被膜形成周期为24 h。菌株AP622明显表现出鞭毛介导的群集性和Ⅳ型菌毛介导的颤搐等运动力。生物被膜中的菌株AP622对抗生素的抵抗力明显强于浮游细菌,其最小抑菌浓度(MIC)是浮游细菌的32倍。综上所述,菌株AP622具有很强的疏水性和高生物被膜形成能力,判断其具有很强的黏附力,同时具有明显的抗药性。     

人工鱼礁表面分离细菌形成单一生物被膜对厚壳贻贝稚贝附着的影响

为探讨存在于人工鱼礁表面的海洋细菌与贝类附着之间的互作关系,本研究从自然海域中的人工鱼礁表面上分离了9株海洋细菌,并分别构建单一细菌生物被膜,探索不同细菌种属形成的生物被膜特性与厚壳贻贝(Mytilus coruscus)稚贝附着之间的关系。结果显示,9株人工鱼礁表面细菌形成的生物被膜对厚壳贻贝稚贝附着的诱导活性存在显著差异,其中,Mesoflavibacter sp.2对稚贝附着的诱导活性最高,Phaeobacter sp.2的诱导活性最低。Sutcliffiella sp.1和Jeotgalibacillus sp.1的细菌密度与诱导活性呈显著正相关,Cytobacillus sp.1和Phaeobacter sp.2的细菌密度与诱导活性呈显著负相关。通过比较分析Mesoflavibacter sp.2和Phaeobacter sp.2生物被膜的蛋白质及多糖含量发现,生物被膜对厚壳贻贝稚贝附着的诱导活性与多糖含量呈显著负相关,与蛋白质含量呈正相关。本研究初步探索了人工鱼礁表面细菌形成的生物被膜对厚壳贻贝稚贝附着的影响,为后续在自然海区进一步解析人工鱼礁表面生物被膜与海洋无脊椎动物附着的互作关系具有重要理论研究意义,同时,对于人工鱼礁表面海洋生物附着机制的研究具有重要的实践价值。     

不同温度下形成的深海菌膜对厚壳贻贝幼虫变态的影响

为探讨深海细菌生物被膜对温度的适应性及对厚壳贻贝幼虫变态的影响,分别在4、18、25、37°C条件下培养生物被膜,调查温度对细菌密度、膜厚和胞外产物等生物学特性的影响,以及被膜对幼虫变态发育的影响。结果显示,4个温度条件下产生的生物被膜均可有效促进幼虫变态发育。其中,深海菌株Virgibacillus sp. 1在18°C时生物被膜的变态诱导活性最高(35%),且α胞外多糖含量较高,诱导活性与温度和细菌密度均显著相关;同时温度与其细菌密度和膜厚均显著相关。2株深海假交替单胞菌诱导活性与细菌密度均显著相关,温度仅影响Pseudoalteromonas sp. 33细菌密度。研究表明,3株深海细菌均有很好的温度适应性,且都能形成生物被膜;温度变化导致生物被膜的生物学特性改变,最终影响其对幼虫的诱导效果。     

维生素B7和B12对细菌生物被膜形成及厚壳贻贝幼虫变态的影响

为探究B族维生素对海洋细菌生物被膜形成、海洋贝类幼虫变态所产生的作用,本研究首先使用维生素B7 (VB7)和B12 (VB12)直接刺激厚壳贻贝(Mytilus coruscus)幼虫,观察其对变态的直接诱导活性;然后通过添加VB7和VB12,与海假交替单胞菌(Pseudoalteromonas marina)共同形成生物被膜,分析B族维生素对生物被膜形成及其生物学特性的影响;同时检测生物被膜变化对厚壳贻贝幼虫变态发育的影响。研究结果显示,0.02 mmol/L浓度VB7和VB12可以直接诱导厚壳贻贝幼虫的变态,且效果最为显著(P<0.05);0.02 mmol/L浓度VB7和VB12处理后的海假交替单胞菌生物被膜对幼虫附着变态的诱导作用均显著提高(P<0.05);进一步通过细菌密度计数、膜厚度分析、可拉酸染色和定量等方法,揭示VB7和VB12处理后生物被膜细菌密度、膜厚度以及胞外多糖、蛋白和脂质均显著增加(P<0.05)。研究结果证实,VB7和VB12可能通过改变海洋细菌生物被膜的生物学特性,进而调控厚壳贻贝幼虫变态发育。本研究为探究厚壳贻贝幼虫附着变态的分子机制提供了新的理论依据和创新思路,同时为B族维生素在提高厚壳贻贝人工育苗技术、改善厚壳贻贝养殖产业问题和促进海洋牧场生态修复建设等方面的应用提供了理论基础。     

加工逆环境对腐败希瓦氏菌生物被膜形成能力的影响

为研究对虾(Penaeus orientalis)加工环境中胁迫条件对腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens,SP)形成生物被膜能力的影响,本研究采用玻璃试管法,以不锈钢片为接触面,研究不同时间下SP生物被膜的形成量和不同基质(虾汁液和LB液体培养基)中SP形成生物被膜的能力,并通过扫描电镜观察SP生物被膜形成的120 h内的动态过程。以改良的96微孔板法分别研究共存腐败菌或混合腐败菌(4种菌,共11种组合)、消毒剂(过氧化氢、84消毒液、次氯酸钠和乙酸,共4种)和抗菌脂肽对SP成膜能力的影响。结果发现,60 h时,SP形成生物被膜的量最大;其在虾汁液中的成膜能力比LB培养基中的强,在基质浓度为0时仍可生成生物被膜。金黄杆菌、假单胞菌和摩根菌的存在会减弱SP被膜形成能力;共存体系中,多菌形成生物被膜的OD_(630)值可达0.3～0.4,多菌成膜能力低于SP单菌成膜能力而高于其他3株单菌的成膜能力。乙酸可显著抑制生物被膜的形成,0.3%次氯酸钠(NaClO)会促进被膜的形成;预作用于微孔的脂肽浓度和SP生物被膜的形成能力呈剂量反应关系。上述结果说明,SP在常见的加工接触面不锈钢片上可形成成熟的生物被膜;SP成膜能力较强,在寡营养或消毒剂存在的环境中仍有一定的成膜能力,在与其他腐败菌共存的体系中也可形成较多的生物被膜;抗菌脂肽能够有效抑制生物被膜的形成。本研究可为对虾加工环境中腐败菌生物被膜的危害识别和有效控制提供理论支撑。     

细菌群体感应淬灭的几种调控机制及其潜在应用

群体感应（quorum sensing,QS）作为一种调控机制,细菌通过感知细胞外环境中的信号分子浓度变化调控调节着生物发光、质粒转移、抗生素合成、生物膜形成及毒力因子表达等多种重要的生物学功能,协调细菌群体行为以适应环境变化。文章简要综述细菌细胞之间的群体感应功能及其几种主要淬灭调控机制,为促进基于Qs为靶标的生态防控病害新技术构建提供参考,为Qs相关研究及具有潜在应用价值的Qs抑制剂开发提供思路。     

群体感应在水产养殖中的应用前景

群体感应,也被称为"细胞间的交流",是细菌通过化学信号的传递进行彼此交流的一种方式。本文介绍了群体感应的机理和类型以及信号分子的检测方法,并结合实际情况,对其在水产养殖领域的应用前景进行了探讨,以期为群体感应在水产养殖中的应用提供理论依据。     

培养基对微生物被膜形成和厚壳贻贝附着的影响

为探讨微生物被膜生物学特性、培养基以及大型生物附着三者之间的相互关系,本实验通过微生物分子生态学和海洋贝类生态学等方法调查了不同培养基对海洋细菌所形成微生物被膜的影响及其对厚壳贻贝幼虫附着的影响。结果显示,厚壳贻贝稚贝率与培养基类型和细菌初始密度显著相关,进一步分析表明,Zo Bell 2216E和Seawater Luriabertani(SWLB)条件下分别有6株和9株细菌形成的微生物被膜密度与稚贝率显著相关。扫描电镜结果显示,Staphylococcus sp.3在Zo Bell 2216E培养基条件下形成微生物被膜的细菌分布较为紧密,Pseudoalteromonas sp.8则在SWLB培养基条件下微生物被膜细菌分布较为紧密,且形态变为短杆状。SDS-PAGE结果显示,相比Zo Bell 2216E培养基,Staphylococcus sp.3在SWLB培养基条件下9条条带蛋白显著下降,其中2个条带完全消失;Pseudoalteromonas sp.8则在SWLB培养基条件下明显增加5条蛋白条带。研究表明,微生物被膜的形成受到培养基的影响,培养基的不同导致微生物被膜的形态结构、分布和蛋白有所差异,最终导致微生物被膜诱导厚壳贻贝幼虫附着变态的活性差异,本研究为后续开展厚壳贻贝附着的分子机制奠定良好基础。     

文摘

正添加混合基质的生物反应器中食物链控制模拟生物作用过程是一件复杂的事项。模拟像自然环境中的水产养殖食物链系统这样的生物作用过程尤其如此。养殖生产最终产品(如鱼和贝类)的质量很大程度上取决于第一级食物链的条件。在现代生物技术中,生物作用过程是在自动化的连续流生物反应器中进行的。对于水产养殖系统可能也是这样,本文考虑的是基质-细菌-原生动物间的作用过程。作者的主要贡献是提出了使用具有不同特     

竹子填料海水曝气生物滤器除氮性能

生物滤器是循环水养殖系统的关键水处理单元,主要用于去除水体中水溶性的氮化物.采用人工模拟海水养殖废水,在系统运行的水力停留时间HRT为1h,水温为18～25 ℃,气水比为3∶1,初始C/N＝3∶1,pH为8.05～8.53条件下,对竹子填料浸没式生物滤器的挂膜过程和稳定运行阶段系统去除氨氮的运行特性,以及挂膜过程中的硝化细菌群落变化进行了实验研究.结果表明,在较低的NH+4-N浓度条件下,采用竹子填料的生物滤器有较快的挂膜速度,挂膜成功后滤料表面上生长的氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌的数量分别为4.5×105、1.5×105(光面)和1.1×106 CFU/ml(粗面).具有较高且稳定的氨氮去除效果,氨氮去除效率达到80%,出水浓度小于0.06 mg/L,满足海水循环养殖系统中的应用要求.     

挂膜方式对流化床生物滤器启动及细菌群落结构的影响

为探讨挂膜方式对流化床生物滤器的启动时间及其对微生物群落结构的影响,了解流化床生物滤器的净水机制,并将其应用于中华鲟循环水养殖系统中,研究自然挂膜法和接种微生态制剂2种挂膜法工况下滤器的启动时间,并采用焦磷酸测序方法,分析不同时期滤器中微生物群落结构的变化。结果显示:采用接种微生态制剂挂膜法滤器启动的时间显著短于采用自然挂膜法。挂膜初期,两种挂膜方式下滤料载体表面微生物种类较少,其优势细菌都是厚壁菌门;生物膜成熟后,采用自然挂膜法的滤器中细菌群落的多样性显著高于采用接种微生态制剂培养法,并且群落结构更加稳定,筛选出的功能性细菌的比例也高于采用接种挂膜方式,如黄杆菌属和紫色非硫细菌等,表明采用自然挂膜法更利于流化床生物滤器的稳定运行。     

水产抗生素类药物的耐药性机制及合理应用

抗生素类药物在水产养殖和育苗中大量应用,在起到防治疾病和提高苗种成活率的同时,也产生了严重的耐药性问题,其形成机制包括:细菌降低胞浆膜对抗生素的通透性而使得药物难以进入细菌细胞内;细菌改变抗生素作用的靶位点以及产生分解或修饰抗生素的酶类等产生耐药性;细菌通过遗传变异导致大部分抗生素类药物对细菌繁殖变异新菌株失去效用。针对细菌耐药性的形成机制,水产抗生素类药物的使用剂量和次序十分重要,药物剂量的选择受理化、生物和药物因素的影响;药物施用次序:将磺胺类药物作为第1次选择用药,抗生素作为第2次选择用药,而将各种化学合成药剂作为第3次选择用药。     

生物絮团的研究进展

生物絮团是养殖水体中以好氧微生物为主体的有机体和无机物,经生物絮凝形成的团聚物,由细菌、浮游动植物、有机碎屑和一些无机物质相互絮凝组成。通过对生物絮团研究的发展过程、絮团的结构特征、絮凝机理、影响絮团的形成因素以及生物絮团技术在水产养殖应用中存在的问题进行了综述,为生物絮团技术在水产领域中的进一步研究和应用具有一定的指导意义。     

微生物膜对厚壳贻贝稚贝附着的影响

为研究微生物膜在厚壳贻贝稚贝附着过程中的作用,通过海洋化学生态学和分子微生物学方法分析了微生物膜形成过程中其干重、附着细菌密度、底栖硅藻密度、叶绿素a含量等随日龄变化情况及其对厚壳贻贝稚贝附着的影响。同时,利用DGGE指纹图谱技术对不同日龄微生物膜中的细菌群落结构多样性进行了分析。结果发现,微生物膜的干重、附着细菌密度及底栖硅藻密度明显随着日龄的增加而增加,在28 d达到最高值,其干重、细菌和硅藻密度分别为0.87 mg/cm2、1.5×107/cm2、1.0×106/cm2,均与日龄显著相关。叶绿素a含量在14 d时达到最大,为2.2μg/cm2,随日龄的增加呈持续下降的趋势,相关性分析表明叶绿素a含量与日龄无直接关系。随着日龄的增加,微生物膜诱导的稚贝附着率逐渐增加,28 d时达到最高值,为76%。相关性分析显示,微生物膜的活性与干重、附着细菌密度及底栖硅藻密度显著相关,其相关性系数分别为0.717、0.711和0.754。然而,微生物膜的附着诱导活性与叶绿素a无直接相关性。细菌群落结构在厚壳贻贝稚贝附着过程中发挥了重要作用。     

南京地区某渔场嗜水气单胞菌流行菌株的鉴定及分子分型

为确定南京地区某渔场异育银鲫出血性败血症的病原体,采集该渔场3个饲养塘口患病鱼脏器进行细菌分离培养,基于气单胞菌DNA促旋酶B亚单位(gyr B)基因序列设计引物,PCR扩增后测序进行细菌鉴定;同时,对病原菌生物学特性如溶血性、蛋白酶活性、生物被膜形成能力、运动能力以及对斑马鱼的毒力等进行分析,并进行多位点序列分型(MLST)。结果在3个饲养塘口均分离到嗜水气单胞菌,分别命名为GL-15、GL-17和GL-18;MLST分型显示三株分离菌均为ST251型;生物学特性实验表明,均有溶血性、蛋白酶活性以及运动性,生物被膜形成能力较强,OD595均超过0.5,对斑马鱼的LD50在1.4×103~3.9×103 CFU/尾,属强毒株。本研究为有效防控南京地区嗜水气单胞菌引发的出血性败血症的暴发流行提供了依据。     

硝化细菌对海参养殖系统水质的净化效果

氨和亚硝酸盐对海洋生物有强烈的毒害作用,是海水养殖系统的主要污染物。本文研究硝化细菌制剂对海参养殖系统水质的净化效果。结果表明:硝化细菌对养殖系统水质有明显的净化效果。投加菌剂的实验组氨氮和亚硝酸盐氮出现峰值的时间和对照组相比明显缩短,表明投加硝化细菌制剂后,养殖系统内的氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化细菌可在短时间内形成优势,促进了氨和亚硝酸盐的进一步转化。对照组氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌需要较长的时间才形成优势,从而导致氨氮和亚硝酸盐氮的积累。观察实验过程中海参的生长情况发现,实验组海参生长状况良好,而对照组中海参在19d时全部死亡。