复合垂直流人工湿地植物与基质层微生物群落特征比较分析

为了解复合垂直流人工湿地系统对海水养殖尾水中各形态氮的处理效果, 以及植物与不同基质层微生物群落特征的相似性和差异性, 以互花米草(Spartina alterniflora)-细砂-煤渣-碎石构建的复合垂直流人工湿地系统为研究对象, 研究了该系统对海水石斑鱼养殖尾水中 COD、NO₃ ^– -N、NO₂ ^– -N、NH₄ ⁺ -N 和总氮(TN)的去除效果, 并采用高通量测序技术分析了植物根际和不同基质层微生物群落特征。结果表明, 复合垂直流人工湿地系统对污染物有较好的去除效果, 出水中 COD、NO₃ ^– -N、NO₂ ^– -N、NH₄ ⁺ -N 和 TN 的平均浓度分别为 4.00 mg/L, 0.15 mg/L, 0.16 mg/L, 0.04 mg/L, 0.64 mg/L。植物根际样品和细砂层样品的微生物群落丰富度和多样性较高, 与其他基质层样品具有明显差异; 在门分类水平上优势菌以变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、绿弯菌门和厚壁菌门为主, 相对丰度分别为 53.7%、11.5%、11.9%、6.4%、3.7%; 在纲分类水平优势菌以 α-变形菌纲、γ-变形菌纲、放线菌纲和拟杆菌纲为主, 相对丰度分别为 30.1%、20.9%、11.9%、10.3%; 人工湿地中丰度最高的脱氮功能菌包括亚硝化单胞菌属、硝化螺菌属、 芽孢杆菌属、假单胞菌属和不动杆菌属; 系统中微生物代谢功能丰富, 且所有样品功能组成相似; 相同基质层样品的微生物群落组成差异较小, 二级湿地单元各基质层样品微生物群落的差异程度与一级湿地单元相比较小。     

温度对拟穴青蟹循环水养殖系统微生物群落结构的影响

为探究温度对拟穴青蟹(Scylla paramamosain)循环养殖水体中微生物群落的影响,深入理解环境因子与养殖水体微生物群落之间的相关性。在水温分别为18℃、22℃、26℃、30℃和32℃的循环养殖系统中进行拟穴青蟹养殖,采用16S rRNA高通量测序技术对不同温度下的养殖水体微生物群落组成进行分析。结果表明:(1) Alpha多样性指数显示5组水样中细菌群落多样性指数大小为t26t22t30t32t18,物种丰度大小为t22t26t32t30t18。温度可以导致养殖水体中微生物群落多样性发生变化,但并未发现二者之间直接的相关性。(2) 5种温度下的养殖系统中细菌群落共有31门、43纲、94目、185科和351属,变形菌门(Proteobacteria)为循环养殖水体中绝对优势菌门。在养殖系统水温为26℃时,养殖水体中氮磷污染物含量相对较高,其水中脱氮除磷菌属的相对丰度也显著高于其他4组。(3)由花瓣图和UPGMA聚类分析图进行相似性分析可知,水体微生物群落对温度的变化有着良好的响应, 5组水样的细菌群落结构总体相似性较低,其中最高温度32℃和最低温度18℃的水体中细菌群落结构最为相似。(4)水体中微生物群落结构和与环境因子的相关性分析显示,氮磷营养盐中的总磷(TP)和硝酸盐(NO3–-N)对水中微生物群落特征具有显著性影响,而温度是导致养殖水体中氮磷营养盐差异化的主要原因。上述研究结果初步解释了温度对拟穴青蟹循环养殖水微生物群落的作用机制,为下一步深入研究拟穴青蟹循环水养殖系统中环境变化与微生物的相互关系提供参考。     

以丝瓜络为碳源的固相反硝化系统性能研究

【目的】构建以丝瓜络为碳源的固相反硝化系统，并探究在不同水力停留时间（hydraulic retention time, HRT）和进水硝酸盐浓度（Influent nitrate concentration, INC）下该系统的反硝化性能，为丝瓜络作为反硝化碳源在水产养殖尾水处理工艺的进一步优化提供理论依据。【方法】以丝瓜络（loofah sponge, LS）为一维反硝化反应器（denitrification reactor, DR）外加碳源，在流场环境下，测定不同HRT（16、20、24和28 h）和INC（50、75、100和125 mg/L）下反硝化系统对硝酸盐氮（NO3?-N）、亚硝酸盐氮（NO2?-N）、氨氮（NH4+-N）、总氮（TN）、总磷（TP）和COD的去除效果。并采用基于Illumina Miseq测序平台的高通量测序技术，对丝瓜络反硝化反应器（LS-DR）在运行初期和末期时的细菌群落结构进行分析。【结果】当INC为50 mg/L，HRT为24 h时，LS-DR的NO3?-N去除率和TN去除率均达到最大，分别为98.97±0.52%和97.84±0.94%，同时出水NO2?-N浓度也达到较低水平（小于0.5 mg/L）；在HRT为24 h的基础上，当INC延长至75、100和125 mg/L时，其NO3?-N去除率和NO3?-N去除速率（nitrate removal rate, NRR）均随INC的增加而显著增加（P < 0.05），出水COD则随INC的增加而降低，但均未实现完全反硝化，然而，LS-DR在整个实验期间均能完全去除NH4+-N；扫描电镜结果显示丝瓜络表面结构有利于微生物附着生长；高通量测序结果显示LS-DR的优势菌门包括变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、弯曲杆菌门（Campilobacterota）、厚壁菌门（Firmicutes）和疣微菌门（Verrucomicrobiota）；被鉴定的优势菌属中热单胞菌属 (Thermomonas, 1.46%)、陶厄氏菌属 (Thauera, 0.55%)、固氮螺菌属 (Azospira, 3.32%)、Simplicispira（1.01%）、假黄色单胞菌属 (Pseudoxanthomonas, 0.39%)、草螺菌属 (Herbaspirillum, 3.02%)和Uliginosibacterium（0.9%）能够促进反硝化的进行，Cytophaga xylanolytica（1.61%）和Cloacibacterium（2.69%）主要参与了丝瓜络的降解，黄杆菌属 (Flavobacterium, 1.17%)和Diaphorobacter（0.64%）既能进行反硝化，也能降解丝瓜络。【结论】LS-DR的最佳HRT为24 h，最适宜的INC为50 mg/L。【意义】本研究为丝瓜络固相反硝化工艺的优化提供了理论基础，为开发应用新型缓释碳源提供参考。     

双斑东方鲀循环水养殖水体细菌群落结构分析

利用16S rRNA高通量基因测序技术研究了双斑东方鲀(Fugu bimaculatus)循环水养殖系统养殖水体细菌种群结构特征,并比较养殖患病(溃疡症)的双斑东方鲀的水体细菌群落结构与健康的之间的差异,探讨细菌群落结构与双斑东方鲀细菌性病害发生的相关性。研究结果表明,双斑东方鲀循环水养殖水体细菌群落的优势细菌门为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes),优势细菌纲为γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、黄杆菌纲(Flavobacteriia)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria),优势细菌目为黄杆菌目(Flavobacteriales)、硫发菌目(Thiotrichales)、红细菌目(Rhodobacterales)、交替单胞菌目(Alteromonadales)、弧菌目(Vibrionales),优势细菌科为黄杆菌科(Flavobacteriaceae)、硫发菌科(Thiotrichaceae)、红细菌科(Rhodobacteraceae)、弧菌科(Vibrionaceae)、交替假单胞菌科(Pseudoalteromonadaceae)。患病的和健康的循环水养殖水体细菌群落种类组成相似度高,细菌群落多样性指数无较大差异,在同一分类水平上各细菌群落丰度占比差异显著;二者核心微生物(属)的差异明显,健康的循环水养殖水体核心细菌群落以Polaribacter属为主;患病的循环水养殖水体核心细菌群落以弧菌科的发光杆菌属(Photobacterium)和弧菌属(Vibrio)为主,而发光杆菌属和弧菌属的多数种类属于病原菌或条件致病菌。双斑东方鲀患病(溃疡症)与养殖水体细菌群落的弧菌属丰度占比高有关。该研究结果对双斑东方鲀循环水养殖细菌性病害的监测、预警、诊断及管理控制具有重要的意义。     

流水和循环水养殖模式对虾养殖系统运行稳定性和细菌群落演替规律

为分析流水和循环水对虾养殖模式的系统运行稳定性和细菌群落演替的差异,对养殖水体中氨氮、亚硝酸盐氮、化学需氧量(COD)、弧菌总数和细菌总数进行了检测。同时采用Illumina Hiseq高通量测序技术,在养殖第1、50、100天对养殖水体的细菌16SrDNA V4区域进行扩增和测序,对基因序列进行OTU聚类,并在此基础上进行细菌群落组成分析。结果显示：随着养殖时间的增加,流水养殖系统(FTS)和循环水养殖系统(RAS)水体中氨氮、亚硝酸盐氮和COD质量浓度逐渐升高;养殖后期,FTS中三者质量浓度明显高于RAS;同时,2种养殖系统水体中弧菌和细菌总数不断增加,其中FTS中弧菌属的细菌丰度显著高于RAS(P<0.05)。细菌门水平分析显示,变形菌纲(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为两个养殖系统共同的优势类群。在属水平,FTS中主要细菌种群为弧菌属(Vibrio)、红细菌科(Rhodobacteraceae)和交替单胞菌属(Alteromonas),而RAS中核心细菌种群包括红细菌科(Rhodobacteraceae)、交替单胞菌属(Altero...     

玉米芯强化生物反应器对罗非鱼循环养殖废水脱氮效果研究

研究了以玉米芯同时作为反硝化碳源和生物膜载体的人工强化生物反应器对罗非鱼(Oreochromis spp.)循环养殖废水的脱氮效果,并对新型反应器脱氮微生物多样性进行了分析。结果表明,实验室条件下,人工强化挂膜方式可明显缩短装置的启动时间,新型脱氮装置具有良好的脱氮效果,氨氮可从(8.00±2.22)mg·L~(-1)降至3.50 mg·L~(-1),硝酸盐可从(31.50±1.57)mg·L~(-1)降至0.5 mg·L~(-1),较好地实现了高溶氧养殖废水的同步硝化反硝化作用,总氮去除率达85%以上。微生物群落结构分析表明,人工富集培养的硝化菌和反硝化菌均较为成功,随着装置运行时间的延长,玉米芯表面生物膜菌群也随之发生变化,参与脱氮的硝化细菌菌属主要由亚硝酸螺菌属(Nitrosospira)、亚硝酸单胞菌属(Nitrosomonas)、亚硝酸球菌属(Nitrosococcus)3个属组成;丰度最大的反硝化菌属为产碱菌属(Alcaligenes)、副球菌属(Paracoccus)、假单胞菌属(Pseudomonas)和脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)。     

草鱼养殖水体中参与氮转化途径的异养菌分析

为分析草鱼池塘中参与氮代谢的异养细菌比例及其代谢途径,从杭州郊区取得4个草鱼池塘的水样,每个水样通过涂布随即挑选100株菌株进行定性显色试验,并据此选取11株异养菌进行16S rRNA序列分析。结果表明,4个草鱼养殖池塘中NH4+-N和NO2--N的平均水平分别为5.597 mg/L和0.135 mg/L。池塘中可培养的异养菌平均为3.26×105cfu/mL,其中的89.75%参与了氮的不同代谢途径,其中31.25%的氨化菌和33.50%NO3--N(NO2--N)还原菌参与了NH4+-N的生成,32.45%的氨氧化菌参与了NH4+-N的降低;NO2--N生成途径主要包括蛋白质直接转化(11.26%)、氨氧化(4.25%)和硝酸盐氮还原(10.75%),而NO2--N降低主要通过15.50%的亚硝酸氧化菌、8.75%的NO2--N还原菌和10.75%的反硝化菌实现。结果提示,草鱼养殖水体中存在大量的异养硝化菌参与不同的氮代谢途径,且产生氨氮的异养菌比例远高于去除氨氮的菌,这是草鱼养殖水体中氨氮含量易偏高的原因。同时,11株不同功能的异养菌16SrRNA鉴定结果为寡养食单胞菌(Stenotrophomonas)6株、假单胞菌(Pseudomonas)3株、克雷伯氏菌(Klebsiella)和肠杆菌(Enterobacter)各1株,而且细菌对氮源的利用具有菌株特异性。     

微生态制剂-生物膜对虾养殖系统水质净化效果研究

为提高对虾养殖系统水质净化能力,改善对虾养殖水环境,利用3种微生态制剂(枯草芽孢杆菌、硝化细菌、光合细菌)和2种生物膜载体(陶粒、纤维毛球)建立4个南美白对虾(Penaeus vannamei)养殖系统,比较不同养殖系统硝化功能的建立过程及对氨氮和亚硝酸盐氮的净化能力,采用高通量测序方法分析细菌群落结构。结果表明,各系统硝化功能建立后,24 h氨氮去除率较初期分别提高12.47%、13.95%、17.25%和17.65%。以纤维毛球为载体,投加硝化细菌、枯草芽孢杆菌和光合细菌系统的氨氧化能力和亚硝酸盐氧化能力强于陶粒系统,24 h氨氮去除率分别高9.03%和9.06%。投放虾苗后,在30 d养殖周期内,各系统氨氮和亚硝酸盐氮含量分别维持在0.20 mg/L和0.15 mg/L以下,硝酸盐氮含量呈缓慢上升趋势。细菌群落结构分析表明,养殖系统生物膜中优势菌门均为变形菌门,占比超40%;优势菌纲为α-变形菌纲、β-变形菌纲、γ-变形菌纲,系统中存在Nitrosomonas、Nitrospira和Nitrococcus等多种参与水体净化以及Algisphaera、Gemmatimonas和Paucibacter等参与有机质分解与对虾益生作用的类群。本研究可为减少养殖水体废物排放及降低水生环境污染风险提供参考。     

3种有益微生物对菲牛蛭养殖水体理化因子及成活率的影响

为减少高密度养殖下菲牛蛭(Hirudinaria manillensis)疾病发生和养殖废水排放,研究比较了3种商品化有益微生物制剂(硝化细菌T1、光合细菌T2和EM复合菌T3)对养殖水体的净化效果。结果表明,3种有益微生物制剂在15d内均能使养殖水体的pH稳定在6.8以上,溶氧量(DO)分别比对照组提高30.12%、26.95%和46.12%;化学耗氧量(COD)分别比对照组低1.02mg/L、1.13mg/L和1.53mg/L;3个处理组对氨氮(NH4+-N)的平均降解率分别为48.48%、45.23%和63.10%,亚硝态氮(NO2-N)平均值分别比对照组低0.16mg/L、0.19mg/L和0.27mg/L;菲牛蛭存活率均高达90%以上,明显高于对照组的53%。3种有益微生物制剂均有显著增加溶氧量、降低氨氮、亚硝态氮和化学耗氧量的效应,对菲牛蛭养殖水体均具有很好的净化作用,其中以EM复合菌效果最佳。     

不同氮源和环境因子对花津滩芽孢杆菌 SLWX2脱氮性能的影响

花津滩芽孢杆菌(Bacillus hwajinpoensis) SLWX2是1株从海水养殖环境分离的可高效去除水体中氨氮(NH4+-N)、亚硝酸氮(NO2–-N)和硝酸氮(NO3–-N)的菌株。本实验在添加葡萄糖条件下,研究NH4+-N、NO2–-N和NO3–-N作为唯一氮源和环境因子(温度、pH、C/N和盐度)对该菌株生长和脱氮性能的影响。结果显示,菌株对这3种形态氮的去除与其生长保持一致,主要发生在对数生长期;当NH4+-N作为唯一氮源时,生长和脱氮均没有延迟期,NH4+-N在去除过程中,没有NO2–-N和NO3–-N的积累;当NO2–-N作为唯一氮源时,生长和脱氮均有较长延迟期,在NO2–-N消除过程中,没有NH4+-N和NO3–-N的积累;当NO3–-N作为唯一氮源时,生长和脱氮也有较长延迟期,在NO3–-N消除过程中,基本检测不到NH4+-N,NO2–-N呈先上升后下降趋势。环境因子影响研究表明,环境因子对该菌株的生长和脱氮性能影响基本一致,在pH为6~8.5、温度为28~40℃、C/N为5~25、NaCl为0~30 g/L条件下,菌株展现了良好的生长特性和脱氮性能。其中,最佳条件中,温度为30℃,C/N为25,pH为8.0,盐度为25。该菌株可高效去除NH4+-N、NO2–-N和NO3–-N,对环境条件适应范围较广,在工业和养殖废水脱氮中具有较大的应用潜力。     

导流式移动床生物膜反应器流速选择及流态分析

水力条件对反应器内生物膜的生长及流态形式起着决定性作用。实验分别用0.15,0.25,0.35 m/s的水流流速对内径为44 mm的管状生物膜反应器进行水力冲击,观察不同生物滤料的挂膜情况,并利用计算流体力学软件对导流式移动床生物膜反应器流态进行数值模拟。结果显示,在低流速的水力冲击下,生物滤料的挂膜效果最好,平均厚度约为70μm,且不同结构生物滤料的挂膜情况无明显差异;反应器的模拟曝气速度为0.6 m/s时,其内部的综合流动及挂膜效果最佳。因此可知,生物膜的生长情况与同种材质生物滤料的结构形状无关,但与滤料所处的水力情况有关,膜厚度随着水流速度的增大而减小;移动床生物膜反应器的曝气量大小及结构形状是影响其流态的重要因素。本研究可以为此类反应器的设计与高效运行提供基础数据。     

序批式生物膜法处理水产养殖废水的研究

目前我国水产养殖废水直接排放的现象较多, 使受纳水体富营养化和生物多样性降低; 同时养殖水体中残饵、水生生物排泄物容易引起水体溶解氧下降、病原体增加并产生有害物质如氨氮、亚硝酸盐等, 引起养殖对象发病甚至死亡。提出采用以组合填料为载体的序批式生物膜反应器处理水产养殖废水。通过试验确定了最佳运行模式: 水力停留时间12 h, 其中瞬时进水y 厌氧( 3 h) y 曝气( 5 h) y 添加原水(添加比1B 3) y 缺氧( 3 h) y 曝气( 1 h) y 沉淀( 0. 5 h) y 排水( 0. 5 h), 并考察了试验对污染物的去除特性。试验结果表明了序批式生物膜法处理水产养殖废水的可行性, 对有机物、氨氮、TN、TP的平均去除率分别为91. 1%、85. 1%、751 8%、89. 5%, 处理后出水可回用于水产养殖。     

生物膜法SBR（BSBR）在循环养殖水处理中影响因素分析

膜法SBR（sequence batch reactor）是将SBR法与接触氧化法相结合的一种新型生物膜法处理工艺。此研究以总氨氮（TAN）及总氮（TN）的去除反应速度作为考察指标,分析生物膜法SBR（biofilm sequence batch reactor,BSBR）处理水产循环养殖系统水体中影响TAN及TN去除效果的主要因素。其中,pH和碱度对硝化反应有很大的影响,pH控制在6．3以上时TAN处理效果较好。溶解氧（DO）对反硝化反应也有较大的影响,同时考虑到水生生物的生长需求,在此试验系统中进入反应器的水体DO最好能控制在4．5～6．5mg·L^-1。水温保持在20％左右,可以保证有一个较好的脱氮效果。     

厌氧半固定床生物膜反应器启动与运行试验研究

以开发一种启动时间短、处理效果好、抗冲击负荷和不利环境能力强、能耗低的厌氧处理反应器为目的,采用自行设计的以在水中呈水草型摇摆状态的生物带作为半固定载体的生物膜反应器,处理人工模拟高浓度废水,进行启动与运行试验,考察和评估其运行效果。结果表明,在上升流速为0.104~0.124 m/h的运行条件下,COD去除率在试验第30天时达到最高的96%,稳定运行状态下去除率为88%左右;反应器在温度和负荷双重冲击条件下,7d后COD去除率下降至67%,出现酸化倾向,负荷维持不变,仅温度恢复正常,11d时COD去除率回升并稳定在88%左右,恢复至原稳定状态,表现出很好的抗冲击负荷和不利环境能力;负荷启动与运行阶段,反应器平均沼气产率为0.43m3/kg,产气状况良好;生物带载体上形成的生物膜活性较高,VSS/SS达到0.7,且生物相较为丰富,说明反应器的半固定床结构设计优良,可进一步开发应用。     

移动床生物膜反应器处理低浓度氨氮养殖废水试验

采用移动床生物膜反应器(MBBR)处理低浓度氨氮养殖废水,在不同水力停留时间(HRT)和不同曝气条件下,分析MBBR处理人工模拟的低浓度氨氮(2 mg/L左右)养殖废水的进出水氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的浓度变化,探讨HRT和曝气量对MBBR处理低浓度氨氮养殖废水的影响,并以实际鲟鱼养殖废水(氨氮浓度0.5～1.5 mg/L)和其他研究成果进行验证和比较.结果显示:MBBR的最优HRT为6～8 min,最优曝气量为180 L/h,相应的氨氮去除率为70％ ～ 75％,氨氮去除负荷为560～700 g/(m3.d),填料生物膜厚度为26～38 μm;膜表层结构多样,物种丰富,膜生长良好.该反应器对处理低浓度氨氮养殖废水具有的高效能力.     

不同曝气策略对SBBR处理模拟水产养殖废水净化效率的影响

为研究不同曝气策略对序批式生物膜反应器(SBBR)净化模拟的罗非鱼工厂化养殖废水的影响,实验设计构建了5个形态结构相同的SBBR反应器,探究在两个既定溶解氧(DO)水平下(即曝气段DO=2或3 mg/L)不同曝停比(1h/5h、2h/4h、3h/3h、4h/2h、5h/1h)对其净化效率的影响。研究结果显示:不同曝停比工况下氮素去除途径主要为同步硝化反硝化。总氨氮的去除率随曝停比的增大呈升高趋势。在曝气段DO=2 mg/L工况下,总无机磷氮的去除率随曝停比的增加呈升高趋势,硝化过程是影响氮素去除的主要因素。而在曝气段DO=3 mg/L工况下,总无机磷氮的去除率随曝停比的增加呈先升高后降低的趋势,在曝停比为4/2时达到最高。实验工况下不同溶解氧水平对COD的去除无显著影响,但是不同曝停比对COD的去除却有显著影响。在曝气段DO=2 mg/L工况下,出水磷浓度随曝停比的增加呈先积累后去除趋势,且磷素的去除率随曝停比的增加而增加。而在曝气段DO=3 mg/L工况下,磷素去除率均为正值,且随曝停比的增加先升高后降低,在曝停比为4/2时达到最高。     

东湖生物膜的建群过程及其生理特性研究

为探讨天然水体中生物膜的建群过程及生理特性,本研究将人工基质大理石投放到东湖沿岸带浅水区域,分析了生物膜在人工基质上从开始建群直至发育为成熟群落,并最终衰退的整个过程。结果表明,建群过程中,生物膜的生物量(叶绿素a、蛋白质、干重、无灰干重)、营养物质含量(总氮、总磷)均呈现先上升后下降的趋势,各指标之间具有显著相关性。低温会减缓生物膜的生长,弱光会加剧生物膜的衰退,生物膜的生长发育会影响周围水体氮、磷元素浓度。生物膜中碱性磷酸酶活性与自身生物量呈显著正相关性。水体中氮/磷的比值决定生物膜中氮/磷的比值。刚毛藻属是东湖生物膜的优势物种。对生物膜建群过程及生理特性的研究,有助于更好地将生物膜应用于污染水体的净化和修复。     

水力停留时间对厌氧反应器脱氮效果的影响

本研究使用自主设计的厌氧反硝化器,以斜发沸石为填料,自然挂膜,与循环水养殖系统一级生物滤池串接,探索不同水力停留时间(HRT)下反应器的脱氮效果。结果显示,在实验过程中,反应器对无机氮(IN)、总氮(TN)均有较好的去除效果。在低水力停留时间(HRT7.43h)下,反应器主要去除的是氨氮(NH_4~+-N);高水力停留时间下(HRT≥7.43h),反应器主要去除的是硝酸盐氮(NO_3~–-N)。当HRT为17.52h时,反应器的脱氮效果最好,NO_3~–-N去除率为77.48%。此后,HRT延长,脱氮效果下降。脱氮效果越好,亚硝酸盐氮(NO_2~–-N)、NH_4~+-N积累越严重,NO_2~–-N最先开始积累。本研究可为厌氧反硝化装备的开发提供参考。     

致病性嗜水气单胞菌生物膜的形成特性

应用改良的微孔板法研究了致病性嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)B 11的生物膜形成特性.结果显示,嗜水气单胞菌Bil能够在聚苯乙烯酶标板表面形成稳定而明显的生物膜,其生物膜的OD_590值在6h即达到小高峰,于22 h达到峰值,其后随着培养时间的延长而降低;随着初始菌液浓度的增加,生物膜的OD_590值逐步降低;25℃的生物膜的OD_590值显著高于其他温度的生物膜生成量(P<0.05);在起始pH值为3～4的营养肉汤中,嗜水气单胞菌几乎不能形成生物膜,OD_590值接近空白对照,而在pH值为5-10的营养肉汤中,嗜水气单胞菌均能形成明显的生物膜,且差异性不显著(P>0.05);培养液中添加氯化镁达到1 mmol/L时,生物膜的OD_590值会显著性降低(P<0.05);培养液中添加氯化钙达到lmmol/L时,生物膜的OD_590值显著性提高(P<0.05);嗜水气单胞菌在肌肉组织液包被的96孔酶标板上的生物膜形成量有所增加(P<0.05),而在其他黏液和组织提取液包被的酶标板上的生物膜形成量与对照组相比没有显著性差异(P>0.05).研究结果表明,嗜水气单胞菌Bil能在聚苯乙烯酶标板表面形成稳定而明显的生物膜;其生物膜的形成能力受温度、酸碱度、起始菌液浓度、钙、镁离子浓度等因素的影响;肌肉组织提取液也存在能影响生物膜形成的成分.本研究旨在为探讨嗜水气单胞菌生物膜形成机制和致病机理提供参考.     

口服嗜水气单胞菌生物被膜疫苗的动物免疫试验

将热灭活的嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophila)生物被膜(biofilm,BF)菌苗和浮游(freecell,FC)菌苗口服免疫小鼠和剑尾鱼,通过测定抗体效价、相对保护率、小鼠的淋巴细胞转化和肠道sIgA浓度,评价免疫效果。免疫20d后,BF菌苗组50尾剑尾鱼的相对保护率为68%;FC菌苗组为42%。BF菌苗组12只小鼠的相对保护率为70%;FC菌苗组为50%;对照组为17%。BF菌苗组小鼠外周血淋巴细胞转化率是7.28、FC菌苗组为3.87、对照组为2.36。BF菌苗组小鼠肠道sIgA浓度是1.22μg/mL;FC菌苗组为0.73μg/mL;对照组为0.465μg/mL。免疫30d后,小鼠的血清凝集抗体达到最高,BF组抗体达128:1,FC组为32:1,对照组为2:1。各组间差异显著(P<0.01)。结果表明,BF菌苗较FC菌苗能更有效地刺激机体的免疫系统,尤其是肠道淋巴组织的免疫应答,对剑尾鱼和小鼠具有较好的保护力。