响应面法优化蓝藻溶藻菌CZBC1发酵培养工艺

[目的]优化蓝藻溶藻菌——蜡样芽孢杆菌CZBC1的发酵培养工艺,为蓝藻溶藻菌制剂的工业化发酵生产提供技术支持.[方法]通过单因素试验筛选适合蜡样芽孢杆菌CZBC1生长的最适碳源和氮源,在单因素试验的基础上,采用中心组合试验设计(CCD)确定关键因子的最佳数量水平,并以Desig-Expert 8.0.5进行回归分析,通过响应面分析获得CZBC1的最佳发酵培养工艺参数.[结果]蜡样芽孢杆菌CZBC1的最佳碳源、氮源分别为麸皮+糖蜜(1:1)和酵母膏.以麸皮+糖蜜用量(A)、酵母膏用量(B)、pH(C)、培养时间(D)为因素变量,CZBC1芽孢数(lgN)为响应值,拟合得到二次多元回归方程为lgN=8.5019-0.2222A+0.0998B-0.1292C+0.3801D+0.2194AB-0.1133AC+0.1350AD+0.2049BC-0.0651BD+0.0638CD-0.1260A2-0.3152B2-0.0380C2-0.2533D2,其中,碳源(麸皮+糖蜜)用量与氮源(酵母膏)用量的交互作用、碳源用量与pH的交互作用、碳源用量与培养时间的交互作用、氮源用量与pH的交互作用对CZBC1芽孢数的影响均达极显著水平(P<0.01,下同).响应面分析优化得到的蜡样芽孢杆菌CZBC1最佳发酵培养参数:麸皮+糖蜜6.84 g/L,酵母膏3.36 g/L,pH 6.50,培养时间42 h.此条件下,CZBC1芽孢数的实际值为5.75×108 CFU/mL,与理论值(5.90×108 CFU/mL)间无显著差异(P>0.05),但极显著高于优化前采用营养肉汤发酵培养的芽孢数(1.28×107 CFU/mL).[结论]采用响应面法优化得出蜡样芽孢杆菌CZBC1最佳发酵培养工艺能有效提高菌株的芽孢数量,且模型拟合效果较好,可用于指导蓝藻溶藻菌制剂的工业化发酵生产.     

解磷微生物在养殖池塘中应用的可行性探讨

介绍了池塘养殖系统中磷的收支情况及解磷微生物的数量,并对自然环境中解磷微生物的数量及其分 布、适应范围和解磷效果进行了综述,由此探讨了解磷微生物在养殖池塘中应用的可行性。针对目前的养殖实际,结 合解磷微生物在水产养殖环境中应用的初步研究成果,对其发展方向做出了展望。外源施加高效解磷微生物,可促 进养殖池塘的磷循环,提高磷的利用率,解磷微生物在养殖池塘中应用具备可行性。     

宁夏地区不同模式养殖池塘夏季浮游微藻群落特征

为研究宁夏地区夏季不同模式养殖池塘的浮游微藻群落结构特征,采集了当地棚塘接力养殖(PT)、稻渔种养(DY)、土池养殖(TC) 3种模式的池塘水体样品,分析了其浮游微藻群落组成及其与水质因子的相关性。结果显示,共检出浮游微藻5门27属,总数量为1.52×104~2.39×108 ind./L,生物量为0.16~97.78 mg/L,数量多样性为0.03~3.31,生物量多样性为0.29~3.58。不同模式池塘的浮游微藻群落结构差异显著。PT模式池塘的微藻群落无明显共性特征,蓝藻(Cyanophyta)、绿藻(Chlorophyta)和硅藻(Bacillariophyta)占优势情况均有出现,如拟鱼腥藻(Anabaenopsis sp.)、鱼腥藻(Anabaena sp.)、颤藻(Oscillatoria sp.)、盘星藻(Pediastrum sp.)、卵囊藻(Oocystis sp.)、小环藻(Cyclotella sp.)等;TC模式池塘的微藻优势属单一,分别以盘星藻、小球藻(Chlorella sp.)和微囊藻(Microcystis sp.)占优势;DY模式池塘的微藻多样性丰富,以小球藻、栅藻(Scenedesmus sp.)、盘星藻、卵囊藻、刚毛藻(Cladophora sp.)等绿藻和小环藻、菱形藻(Nitzschia sp.)等硅藻为优势藻。蓝藻生物量与水体中硝酸盐氮(NO3–-N)、亚硝酸盐氮(NO2–-N)、化学需氧量(COD)浓度呈显著正相关(P<0.05)。研究表明,宁夏地区夏季温度高、光照时间长,池塘水体中C、N营养高,易形成以微囊藻、拟鱼腥藻等有害蓝藻优势种群;调控池塘水质时应将其作为关键控制点之一,防控有害藻华暴发而导致减产降效的不良状况发生。     

解磷菌PSBHY-3的发酵培养工艺参数优化

【目的】优化解磷菌PSBHY-3的培养参数,为水产养殖专用解磷菌的工业化发酵生产提供技术支持。【方法】通过单因素试验筛选适合解磷菌菌株PSBHY-3生长的发酵培养基碳氮源及其含量;采用Plackett-Burman试验筛选获得对菌量影响最显著的3个因子;通过最陡爬坡试验和Box-Behnken试验确定显著因子的最佳水平,建立主要培养参数的回归方程,得出优化后显著因子的最佳值及预测菌量;通过摇瓶试验验证,检验模型方程的准确性。【结果】菌株PSBHY-3的最佳碳源、氮源分别为可溶性淀粉和蛋白胨—酵母膏（1∶1）。以温度（A）、蛋白胨—酵母膏（B）和转速（C）为因素变量,菌株PSBHY-3的菌量为响应值,拟合得到二次多元回归方程Y=17.10-0.88A+0.55B+1.27C+0.24AB+0.34AC-0.24BC-3.57A2-2.78B2-6.13C2。优化得到的解磷菌菌株PSBHY-3最佳发酵培养参数为:可溶性淀粉10.0 g/L,蛋白胨10.18 g/L,酵母膏10.18 g/L,氯化钠3.0 g/L,硫酸镁1.0 g/L,pH 7,培养温度35.54℃,转速164 r/min,接种量1%,装液量60%（V/V）。在最佳发酵培养条件下,菌量实际值为1.81×109 CFU/mL,与理论菌量（1.72×109 CFU/mL）间无显著差异（P> 0.05）,但显著高于优化前采用营养肉汤培养的菌量（1.90×108 CFU/mL）（P< 0.05）。【结论】通过单因素试验、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和Box-Behnken试验等优化了菌株PSBHY-3的发酵参数,显著提高了目的菌量,回归方程预测准确,优化后的发酵参数可用于水产养殖专用解磷菌的工业化发酵生产。     

基于生物絮团技术构建的零换水养殖系统对凡纳滨对虾高密度养殖效果分析

[目的]探讨在零换水条件下开展凡纳滨对虾高密度养殖的可行性,为后续推动对虾零换水高效健康养殖模式的规模化产业应用提供参考依据.[方法]采用封闭式串联养殖池系统,凡纳滨对虾虾苗放养密度690尾/m3,养殖周期91 d(13周),以生物絮团技术调控养殖水质,养殖全程不换水,定期监测与分析养殖水体主要水质指标及细菌数量的动态变化特征.[结果]经13周的零换水养殖后,凡纳滨对虾平均存活率为(83.90±2.74)%,收获规格平均为14.50±0.99g/尾,单位水体对虾产量平均为8.39±0.48 kg/m3,饲料系数平均为1.25±0.06,养殖对虾单产平均耗水量为120.00±6.38 L/kg.从养殖第7周起,水体中生物絮团量维持在18.2~30.4 mL/L,pH基本维持在7.31~7.60,总碱度在116~224mg/L范围内波动变化,总氨氮(TAN)浓度降低至0.45 mg/L以下并保持至试验结束,亚硝酸盐氮(NO2-N)浓度保持低于0.70 mg/L,硝酸盐氮(NO3--N)浓度呈持续上升趋势,至试验结束时接近135.0mg/L.养殖水体中的异养细菌和弧菌数量均呈先升高后降低的变化趋势,其中,异养细菌从第9周后一直维持在×106 CFU/mL的数量级水平,弧菌从第7周后一直维持在×lo2 CFU/mL的数量级水平.[结论]科学运用生物絮团技术对凡纳滨对虾养殖水质进行原位调控能实现高密度零换水的高效健康养殖,还可有效提高水资源的利用效率,有助于推动对虾养殖产业的绿色健康发展.     

溶藻细菌A3的溶藻特性

本研究以锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)、蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)、条纹小环藻(Cyclotella striata)作为实验藻种,将浓度为107 CFU/ml的菌株A3分别加入到4种微藻的单种藻液、2种藻混合藻液、3种藻混合藻液中,每48 h观察藻细胞形态并统计藻细胞数量,实验周期为10d,以探究菌株A3对4种微藻的溶藻效果.结果显示,在单种藻实验中,加菌组锥状斯氏藻细胞于第1天失去运动活性,细胞拉长变形,第5天细胞壁破裂溶解,第10天细胞密度为7.07× 102 cells/ml,显著低于对照组的2.90× 104 cells/ml (P＜0.05);实验期间,加菌组蛋白核小球藻细胞形态保持完整,第10天藻细胞密度为2.58× 107 cells/ml,显著高于对照组的2.09× 107 cells/ml (P＜0.05);加菌组四尾栅藻细胞形态保持完整,与对照组藻细胞密度无显著差异(P＞0.05);加菌组条纹小环藻细胞于第8天溶解,第10天对照组与加菌组藻细胞密度分别为4.38× 105 cells/ml、1.78×105 cells/ml,加菌组藻细胞密度显著低于对照组(P＜0.05).混合藻实验中,菌株A3对各种微藻的溶藻效果与单种藻实验结果类似,菌株A3对锥状斯氏藻生长具有显著的溶藻作用,对蛋白核小球藻与四尾栅藻无溶藻作用,对条纹小环藻生长具有较弱的溶藻作用.研究表明,菌株A3具有溶藻选择性,对锥状斯氏藻具有显著的溶藻作用,而对其他3种藻无溶藻作用或溶藻作用相对较弱.     

光合细菌菌剂和沼泽红假单胞菌对实验水体氮磷营养盐和微生物群落的影响

为比较光合细菌菌剂与沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)的生理生态特性,分析了不同初始菌量的菌剂PG和菌株PSB-1对实验水体氨氮(NH_4~+-N)、亚硝氮(NO_2~--N)、硝氮(NO_3~--N)和活性磷(PO_4~(3-)-P)的降解效果,通过高通量测序分析了菌剂PG的优势菌组成及实验结束时水体细菌数量和微生物群落组成。结果显示,菌剂PG组对实验水体的PO_4~(3-)-P、NO_3~--N和NO_2~--N有一定的降解作用,其最大降解率分别为40.98%、28.28%和20.12%。菌株PSB-1组仅对实验水体的NO_2~--N和PO_4~(3-)-P有一定的降解效果,其最大降解率分别为14.19%和9.88%。菌剂PG的主要优势菌为红假单胞菌属(Rhodopseudomonas sp.)。实验7 d后实验组水体细菌数量和微生物群落结构发生变化,水体细菌数量增长,形成以异养细菌为优势菌的菌群结构。结果表明光合细菌菌剂PG对水质因子的降解效果优于沼泽红假单胞菌PSB-1,但与报道的高效光合细菌菌株的降解能力存在一定差距。     

解磷菌PSBHY-3对池塘底泥的解磷效果

[目的]研究解磷菌PSBHY-3对池塘底泥的解磷效果,为解磷菌在养殖池塘中的推广应用提供参考依据.[方法]以模拟池塘环境系统为平台,探究不同浓度(103、104、105和106 CFU/mL)PSBHY-3对池塘底泥的解磷效果;并在无菌池塘底泥水体系统中分别设P组(PSBHY-3)、D组(有机物降解菌De)、P-D组(PSBHY-3与De的初始菌量比1:1)、P-3D组(PSBHY-3与De的初始菌量比1:3)、3P-D组(PSBHY-3与De的初始菌量比3:1)和对照组,分析PSBHY-3与De复配使用的解磷效果.[结果]至试验结束(第8 d)时,与对照组相比,J-3(103 CFU/mL)、J-4(104 CFU/mL)、J-5(105 CFU/mL)和J-6(106 CFU/mL)组的池塘底泥总磷(TP)含量均显著降低(P<0.05,下同),对应的TP降解率分别为7.05%、6.60%、4.03%和9.17%.在PSBHY-3和De复配试验中,2株菌株间不仅未出现生长拮抗现象,还能促进De生长.至试验结束(第8 d)时,各加菌组对池塘底泥TP的降解率均显著高于对照组,其中,以P组的TP降解率(8.17%)最高,而P-3D、P-D、D和3P-D组的TP降解率分别为5.38%、4.97%、4.38%和3.91%,各加菌组间均无显著差异(P>0.05).经16S rDNA序列分析和Biolog微生物自动分析系统鉴定,确定PSBHY-3为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefa-ciens).[结论]PSBHY-3为解淀粉芽孢杆菌,对池塘底泥沉积磷具有较好的降解效果,可作为研发水产养殖用解磷菌菌剂的备选菌株.     

溶藻细菌A3的溶藻特性

本研究以锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)、蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)、条纹小环藻(Cyclotella striata)作为实验藻种,将浓度为107 CFU/ml的菌株A3分别加入到4种微藻的单种藻液、2种藻混合藻液、3种藻混合藻液中,每48 h观察藻细胞形态并统计藻细胞数量,实验周期为10 d,以探究菌株A3对4种微藻的溶藻效果。结果显示,在单种藻实验中,加菌组锥状斯氏藻细胞于第1天失去运动活性,细胞拉长变形,第5天细胞壁破裂溶解,第10天细胞密度为7.07×10~2 cells/ml,显著低于对照组的2.90×10~4 cells/ml(P0.05);实验期间,加菌组蛋白核小球藻细胞形态保持完整,第10天藻细胞密度为2.58×10~7 cells/ml,显著高于对照组的2.09×10~7 cells/ml(P0.05);加菌组四尾栅藻细胞形态保持完整,与对照组藻细胞密度无显著差异(P0.05);加菌组条纹小环藻细胞于第8天溶解,第10天对照组与加菌组藻细胞密度分别为4.38×105 cells/ml、1.78×10~5 cells/ml,加菌组藻细胞密度显著低于对照组(P0.05)。混合藻实验中,菌株A3对各种微藻的溶藻效果与单种藻实验结果类似,菌株A3对锥状斯氏藻生长具有显著的溶藻作用,对蛋白核小球藻与四尾栅藻无溶藻作用,对条纹小环藻生长具有较弱的溶藻作用。研究表明,菌株A3具有溶藻选择性,对锥状斯氏藻具有显著的溶藻作用,而对其他3种藻无溶藻作用或溶藻作用相对较弱。     

溶藻菌A2对4种微藻的溶藻效果分析

将溶藻菌菌株A2以初始浓度107CFU·m L-1接入到锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)、条纹小环藻(Cyclotella striata)、蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)的纯培养与混合培养藻液中,研究A2对不同微藻的溶藻专一性,并通过16S r DNA序列分析对A2菌株进行菌株鉴定。结果表明,经16S r DNA鉴定,菌株A2属于海杆菌属(Marinobacter sp.);在微藻纯培养与混合培养环境下,A2皆可有效溶解甲藻类的锥状斯氏藻,对硅藻类的条纹小环藻具有一定的溶解效果,对绿藻类的四尾栅藻生长无影响,可以促进绿藻类蛋白核小球藻的生长。在多种微藻共存环境下,A2菌组锥状斯氏藻死亡率可高达98.29%和95.37%,蛋白核小球藻的浓度较对照组提高237.6%。结果表明,菌株A2具有良好的溶藻专一性,可作为研发养殖池塘甲藻调控剂的备选菌株。