异养硝化-好氧反硝化菌生物脱氮特性及相关催化酶系的研究进展

养殖废水中氮元素的积累可能造成水体富营养化。为了实现养殖废水中氮的去除,通常采用传统的自养硝化异养反硝化生物脱氮工艺,而异养硝化-好氧反硝化(heterotrophic nitrification-artobic denitrification, HN-AD)菌的出现实现了生物脱氮技术的突破。HN-AD菌能同步实现硝化和反硝化作用,具有分布范围广、适应能力强、世代时间短和脱氮速率快等优势,因此在养殖废水处理领域具有广阔的应用前景。本研究系统综述HN-AD菌的生物脱氮特性、影响因素、作用机制、相关催化酶系以及在实际废水处理中的应用,并从HN-AD菌株筛选、脱氮原理和实际应用等方面提出建议,旨在为HN-AD菌在养殖废水处理中的应用研究提供基础资料。[中国渔业质量与标准,2023,13(1):33-41]     

生物絮团中异养亚硝化菌的分离鉴定及其特性

采用富集培养、分离纯化等微生物学手段,从对虾养殖池的生物絮团中筛选出两株对氨氮具有高转化率的菌株.16S rRNA测序及系统发育分析结果表明,两株菌均属于盐单胞菌属,菌株2011072708与食物盐单胞菌Halomonas alimentaria有99％的同源性,而菌株2011072709与胜利盐单胞菌H.shengliensis有100％的同源性.比较研究了两株菌在不同温度、盐度、pH、碳氮比条件下对氨氮的转化率,菌株2011072708在温度37℃、盐度30～40、pH 8、碳氮比28的条件下对氨氮的转化率最高;菌株2011072709在温度27～42℃、盐度40～50、pH 6、碳氮比21的条件下对氨氮的转化率最高.研究结果表明,胜利盐单胞菌（2011072709）对温度、盐度、pH、碳氮比等各方面的适应性优于食物盐单胞菌（2011072708）,更适合在生物絮团技术中得到应用.     

2株氨氮去除菌的分离鉴定及去除率影响因素分析

为了获得养殖池塘中高效去除氨氮的菌株,本研究采用富集培养分离的方法从虾贝混养池中筛选得到2株氨氮去除能力较高的菌株,编号分别为9A-7和9A-19。分子生物学及生理生化鉴定结果一致表明,菌株9A-7为非典型弧菌（Vibrio atypicus）,菌株9A-19为魔鬼弧菌（Vibrio diabolicus）。不同生长时期与氨氮去除率的关系结果显示,氨氮去除与菌株的生长是同步的。条件优化结果表明,培养液盐度、pH和培养温度对2菌株去除氨的效率均存在显著影响,其中盐度对2菌株氨氮去除率的影响相似,低pH和高温对菌株9A-7的去除率影响较小,而高pH对菌株9A-19去除率影响较小。当氨氮浓度为50mg/L,温度为25℃、盐度为30‰、pH为7.5时,培养至24h菌株9A-7和菌株9A-19除氨率分别高达74.67％和90.67％。这些结果为2株筛选菌的实际应用提供了依据。     

海水虾蟹混养池中氨氮降解菌的分离筛选与鉴定

采集海水虾蟹养殖池底泥,在以(NH4)2SO4为唯一氮源的选择性培养基上分离得到17株细菌,利用纳氏试剂分光光度法测定其氨氮降解能力,筛选出降解率较高的菌株X14-1-1。该菌株在氨氮质量浓度50mg/L时,72h内使氨氮质量浓度降至1.65mg/L,降解率可达96.7%;在氨氮质量浓度5mg/L时,72h内降解率可达74.01%。采用盐酸萘乙二胺分光光度法测定其降解亚硝酸盐的能力,结果显示,菌株X14-1-1在72h对亚硝酸盐的降解率达到67.2%。该菌株为革兰氏阴性短杆菌,大小为1.47~2.54μm×0.37~0.53μm,平板菌落呈乳白色,圆形。通过形态观察、生理生化试验及16SrDNA鉴定,初步确定X14-1-1属食油假单胞菌,命名为Pseudomonas oleovorans X14-1-1。该菌株在海水养殖环境水质调节及养殖废水处理方面具有潜在的应用价值。     

四株异养硝化细菌的鉴定及硝化能力的初步研究

从江苏通州、海安和吕四地区的养殖池塘浅层底泥中分离得到G、H、3-4和5-5四株具明显硝化活性的异养硝化细菌,通过形态学和生理生化研究,将上述菌株初步鉴定为芽孢杆菌(Bacillus sp．)。在外加有机碳源(丙酮酸钠0．01mol/L)的条件下对各菌株进行连续培养10 d后发现,随着各供试菌株生长量的增加,培养基中铵态氮和COD的含量均有明显下降。与对照组相比,铵态氮含量最大降幅达到了8％,COD最大降幅达到了32％。     

异养硝化-好氧反硝化菌株X3的环境适应性

测定了不同环境因子,包括温度、盐度、pH、碳源、C∶N等的变化对菌株的生长和脱氮能力的影响以及该菌株对不同抗生素的敏感性。结果表明,该菌株最适生长条件为温度28℃、盐度30、pH 8.5、乙酸钠为碳源、碳氮比10∶1;在盐度20~80、温度25~37℃、pH 7.5~9.5、碳源为葡萄糖或乙酸钠、碳氮比5∶1~15∶1环境条件下均能良好生长,脱氮效率均可达到80%以上;在盐度为150的培养液中仍能生长。药敏试验结果表明,该菌株仅对诺氟沙星、氧氟沙星和多粘霉素B敏感,对其余27种常用抗生素具有抗药性。研究结果说明,该菌株对海水养殖环境适应性良好,在海水养殖水质处理方面具有巨大的应用潜力。     

一株异养硝化-好氧反硝化菌株的分离鉴定及其对养殖废水的脱氮效果

养殖废水排放严重制约海水养殖业健康发展,为了筛选出适用于养殖废水高效脱氮的菌株,利用BTB培养基从对虾育苗尾水沉淀池塘底泥和海水养殖废水处理池中分离纯化得到5株好氧反硝化菌株。经异养硝化能力试验研究发现5种菌株均具有一定的硝化能力,其中WM2菌株氨氮去除效果显著,去除率达到76.3%,经形态学鉴定、16S rDNA基因序列分析和系统发育树构建分析,鉴定其为革兰氏阴性菌,属于海生杆菌(Marinobacterium)属,海生杆菌属作为脱氮细菌研究在以往的研究中鲜有报道。将菌株WM2接种到实际的半滑舌鳎工厂化养殖废水中,处理48 h后的氨氮去除率达到89.38%、硝态氮去除率为88.77%、亚硝态氮去除率为99.66%,脱氮效果显著。因此本研究筛选出的菌株WM2作为新型异养硝化-好氧反硝化细菌对养殖废水脱氮具有良好的应用潜力。     

一株海水氨氮降解菌的分离、筛选与鉴定

从秦皇岛对虾养殖池采集底泥,通过富集、分离、纯化,筛选出4株具有氨氮降解能力的菌株,其中菌株F1508对氨氮的去除能力最强,其24h和48h的氨氮去除率分别为81.87%和97.74%。对菌株F1508进行了生理生化鉴定和16SrRNA同源性序列分析,结果表明菌株F1508与迈索尔节杆菌Arthrobacter mysorens序列相似性为99%。     

高活性光合细菌荚膜红假单胞菌培养特性初探

从洛河水中进行了光合细菌的分离,得到一株细胞活性高的荚膜红假单胞菌JM12,并对其培养条件进行了初步摸索。结果表明：该菌适宜在pH值6～7,盐浓度0％～3％,温度25℃～35℃以及有光照条件下生长。     

三株异养硝化–好氧反硝化细菌对圆斑星鲽养殖水质的净化效果

为了考察3株异养硝化–好氧反硝化细菌对圆斑星鲽(Verasper variegates)养殖废水的净化效果,选择初始体重为(98±6)g的圆斑星鲽240尾,随机分为8组。分别接种花津滩芽孢杆菌(Bacillus hwajinpoensis)SLWX_2、嗜碱盐单胞菌(Halomonas alkaliphila)X_3和麦氏交替单胞菌(Alteromonas macleodii)SLNX2的不同组合。测定了不同组合中各项无机氮及有机物的变化情况。结果显示,在实验过程中,对照组氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮、总氮和化学需氧量的浓度均呈持续上升趋势,分别从0.21 mg/L升至15.94mg/L,0.08 mg/L升至5.68 mg/L,1.10 mg/L升至7.05 mg/L,1.74 mg/L升至38.86 mg/L,1.19 mg/L升至22.87 mg/L。而加菌组的各指标浓度一直低于对照组,其中,SLWX_2+X_3+SLNX2组合对圆斑星鲽养殖废水净化效果最佳,氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮、总氮、化学需氧量的浓度分别低于对照组68.55%、48.36%、58.38%、40.02%和27.47%,SLWX_2+X_3组合的净化效果次之。此外,第21天时,对照组出现大量死鱼现象,各实验组中仅有少量死鱼。研究表明,添加的异养硝化–好氧反硝化细菌可在不添加碳源的情况下实现脱氮功能,有效维护养殖水质,并且对圆斑星鲽无毒害及致病作用。     

氨氮质量浓度及附着基筛选对硝化细菌氨氮净化影响

将带有试验硝化细菌——食油假单胞菌X14-1-1的等面积陶粒、聚氯乙烯、纤维、火山岩、无纺布和流化床6种材料的附着基分别放入1 L的充气瓶内,在36℃、130 r/m in的摇床上混合培养48 h后,洗脱计数测定菌种附着数量.模拟氨氮去除率试验中氨氮初始质量浓度为0(不加硫酸铵)、10、20、30、40、50、60 m...     

凡纳滨对虾养殖池塘硝化细菌的分离鉴定及脱氮效果研究

利用平板稀释涂布法和平板划线分离纯化法,自凡纳滨对虾养殖池塘中分离得到5株细菌,经过形态观察、生理生化特性以及16S rDNA序列分析,对分离菌株进行鉴定,同时对其硝化功能和氨氮去除特性进行研究。试验结果显示,分离得到的5株细菌分别为门多萨假单胞菌、嗜胺甲基杆菌、放射根瘤菌、施氏假单胞菌和氧化微杆菌。对其净化效果进行验证可知,门多萨假单胞菌和施氏假单胞菌对氨氮的去除率超过85%,分别为88.83%和91.73%;对亚硝态氮的去除率超过90%,分别为95.08%和97.39%;对硝态氮的去除率超过90%,分别为90.49%和91.22%。以上两种菌株有较高的氨氮和亚硝态氮去除效果,具有潜在的应用价值。     

3种沉水植物碳氮代谢对水体氮源形态组成的响应

以沉水植物穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)、伊乐藻(Elodea canadensis Michx)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)为试验对象,研究水体中不同硝态氮(NO_3~-N)和铵态氮(NH_4~+-N)浓度比对植物碳氮(C-N)代谢的影响。2015年春季栽培3种沉水植物;7月,截取长约10 cm的植物顶端于1 L的玻璃烧杯预培养,光暗比为14 L∶10 D,温度控制为光周期25℃,暗周期15℃,光照强度为110μmol/(m~2·s),预培养7 d后截取植物顶端1 g左右转入250 m L的锥形瓶,设计培养液总氮浓度为2 mg/L,按照NH_4~+-N与NO_3~-N的浓度比设置2∶1、1∶1、1∶2、2∶0、0∶2共计5个处理,以预培养液为对照,每个处理设置3个重复。结果表明:(1)与对照相比,氨氮添加显著提高了3种植物组织内游离氨基酸(FAA)的含量,且在氨氮浓度2 mg/L时FAA达最大;(2)植物体内可溶性糖含量(SC)存在显著的种间差异,二元方差分析显示处理间SC的差异,种间差异的贡献值为69%;(3)硝态氮完全替代氨态氮时,3种植物组织中的SC/FAA显著升高,二元方差分析显示处理间SC/FAA的差异主要源于氮源形态组成(56%);(4)伊乐藻体内FAA和SC含量均大于穗花狐尾藻和金鱼藻。这可能是它在富营养水体中更有优势的重要原因之一。     

温度和光照对脆江蓠吸收NH4+-N、PO43--P的影响

于光照度0、500、2000、4000lx下,各设置4个温度梯度对脆江蓠进行培养,在实验室条件下,研究不同温度和光照度组合对脆江蓠氮、磷吸收率的影响。结果表明,上述2个环境因子对脆江蓠氮、磷吸收率均有显著影响。光照度2000～4000lx时脆江蓠对氨氮吸收率明显比0～500lx光照条件下的高,差异显著;温度对氨氮吸收率的影响规律性不明显。磷酸盐的吸收率随着温度升高而升高,并在15～20℃吸收率较好;光照度500～4000lx时脆江蓠对PO43--P的吸收率均较高,光照度对PO43--P的吸收率的影响差异不显著。     

苦草对NH4+的吸收动力学

以苦草为试验材料,研究了3种光照、3种pH和3种温度条件下苦草对NH4+的吸收动力学以及苦草根叶的吸收差异.结果表明:弱酸性组(pH 5.5)最大吸收速率和亲和力显著高于中性组(pH 7.0)和弱碱性组(pH 8.5);亲和力随照度增大而增大,但中等光强组的最大吸收速率显著高于其他2组;温度试验中,最大吸收速率和亲和力先随着温度的上升而升高,然后随着温度的上升而降低;叶在苦草全株对NH4+的吸收中占主导地位,3种环境因子通过对叶的作用来影响全株对NH4+的吸收效率.     

工厂化水体LED光照沉水植物对氨氮的吸收

本文研究了沉水植物伊乐藻（Elodea nuttallii）在白色LED灯处理水产养殖中氨氮的效果。在50×33cm和45×28em鱼缸中放入体质量150±5g鲫（carassius auratus）7尾,放入伊乐藻1．2kg,应用白色LED灯为光源,用遮光纸遮光,放入28w循环泵进行交叉循环。12d饲养结果表明：伊乐藻不仅可吸收养殖排泄的氨氮、增加水体溶解氧,而且养殖鱼类代谢的二氧化碳可以促进沉水植物生长,具有生态循环利用的效能,为进一步研究循环水养殖的生态利用提供了参考。     

苦草对NH_4~＋的吸收动力学

以苦草为试验材料,研究了3种光照、3种pH和3种温度条件下苦草对NH4＋的吸收动力学以及苦草根叶的吸收差异。结果表明：弱酸性组（pH5.5）最大吸收速率和亲和力显著高于中性组（pH7.0）和弱碱性组（pH8.5）;亲和力随照度增大而增大,但中等光强组的最大吸收速率显著高于其他2组;温度试验中,最大吸收速率和亲和力先随着...     

环境条件对1株假交替单胞菌脱氮效果的影响

从对虾养殖池中分离得到1株具有高效脱氨氮能力的菌株(2906),根据菌株2906的16S rRNA序列分析,该菌与假交替单胞菌属Pseudoalteromonas tetraodonis的亲缘关系最近,命名为假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)2906。利用不同C/N、pH、盐度的脱氮培养基,分析了环境条件对该菌株脱氮效率的影响,研究了葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、丁二酸钠、柠檬酸钠、乳糖和可溶性淀粉等不同碳源对菌株2906脱氮效果的影响。结果显示,菌株2906在C/N为15~20、pH为7~8、盐度为5~15时,具有良好的脱氨氮效果。应用柠檬酸钠为碳源,氨氮去除率达100%。在脱氮培养过程中,细菌生长与脱氮效率呈强相关性(相关系数R=0.94)。采用浸泡攻毒方法测试了该菌对幼虾的生物安全性,结果显示,该菌对幼虾的LC50为2.8?107 CFU/ml,表明该菌对对虾不具致病力。研究结果可为该菌的开发利用提供技术支持。     

一株兼具氨氮去除能力和对副溶血弧菌拮抗作用的有益菌的筛选及其初步应用

采用无机氮筛选培养基,从对虾养殖水体和对虾肠道中分离到3株具有脱氮效果的异养硝化菌株(编号分别为20131023A00、20131023A01和20131023A05),它们在氨氮含量为0.12％的液体筛选培养基上(pH=7.2),28℃经24 h对氨氮的转化能力分别为(38.9±0.1)％、(43.1±0.4)％和(49.9±0.5)％;采用纸片法拮抗实验选出菌株20131023A05对副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)具有拮抗作用,在1.57×105 CFU/cm2、1.57× 104 CFU/cm2和1.57× 103 CFU/cm2的副溶血弧菌平板上产生的抑菌圈直径分别为(9.14±0.05) mm、(11.57±0.03)mm和(13.59±0.02) mm.经16S rDNA序列测定,表明该菌株与杀鱼假交替单胞菌(Pseudoalteromonas piscicida)有最近的亲缘关系.在日本囊对虾(Marsupenaeusjaponicus)养殖水体中加入该株菌至2.5×105 CFU/ml时,该菌株表现出对副溶血弧菌注射感染的保护作用,该菌株浸浴组的日本囊对虾相对存活率(RPS)为35％.在凡纳滨对虾养殖水体中每3d加入该株细菌(3.13×104 CFU/ml),每天加入70％饲料量的赤砂糖,经60 d养殖,水体中氨氮含量比对照组及其他组显著降低.菌株20131023A05兼具去除氨氮和对副溶血弧菌拮抗作用,在对虾养殖生产中有广阔的应用前景.     

大西洋鲑循环水养殖水体异养细菌组成的研究

采集养殖池水样,选取Zobell 2216E琼脂培养基、溶菌肉汤琼脂培养基、硫代硫酸盐柠檬酸盐胆盐蔗糖琼脂培养基、脑心浸液琼脂培养基、胰蛋白胨大豆琼脂培养基、营养琼脂培养基6种常见固体培养基进行细菌分离培养,以平板菌落计数法和菌落外观形态特征辨别及16SrRNA基因测序方法进行异养菌计数和种类组成分析。结果显示:(1)养殖池水体异养菌可分为4大类,分别属于变形菌门(包括α-、γ-变形菌纲)、厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门,其中以γ-变形菌纲为优势菌群。按属分类大多为假交替单胞菌属和弧菌属。(2)不同培养基分离菌落数量2216E培养基溶菌肉汤琼脂培养基胰蛋白胨大豆琼脂培养基脑心浸液琼脂培养基营养琼脂培养基硫代硫酸盐柠檬酸盐胆盐蔗糖琼脂培养基,且2216E培养基菌落数极显著高于其余5种培养基(P0.01);2216E培养基所分离细菌的种类最多,分属于12个属,假交替单胞菌属为优势类群,占比50%,弧菌属仅占3.13%;脑心浸液琼脂培养基、溶菌肉汤琼脂培养基、胰蛋白胨大豆琼脂培养基所分离细菌均以弧菌属为优势菌群,分别占33.33%、60%、25%;硫代硫酸盐柠檬酸盐胆盐蔗糖琼脂培养基所分离细菌仅分属于1个属,即弧菌属;营养琼脂培养基无弧菌,但有假单胞菌分离出。