光合細(xì)菌概述

光合細(xì)菌的分類

能進(jìn)行光合作用的原核生物的總稱，分為產(chǎn)氧光合細(xì)菌和不產(chǎn)氧光合細(xì)菌兩大類。

光合細(xì)菌概述

光合細(xì)菌均為革蘭氏陰性細(xì)菌，是一群沒(méi)有形成芽孢能力的細(xì)菌，但細(xì)胞形態(tài)非常多樣，有單細(xì)胞亦有多細(xì)胞者；有球形、桿狀、半環(huán)狀、螺旋狀，還有突柄種類；有以鞭毛運(yùn)動(dòng)，亦有滑行運(yùn)動(dòng)或不運(yùn)動(dòng)者。主要以二分裂方式進(jìn)行繁殖，少數(shù)為出芽生殖。光合細(xì)菌菌體內(nèi)含有菌綠素和類胡蘿卜素，其種類和數(shù)量不同，菌體可以呈現(xiàn)不同的顏色。光合細(xì)菌是自然界存在比較古老的細(xì)菌類群，光合細(xì)菌適宜水溫為15-40℃，最適水溫為28-36℃。光合細(xì)菌的代謝類型極為多樣，具有光合、固氮、降解大分子有機(jī)物、硝化、反硝化、硫化物氧化等多種代謝功能。同時(shí)，光合細(xì)菌也是營(yíng)養(yǎng)成分很豐富的物種之一。

光合細(xì)菌的分布

廣泛分布于沼澤、池塘、湖泊、河流、水溝、海洋以及土壤中，忍耐高溫、高鹽及低溫、低鹽的能力特別強(qiáng)，甚至在90℃高溫的溫泉中，在30%鹽分的鹽湖，在深達(dá)2000米的深海里，在南極冰封的海岸上，都能找到光合細(xì)菌的蹤跡。

光合細(xì)菌作用機(jī)理

光合細(xì)菌的光合作用

1.光合細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)

光合細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)存在以細(xì)胞膜內(nèi)折形成的囊狀載色體，其中色素主要有細(xì)菌葉綠素和多種類胡蘿卜素。吸收光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。與綠色植物不同的是，光合細(xì)菌的光合作用是不產(chǎn)氧的。

2.光合作用過(guò)程

以硫化物（H2S）、分子氫或有機(jī)物作為供氫體還原CO2。產(chǎn)生H2，還能分解有機(jī)物以及在某些條件下進(jìn)行固氮作用。

光合細(xì)菌除氮原理

在厭氧條件下，光合細(xì) 菌通過(guò)胞外蛋白酶水解，將污水中的有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨基酸，之后經(jīng)脫氨基 作用生成氨態(tài)氮，生成的氨氮以及污水中原有的氨氮均被同化進(jìn)入光合細(xì)菌菌體中，供菌株生長(zhǎng)繁殖。同時(shí)具有反硝化活性的光合細(xì)菌依靠各種酶以污水中的硝酸鹽或亞硝酸鹽作為最終電子受體，利用外界簡(jiǎn)單有機(jī)物為供氫體進(jìn)行反硝化作用。反硝化作用又分為同化作用和異化作用，在同化作用下，硝酸鹽和亞硝酸鹽被轉(zhuǎn)化為氨氮，可被菌體同化利用;在異化作用下，硝酸鹽和亞硝酸鹽被還原成氣態(tài)氮，排出水體，其中異化作用是除氮的主要途徑。

光合細(xì)菌除磷原理

在好氧條件下，光合細(xì)菌利用 O2 為電子受體進(jìn)行有氧呼吸，不斷氧化胞內(nèi)儲(chǔ)存的聚羥基烷酸，同時(shí)不斷從外界環(huán)境攝取乙酸、甲酸甲酯以及氨氮等作為有機(jī)底物進(jìn)行氧化分解，獲得能量，并利用產(chǎn)生的能量超量吸收廢水中的磷，以聚磷酸鹽的形式貯存在細(xì)胞體內(nèi) 。

當(dāng)處于厭氧條件時(shí)，光合細(xì)菌吸收污水中短鏈脂肪酸以及揮發(fā)性脂肪酸等易降解的有機(jī)物，再由 中短鏈脂肪酸通過(guò)三羧酸循環(huán)或由糖原經(jīng)糖酵解途徑或 2-酮-3-脫氧-6-磷酸葡萄糖途徑提供的還原型輔酶Ⅰ的作用下合成 溶解性磷酸鹽，在此過(guò)程中主要通過(guò)光合細(xì)菌體內(nèi)聚磷酸鹽的釋放以及三磷酸腺苷的水解提供能量，因而污水中的溶解性磷酸鹽會(huì)不斷增加。

光合細(xì)菌擴(kuò)培技術(shù)

光合細(xì)菌擴(kuò)培條件

1.所需營(yíng)養(yǎng)：碳源、氮源、維生素和礦物質(zhì)。

2.溫度：23~39℃。

3.光照：5000~10000lux（自然光或補(bǔ)光）。

4.pH值：隨著光合細(xì)菌大量繁殖，菌液的pH值會(huì)不斷升高，pH過(guò)高會(huì)抑制菌類生長(zhǎng)繁殖，為延長(zhǎng)光合細(xì)菌指數(shù)生長(zhǎng)期，需采用加酸、采收或擴(kuò)大培養(yǎng)等方法降低菌液pH值。

5.光合細(xì)菌幾乎不受鹽度影響。

培養(yǎng)方式

1.開放式微氣光照培養(yǎng)

在培養(yǎng)容器中加入氣泵，在適宜光照和溫度下進(jìn)行微充氣培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)7~10天，可采收或進(jìn)一步擴(kuò)培。

2.全封閉厭氧式培養(yǎng)

將菌液充滿整個(gè)培養(yǎng)容器，封口，造成厭氣的培養(yǎng)環(huán)境，放置在有光照，適宜溫度下，培養(yǎng)5~10天，可采收使用或接著擴(kuò)培。

兩種培養(yǎng)方式相比，全封閉厭氣培養(yǎng)方式較為理想，微氣培養(yǎng)方式雜菌污染程度大，培養(yǎng)達(dá)到的菌細(xì)胞密度低。

擴(kuò)培工具

菌種和培養(yǎng)基

擴(kuò)培工具消毒

紫外消毒燈消毒：

將工具清洗干凈后，放在紫外燈燈光范圍內(nèi)照20分鐘即可。

（如果是小型玻璃容器可采用加熱煮沸的方法消毒）

培養(yǎng)基的配置

接種

1.接種時(shí)間：

上午8-10點(diǎn)左右，有活力的菌趨光上浮的時(shí)候。

2.接種比例：

菌種：水=1:4（ 菌種 水）毫升數(shù)/50=培養(yǎng)基毫升數(shù)

3.接種步驟：

1升菌種加4升純凈水，加100毫升培養(yǎng)基，培養(yǎng)5~10天，觀察顏色變紅，一桶5升的光合細(xì)菌就培養(yǎng)出來(lái)了，可以用到外塘或進(jìn)一步擴(kuò)培。

培養(yǎng)管理

觀察和檢查：

如發(fā)現(xiàn)有異常顏色、大量沉淀、附壁、水表面出現(xiàn)菌膜、菌液混濁等都是生長(zhǎng)不正常的現(xiàn)象。影響光合細(xì)菌生長(zhǎng)和繁殖的原因很多，主要有光照、溫度、營(yíng)養(yǎng)和敵害四個(gè)方面。發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象，應(yīng)在顯微鏡檢查的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)時(shí)環(huán)境條件的變化進(jìn)行綜合分析，查出影響光合細(xì)菌生長(zhǎng)的原因，并采取相應(yīng)的對(duì)策。

光合細(xì)菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用

作為水質(zhì)凈化劑

光合細(xì)菌的一個(gè)顯著作用就是凈化水質(zhì)。光合細(xì)菌直接抑制水產(chǎn)品糞便中的有害細(xì)菌，使水質(zhì)不被污染；光合細(xì)菌還能降解水質(zhì)中的有害物質(zhì)，如亞硝酸鹽等。因此，光合細(xì)菌的應(yīng)用對(duì)水質(zhì)凈化能夠起到非常顯著的作用。光合細(xì)菌的應(yīng)用還能增加水中溶解氧含量，因?yàn)楣夂霞?xì)菌不需要消耗氧氣，溶解氧的增加不僅提高了水質(zhì)質(zhì)量，而且能促進(jìn)養(yǎng)殖產(chǎn)品快速生長(zhǎng) 。

作為飼料添加劑

光合細(xì)菌作為優(yōu)良的飼料添加劑，其本身是活蛋白，營(yíng)養(yǎng)豐富，易于消化，對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育有極大的促進(jìn)作用。被作為飼料添加劑使用時(shí)，促進(jìn)水產(chǎn)品生長(zhǎng)的效果比普通的飼料添加劑明顯得多。其通過(guò)細(xì)菌本身的有益菌來(lái)提高養(yǎng)殖產(chǎn)品的消化能力，從而促進(jìn)養(yǎng)殖產(chǎn)品生長(zhǎng)，增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品肉質(zhì)，而且能保障養(yǎng)殖產(chǎn)品有機(jī)綠色、無(wú)污染。

作為藥物

光合細(xì)菌被當(dāng)作預(yù)防和治療疾病的藥物，應(yīng)用在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中也是很普遍的。其利用本身的有益細(xì)菌來(lái)預(yù)防水產(chǎn)品疾病的效果較為顯著，比如，魚蝦等養(yǎng)殖產(chǎn)品使用光合細(xì)菌后可以直接增加體內(nèi)的免疫細(xì)胞數(shù)量，間接增加免疫力，從而促進(jìn)養(yǎng)殖產(chǎn)品能夠健康生長(zhǎng)。其不僅可以改變養(yǎng)殖產(chǎn)品的免疫能力，而且可以通過(guò)其本身釋放的輔酶來(lái)殺滅水體中的有害菌，可預(yù)防、治療腐爛病和腸道疾病等。另外，光合細(xì)菌的應(yīng)用可以促進(jìn)浮游生物生長(zhǎng)，尤其是小型輪蟲的增長(zhǎng)。所以，浮游生物總體上表現(xiàn)為數(shù)量增加而生物量下降，從而促進(jìn)養(yǎng)殖產(chǎn)品的生長(zhǎng)，增強(qiáng)抵抗力。

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