藍藻是原核生物,又叫藍綠藻 藍細菌;大多數藍藻的細胞壁外面有膠質衣,又叫粘藻。在藻類生物中,藍藻是最簡單、最原始的單細胞生物(除念珠藻是多細胞生物),沒有細胞核,細胞中央有核物質,通常呈顆粒狀或網狀,色素均勻的分布在細胞質中。核物質沒有核膜和核仁,具有核的功能,故稱為原核(或擬核)。 藍藻暴發(fā)時,大量藻細胞在日間進行光合作用使水體溶氧過飽和,氧氣由水體向空氣凈擴散;但夜間或光照不強的陰雨天,光合作用停止或明顯降低,池塘各種生物的呼吸作用及有機質腐爛分解耗氧依舊維持在高水平,這樣常常導致池塘溶氧晝夜急劇波動;而且水華池塘中藍藻消長、腐爛、分解會大量消耗池塘溶氧,引起大規(guī)?!胺禾痢爆F象,這會給養(yǎng)殖戶造成巨大的損失。同時,藍藻消長腐爛會進一步使水質變壞,導致水華長時間發(fā)生。 2.使養(yǎng)殖魚類帶有異味 人們常在池塘養(yǎng)殖魚類中吃出一股土腥味,這種異味主要是由geosmin 和MIB兩種化合物引起。魚類的土腥味常在夏季藍藻水華時出現,顫藻、鞘絲藻、微囊藻、魚腥藻等屬種是造成土腥味的常見種類。其中微囊藻還可以產生煙草味化合物和蒜味化合物,這些物質都是藻類的次級代謝產物,它們通過魚鰓和皮膚進入魚體后大量富集,產生異味,嚴重影響?zhàn)B殖魚類的銷售。 3.降低池塘生物多樣性使養(yǎng)殖魚類帶有異味 藍藻大量繁殖,在水體表面形成水華,惡化池水的通風條件,阻擋光線透射入水體,底棲水生植物得不到充足的陽光影響其光合作用進而影響其生長發(fā)育。此外,藍藻還會抑制池塘中有益浮游生物的生長繁殖,擠占魚類易消化藻類的生存空間,降低水體生物多樣性、破壞水體生態(tài)系統(tǒng)。 4.引起魚類中毒 水華藍藻很多是產毒種,其中最常見、危害最大的是藍藻產生的微囊藻毒素。根據有關微囊藻毒素對魚類產生毒害的文獻報道,微囊藻毒素可以使魚類肝、腎、鰓、血液循環(huán)系統(tǒng)、消化器官、免疫系統(tǒng)等受到傷害,并進一步導致魚類產生一系列行為學改變,具體表現為過度通氣、腹部縮緊、顏色變黑、集群活動減少、游動遲緩、常停留在靠近水面的地方。 由于芽孢桿菌是水產養(yǎng)殖中常用的益生菌,因此對于其在治理藍藻水華方面的研究將有巨大的潛力。推測芽孢桿菌對藻細胞的作用類似水產消毒劑的環(huán)境毒理效應,從云南滇池分離出的蠟樣芽胞桿菌感染水華束絲藻后其葉綠素a含量、藻藍蛋白含量顯著減少,光合活性也明顯降低。關于芽孢桿菌抑藻方式,目前發(fā)現主要是通過直接接觸藻細胞、分泌胞外活性物質、以及與藻類競爭資源達到抑藻效果。 1.直接接觸藻細胞溶藻 直接接觸溶藻是芽孢桿菌溶藻的主要方式之一,溶藻過程中,活菌直接進攻宿主裂解藻細胞。從滇池分離的溶藻菌DC23 的純培養(yǎng)液對于液體培養(yǎng)的藍藻有很強的溶解作用,而過濾液則不起溶藻效果,屬于直接接觸溶藻的類型。有些芽孢桿菌同時存在直接和間接兩種溶藻方式。紡錘形賴氨酸芽孢桿菌通過分泌胞外非蛋白酶殺藻物質間接溶藻和接觸藻細胞直接溶藻兩種作用方式發(fā)揮溶藻特性,對銅綠微囊藻具有較高的降解率,對于微生物法防治以銅綠微囊藻為優(yōu)勢藻種的藍藻水華具有較廣闊的應用前景。從滇池藍藻水華集聚區(qū)分離獲得一株短小芽孢桿菌,發(fā)現沉淀菌體和無菌上清液對銅綠微囊藻都有溶藻效果,但溶藻效果不及原菌液,推測可能是通過直接接觸使藻細胞凝聚下沉及進一步的生物降解,同時存在抑制藻細胞生長的胞外分泌物。細菌溶藻效果與宿主存在一定量效關系。 2.分泌胞外活性物質溶藻 芽孢桿菌在其生長階段,能夠分泌出一種胞外活性物質,間接溶藻。據報道,含有10mg/L的枯草菌脂肽(產生于多種芽孢桿菌的環(huán)狀脂肽)培養(yǎng)基,可以在2 d 內去除85%的微囊藻,魚腥藻也可被去除70%。從具有強烈殺藻活性的芽孢桿菌SY-1 菌株中分離出一種新的多肽溶藻物質Bacillamide,發(fā)現它對多環(huán)旋溝藻有特異性殺滅作用,而且能夠明顯抑制由多環(huán)旋溝藻引起的有害水華。對一株具有明顯溶藻效果的蠟狀芽孢桿菌L7 胞外溶藻活性物質的成份進行研究后證明該活性物質不是蛋白質、核酸或者脫氧核糖核酸,但能破壞水華魚腥藻細胞壁,使細胞收縮變形,直至消亡。側孢短芽孢桿菌在穩(wěn)定期和衰亡期的溶藻效果明顯好于延滯期和對數期。37℃下短小芽孢桿菌的溶藻作用最強,其次是25℃,15℃時溶藻作用最弱,這可能與細菌的生長條件和活性有關。 3.競爭消耗藍藻必需養(yǎng)分 芽孢桿菌通過競爭性利用水體營養(yǎng)物質,主要是C、N、P的競爭,降低水體中P含量,抑制藻類生長;同時藻體及其分泌物作為碳源被芽孢桿菌利用,能使芽孢桿菌在競爭中處于優(yōu)勢種群,群體優(yōu)勢的建立進一步抑制藻類生長和生存空間,最終達到控制藻類數量的效果。水體N/P 比值的升高,有利于芽孢桿菌的生長;而當氮濃度一定時,C/N比值越高,芽孢桿菌生長越好。而銅綠微囊藻作為一種自養(yǎng)的光合植物,其生長僅與氮磷濃度有關。氮磷濃度越高則生長越好,但N/P比值似乎并非越大越好。銅綠微囊藻對磷的要求比對氮的要求高。因此可以推測,當水體中有一定的N、P時,會刺激銅綠激微囊藻適量的生長。因其生長導致水體中的P下降,這樣便為芽孢桿菌的生長營造了一個極佳的環(huán)境。芽孢桿菌的生長會使水體中的氮磷濃度進一步下降,從而抑制了銅綠微囊藻的生長。采用不同C、N、P比例的培養(yǎng)基研究側孢芽孢桿菌與銅綠微囊藻的競爭作用,發(fā)現菌對NH4+-N的利用率較高,其次是NO3--N,而對NO2--N的利用性不好,并推測芽孢桿菌對銅綠微囊藻的競爭抑制作用主要發(fā)生在兩者接觸初期,且抑制效果與初始的菌體和藻體數量有關。 |
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