水产微生态制剂的生产及应用1

1、微生态制剂在水产养殖中,的应用现状及发展前景,孙生,15,畜牧神兽,1,班,水产微生态制剂,微生态制剂是在微生态学理论指导下，从自然,界或动物分离、鉴定或通过生物工程技术人工,组建的有益微生物，经培养、发酵、干燥、加,工等特殊工艺制成的含有活菌或者包含细菌菌,体及其代谢产物并作用于环境或动物的生物制,剂或活菌制剂,2008,年中华人民共和国允许使用的安全微生物,菌种名,拉丁文名,菌种名,拉丁文名,干酪乳杆菌,Lactobacillus casei,戊糖片球菌,Pediococcus pentosaceus,乳酸乳杆菌,Lactobacillus lactis,两歧双歧杆菌,Bifidobact

2、erium bifidium,植物乳杆菌,Lactobacillus plantarum,酿酒酵母,Saccharomyces cereviseae,嗜酸乳杆菌,Lactobacillus acidophilus,产朊假丝酵母,Candida utilis,粪肠球菌,Streptococcu faecalis,沼泽红假单胞菌,Rhodopseudomonas palustris,屎肠球菌,Streptococcus faecium,枯草芽孢杆菌,Bacillus subtilis,乳酸肠球菌,Streptococcus lactis,地衣芽孢杆菌,Bacillus licheniformis,

3、乳酸片球菌,Pediococcus acidilactici,保加利亚乳杆菌,Lactobacillus bulgaricus,资料来源：农业部公告,1126,号,2008,水产微生态制剂种类,1,光合细菌,2,芽孢杆菌,3,乳酸菌类,4,硝化与反硝化细菌,5,酵母菌,6,蛭弧菌,1,光合细菌,光合细菌,photosymthetic bacteria,简称,PSB,是一大类能,进行光合作用的原核生物的总称，分为产氧光合细菌和不,产氧光合细菌两大类。产氧光合细菌主要是蓝细菌，或称,之为蓝藻和原绿藻，在分类上属于藻类,这里所说的光合细菌之能在厌氧光照条件下进行不产氧的光,合作用的原核生物。分为,4

4、,个科：红螺菌科、着色菌科,绿菌科和绿曲菌科。主要特征,A,含有光合色素,菌绿,素,B,在厌氧、光照条件下进行光合生长，且不产氧,光合细菌的类群,红螺菌科（即原名紫色非硫细菌,荚膜红假单胞菌,R.capsulata,沼泽红假单胞菌,R.palustris,深红螺菌,Rsp.rubrum,菌体呈螺,旋状，运动较快,胶质红假单胞,R.capsulata,现名,Rhodobacter capsulata,绿色硫细菌,Green sulfur bacteria,即绿硫菌科,紫色硫细菌,Purple sulfur bacteria,光合细菌除了可在厌氧和光照条件下进行不放氧的光合,作用外,绝大部分还具有

5、固氮作用，能直接利用水环境中的,溶氧合成有机物，并在厌氧的环境中以硝酸盐或亚硝酸盐作,为主要的代谢上的氧化剂，因此可以直接消耗水中的硝酸盐,和亚硝酸盐,光合细菌还可迅速利用低分子有机物，其中的一些种还,具有,反硝化活性和积磷的特性,有较好的脱氮和除磷效果,常用于废水处理的是红螺菌科的一些种，因其细胞结构及独,特的物质、能量代谢使之能在有机废水处理中显示出其他菌,种无法比拟的优越性,光合细菌,PSB,在水产中的应用,净化水质,由于光合细菌的上述代谢特性，光合细菌以小分子有机物,二氧化碳等作碳源，氨、铵盐、硝酸盐或亚硝酸盐作氮源,使得光合细菌可以在水质净化中发挥重要作用，有效地除,去水体中,H,2

6、,S,降低水体中氮及,COD,以光合细菌作为水,质净化剂对于改善养殖水体的水质有明显的效果,提高养殖池塘的能量转化效率,以投饵为重要增产技术的精养池塘，随着时间的延长，常,因有机质投入过多，超过了池塘生态系统的消耗与转化能,力，造成循环不畅，池内有机质的大量沉淀，产生严重的,能量陷阱效应，致使池塘的能量转化效率偏低。由于,PSB,挥发其处理低分子有机物、转化,H,2,S,等有害物质的作用,促使池塘内,N,P,陷入能量陷阱的效应降低，加之这种转,化在黑暗、弱光和厌氧条件下进行，从而起到增氧和降低,H,2,S,的效能，因而提高了单产和池塘的能力转换效率,光合细菌在水产养殖中的其他功效,作为饵料添加

7、剂,PSB,富含蛋白质,还含有各种,B,族维生素,矿物元素及其他未知的生理活性物质等，因此可为水体中,的浮游动物和水产养殖动物提供丰富的饵料,光合细菌菌体蛋白质含量高，并含有大量促进鱼虾生,长的活性因子，如生物素、维生素,类胡萝卜素等，可,明显促进养殖生物的生长发育，缩短养殖周期,增强水产养殖动物的抗病性：在同一生态位中微,生物通过营养竞争、空间竞争或分泌抗生素、细菌,素等毒素抑制其他微生物的生长。光合细菌是水体,中的快速繁殖使得其成优势菌，可以抑制病原微生,物的生长，防止鱼虾病害的发生,作为免疫增强剂：如荚膜红假单胞菌细胞壁中含,有的多糖类物质是非特异性免疫增强剂，使鱼类的,免疫球蛋白提高,

8、10,倍以上。此外，类胡萝卜素对提,高免疫力效果明显,光合细菌制剂,的剂型,市场上见到的光合细菌剂型,大致有液体制剂、浓缩液,固体制剂、冻干粉等。相对,而言，液体制剂较容易大量,培养和批量生产，且培养物,的活性较强，光合细菌的代,谢物含量丰富。应用效果也,较好，目前在各剂型中是使,用量最大的一种,光合细菌的各种生,产方式,光合细菌培养必需条件,光能异养型微生物,光照,适宜的温度,培养基,碳源、氮源、无机盐、生长因子,光合细菌存在的问题与任务,曾经兴起的光合细菌的热潮，遇到诸多的问题，甚至在水产,养殖业的应用几乎停顿,产品质量低劣，标识量极高，实际仅活菌数仅一亿，养殖效,果差,未来重点：如何筛选

9、活性强、适应面广，容易培养的菌株,2,有机矿化菌,芽孢杆菌类,枯草芽孢杆菌,Bacillus subtilis,，地衣芽孢,杆菌,Bacillus licheniformis,，使用最广泛的微,生态制剂,特点,它们能分泌多种胞外酶，把大分子有机物质如,淀粉、脂肪、蛋白质、核酸、磷脂等分解成小分,子有机物，再进一步矿化生成硝酸盐、磷酸盐,硫酸盐等无机盐类,芽孢杆菌菌落与菌体形态,芽孢杆菌在水产养殖中的应用,第一，有些芽胞杆菌属在鱼虾肠道内、体表上繁殖，形成优,势菌群，促进该部位有益细菌生长繁殖，竞争性抑制肠道,体表致病菌繁殖，提高鱼虾免疫力，有效预防疾病,第二，芽胞杆菌在繁殖过程中大量产生蛋白酶

10、、淀粉酶和脂,肪酶，能迅速降解鱼虾残留饵料和排泄物中蛋白质、淀粉,脂肪等有机物，在池内其他微生物的共同作用下，大部分,进一步降解为二氧化碳和水，降低养殖水体富营养化和减,少底泥生成,1,芽孢杆菌对氮、磷沉积的影响,减少底质环境中氮、磷的,沉积,因为，水产养殖往往需要培养优良的浮游单细胞藻类，营造,合适的水色。在生产上施肥增加水体的营养盐含量，以,培,养单细胞藻类,但是，施肥带进的营养盐物质在池底沉积,被固定,芽孢杆菌具降解有机物和解氮磷功能,不仅源源,不断给单细胞藻类提供营养盐，而且可以避免池底沉积物,的富营养化，维持生态平衡,2,由于芽孢杆菌降解、转化有机物速度快，可以有效,改善,改善池底缺

11、氧状态,减少硫化物的累积,3,芽孢杆菌消化酶活性高，具有降解残存饲料、排泄物和,生物残体等有机物，矿化营养物质供浮游单细胞藻类生长,繁殖。保证了有机物氧化氨化硝化反硝化的,正常循环，降低,氨氮、亚硝酸盐,等有害物质,缺点,芽孢杆菌生长速度快，能迅速降解养殖池中鱼虾排泄物、残,饵、尸体等的有机物。但是，部分芽孢杆菌具有硝酸盐还原,能力，能将硝酸盐还原为亚硝酸盐。因此，在水质急剧恶化,的养殖水体中使用芽抱杆菌制剂，起初氨氮水平快速降低,亚硝酸随之也降低，但随后水体中亚硝酸盐含量出现反弹,因此，水体中亚硝酸盐含量的反弹，是芽孢杆菌制剂的主要,缺点,耗氧微生物,剂型：粉剂或片剂,培养方式：固体或液体发

12、酵,菌数：几亿到一万亿不等,市面上产品,10200,亿,g,益生菌产品关键控制点,1,优良菌种,2,发酵水平,芽孢杆菌的发酵生产,0,2,4,6,8,10,12,14,50,55,60,65,70,Moisture content,S,p,o,r,e,s,1,0,1,0,C,F,U,g,1,初始含水量对芽孢产量的影响,初始,pH,对芽孢产量的影响,Calcium,oxide,Initi,al,pH,Sterilize,d,pH,Spores,10,10,CFU g,1,0,6.74,6.20,10.2,0.5,8.14,6.75,11.8,1,8.71,6.92,9.8,1.5,9.36,7.

13、34,9.3,2,9.84,7.82,8.0,0,20,40,60,80,100,120,140,25,30,37,42,50,Temperature,S,p,o,r,e,1,0,9,C,F,U,g,发酵温度对芽孢产量的影响,固体培养基与发酵条件研究,30,35,40,45,50,55,0,8,16,24,32,40,48,Time (h,T,e,m,p,e,r,a,t,u,r,e,o,C,0,0.3,0.6,0.9,1.2,1.5,S,p,o,r,e,s,1,0,1,1,c,f,u,g,1,培养中的芽孢及温度变化曲线,培养,48 h,菌体显微照片,高密度固体发酵工艺,3,硝化与反硝化细菌,1

14、,反硝化细菌,反硝化细菌是指能利用硝酸盐、亚硝酸盐,进行反硝化作用的一类微生物的总称,研究者已经报道反硝化细菌的种类很多,大,约有,50,多个属,130,多个种,自然界,N,循环,反硝化细菌与硝化细菌的作用方式比较,反硝化细菌,硝化细菌,营养方式,异养,自养,生长代时,15,30,分钟,10,20,小时,氧气需求,厌氧,好氧,产物,氮气,硝酸盐,2,硝化细菌,硝化细菌是一类能降解氨和亚硝酸盐的自养型细菌,包括,亚硝化菌属,Nitrosomonas,和硝化杆菌属,Nitrobacter,两个,生理亚群，它们归属于一个独立的科,硝化杆菌科,硝化杆菌科包括九个属,它们分别是：硝化杆菌属,Nitrob

15、acter,硝化刺菌属,Nitrospina,硝化球菌属,Nitrococcus,硝化螺菌属,Nitrospira,亚硝化单胞菌属,Nitrosomonas,亚硝化螺菌属,Nitrosospira,亚硝化球,菌属,Nitrosococcus,亚硝化叶菌属,Nitrosolobus,亚硝,化弧菌属,Nitrosovibrio,硝化细菌的特性,1,硝化细菌的自养性：硝化细菌是一种专性化能自养菌，能通过,硝化作用利用亚硝态氮获得能量，并且以,CO2,作为唯一的碳源,是典型的化能无机营养菌,2,生长速度慢：因硝化细菌由自身合成糖类,这一过程需要相当长,的时间，平均代时在,10h,以上,3,好氧生长,O

16、2,是最终的电子受体,4,形态多样：同一生理亚群中的种类，尽管生理学上具有共同性,但细胞形态多种多样，如球形、杆状、螺旋形等,5,革兰氏阴性，无芽孢,硝化细菌的作,用机理,硝化作用指的是硝化细菌在好氧条件下,将,NH,3,氧化为,NO,2,并进一步氧化为,NO,3,从中获得生长所需能源的过程,因此，常讲的硝化作用实际上包括了由,亚硝化细菌完成的亚硝化作用和由硝化,细菌完成的硝化作用两个阶段,前一阶段,NH,3,氧化为,NO,2,称为亚硝化,作用或氨氧化作用，由亚硝化细菌完成,后一阶段是,NO,2,氧化为,NO,3,的过程,称为硝化作用，由硝化细菌完成,硝化细菌的分离培养,硝化细菌生长速度较为缓

17、慢,平均世代一般在以上,20h,以上,要求首先分离筛选出高效硝化细菌,并采用有效的方法进,行富集培养,来源：湖底表层淤泥,主要成分为乳酸菌。常用菌种包括：嗜酸,乳杆菌、干酪乳杆菌、粪链球菌、保加利,亚乳杆菌等,剂型：水剂、粉剂或冻干粉,4,乳酸菌类,微生物特点,能产生乳酸、抗菌肽等物质抑制病原微生物,的生长，消除水体异味，改善水色。内服可以改,善水产动物肠道微生态，预防疾病,液体制剂产品活菌数每毫升,0.1,到,5,亿，保质,期,6,个月,乳酸菌群,光合菌群,酵母菌群,VA,菌根菌,放线菌群,80,多种微生物,日本琉球大学技术,EM,原露背景知识,产品执行标准,嗜酸乳杆菌,1,10,6,个,mL,所谓,EM,菌剂就是乳酸菌液体,培养物,5,酵,母,主要成分：啤酒酵母，粘红酵母,在水产养殖中不用于调节水质，仅作饲料,添加使用,啤酒酵母一般用于幼苗开口饵料及轮虫,培养等,红酵母富含蛋白质、虾青素等，可以促,进动物生长和改善动物体色,安琪产品系列,水产专用饲料酵母、海洋,1,号红酵母、水产专用酵母细胞壁,6