《水产微生物学》
课程论文
系部：水产系
专业：水族科学与技术 班级：2011级二班 姓名：陈娟
学号：222011602093065
2013年1月4日
微生物与水产养殖的关系
陈娟
西南大学水产系 重庆市荣昌 402460
摘要：随着水产养殖业的发展 ,养殖对象逐渐多样化 ,养殖规模日益扩大 ,集约化程度也
不断提高。然而养殖区水质却不断恶化 ,养殖生态系统严重失衡 ,导致细菌性、病毒性等病害的感染机率也随之增大 ,使水产养殖业的健康发展受到影响。微生物能够直接或间接的作用于水产养殖业中的作用日益受到重视 ,这方面的研究也在不断的深入并应用到实践当中。本文将从五个方面系统阐明《水产微生物》这门学科在水产行业中的重要作用。
关键词:水产养殖; 微生物; 应用
1利用微生态制剂代替抗生素防治疾病
目前养殖业中主要使用广谱抗生素来控制病害的发生 ,但由此产生的副作用以及引起病原菌产生抗药性、 毒性、 “三致” (致畸、 致癌、 致突变)等弊端也逐渐显露出来。随着动物微生态制剂在畜牧等方面上的广泛应用 ,在水产业上的应用也越来越引起人们的重视 ,其良好的效果也已被大量的试验和生产实践所证实。微生态制剂具有多功能性、广泛的适应性和高度的安全性等特点。实际应用的微生态制品应包括活菌体、 灭活菌体、 菌体成分、 代谢产物及活性生长促进物质[1]。
1986年 ,Kozasa[2]首次将益生菌应用于水产养殖 ,用 1 株从土壤中分离的芽孢杆菌( B aci l l us toy2oi )处理日本鳗鲡( A n g ui l l a j a ponical ) ,降低了由爱德华氏菌( Edw ardsiel l a)引起的死亡率。此后 ,微生物制剂在水产养殖中的应用研究迅速发展。据国外的研究报道,一些微生物制剂有抗病毒的作用。Direkbusarakom 等[3]由一种黑色虎虾( Ti gerp raw ns)卵中分离出 2 个溶血性弧菌(V ibrio) NI2CA1030 和 NICA1031 ,这些菌株对 IHNV 和大马哈鱼表皮病毒有着抗病毒活性抑制作用; Austin等[4]用分离的溶藻弧菌(V . al gi nol y t icus)注射或浸浴大西洋鲑( S almo sals r)时 ,可抵抗致病性杀鲑气单胞菌 ( A eromonas salmonici da ) 、 鳗弧菌 (V .ang ui l l arum)和病毒鱼弧菌 (V . pisci um) 等的感染;Bogut 等[5],用微生态制剂溶藻胶弧菌的去细胞上清液冷冻干燥粉能有效抑制病原菌杀鲑气单胞菌、 鳗弧菌和病毒鱼弧菌; Gatesoupe[6]研究表明 ,使用 1 株产生铁载体( Siderop hore)的弧菌强化的轮虫可增加大菱鲆( S cop ht hatmus max imus )仔鱼被一致病弧菌感染后的成活率;Ol sson[7]从大菱鲆幼鱼排泄物中提取的肉杆菌( Carnobacteri um)细胞可抑制鳗弧菌的生长 ,研究认为 ,大菱鲆肠道和粪便为鳗弧菌生长提供了丰富场所 ,使用肠道菌的抑制活性可能会降低大菱鲆育苗场鱼类致病性弧菌的生长; Gullian[8]从虾( Penaeus v annamei )的肝胰脏中分离到 3 株细菌 ,分别确认为副溶血性弧菌(V . p arahemol y t icus) p62、 p63 和芽孢杆菌p64 ,它们可抑制虾体内的哈维氏弧菌(V . harev y i) S2 ,其死亡率分别可达 83 %、 60 %和 58 % ,而对宿主无致病作用。国内方面 ,对微生态制剂的研究起步较晚 ,但发展迅速。桂远明等[9-10 ]用从健康鲤鱼( Cy p ri nus carpio)的肠道中分离出的无毒正常菌群J Y10、 J Y31 制成的微生态制品喂饲鲤鱼 ,其质量增长率、 能量同化率、 生态生长效率、 组织生长效率均高于对照组 ,后来再将它们制成益生素并添加到饲料中 ,以该饲料投喂鲤鱼 ,增加了抗病能力;杨思芹等[11]在人工养殖中国明对虾 ( Fenneropenaeuschi nensis)时 ,摄取益生剂组的对虾的活力及抗
病性均好于对照组;吴垠等[12-13 ]应用微生态制品饲养中国明对虾的结果表明 ,微生态制品能明显提高中国明对虾感染爆发性流行病后的成活率 ,且对仔虾的生长也有一定的促进作用;潘康成等[14]将 2 株有益芽孢杆菌制成的微生物添加剂放在饲料中饲喂鲤鱼 ,结果发现可显著促进鲤鱼生长 ,提高了鲤鱼肠道消化酶的活性;孙舰军等[15 ]将光合细菌拌入饵料投喂中国明对虾后发现 ,血细胞数目、 PO、 SOD溶e 菌和抗菌活力均比对照组高;张明等[16 ]利用光合细菌的稀释液治疗鲫鱼( Carassi us aurat us ) 、 鲤鱼、 红鲤等发生的 “穿孔病” ,得到良好的治疗效果;薛恒平等[17-18 ]分离选育的蛭弧菌( B del lovibrio)菌株Bd1 对鱼虾幼苗的育成效果特别显著;刘克林等[19 ]采用有益芽孢杆菌制成的微生态添加剂饲喂鲤鱼苗后发现 ,胸腺、 脾脏生长发育比对照组迅速 ,电镜观察免疫器官内 T、 B 淋巴细胞较对照组成熟快、 数量增多,产生抗体增多 ,免疫功能增强;李平等[20 ]将有益微生物群( EM)应用到罗氏沼虾( Ma2cy obrachi un rosebergi i ) 的健康养殖中 ,结果发现EM 能抑制和消灭病原微生物 ,改善养殖环境。另外 ,作为一种新型治疗剂的噬菌体 ,近年来在水产养殖业中引起了重视。李太武等[21 ]利用噬菌体对皱纹盘鲍( Hal ios discus hanna)脓疱病引起的鲍死亡进行治疗 ,取得良好的效果;2000 年日本广岛大学鱼病实验室分离到变形假单胞菌( Pseu domonasplecoglossici da)的 2 株噬菌体 PPpW23 和 PPpW24 ,用它们来治疗感染了变形假单胞菌的鱼苗后发现大大的降低了鱼苗的死亡率 ,并且池塘中的变形假单胞菌数量明显降低[22 ];近年来 ,蔺红苹等[23-24 ]对用噬菌体防治对虾弧菌病进行了研究 ,发现水体中加入噬菌体能对其宿主裂解 ,使虾体内器官的副溶血弧菌被明显清除 ,同时使感染副溶血弧菌的对虾体内的血细胞含量保持相对稳定。
目前 ,在水产养殖业中应用得比较广泛的微生态制剂包括乳杆菌属、 双歧杆菌属、 弧菌属、 假单胞菌属、 硝化菌、 光合菌等[25 ]。有关其在水产疾病防治中的作用机制可简要概括为[ 26 ]: (1)微生态制剂可以成为非特异性免疫因子 ,增强吞噬细胞的吞噬能力和B 细胞产生抗体的能力 ,还可抑制腐败微生物的过度生长和毒性物质产生; (2)肠道内正常微生物不仅有助于食物的消化 ,而且还可合成蛋白质和维生素 ,从而提高机体的抗病能力; (3)利用微生态制剂建立机体内正常的微生物 ,竞争性的排斥体内病原菌; (4)微生态制剂可补充或恢复种群优势 ,使失调的微生态达到新的平衡; (5)微生态制剂中的有益耗氧微生物在体内的生长繁殖 ,降低了局部氧分子的浓度 ,促进了肠道内厌氧菌的繁殖 ,从而使微生态恢复平衡。
据报导 ,微生态制剂已由实验室转向了工厂化生产 ,此类商品在市场上越来越多 ,它将在发展健康养殖、 绿色养殖中发挥更大的作用。
2 微生物做水产饲料的添加剂
微生物体内含有丰富的营养物质 ,有益微生物可以产生各种酶如水解酶、 发酵酶和呼吸酶 ,这些酶有利于降解饲料中蛋白质、 脂肪和较复杂的碳水化合物;同时能合成 B 族维生素及维生素 K,促进水产动物对营养物质的消化吸收;而且微生物细胞还可以提供额外的核酸、蛋白质、 各种矿物质 ,是供给能源的良好来源且具有安全性[ 27 ]。
人们很早就开始探索用微生物作为养殖对象的营养来源。而现代微生物学和发酵工艺也使这种微生物来源的饵料的大批生产成为可能[28 ]。Ringo 等[29 ]发现一些微生物如农杆菌、 假单胞菌、葡萄球菌、 短藻都可能有助于北极红点鲑( S . al pi2nus)对营养的吸收; Samucl 等[30 ]的研究显示 ,复合微生物制剂作为饲料添加剂 , 既可促进动物的生长 , 又可改善养殖环境; Ziaei 等[31 ]在饲料中添加复合微生物制剂能显著提高印度明对虾( F. i n di2cus)肠蛋白酶、 脂肪酶、 淀粉的活性;李维炯等[ 32 ]将一定比例的有益微生物原液加糖
与饲料均匀混合 ,装入密封缸中 ,经各种有益微生物菌群的厌氧发酵 ,改善了原有饲料的品质结构 ,提高营养含量;杨健康等[ 33 ]在饲料中添加光合细菌喂养欧洲鳗鲡( A ng ui l l a ang ui l l a) 三类苗发现:试验组成活率、质量增长率、 饵料效率均较对照组有所提高;张淑华等[34 ]的研究结果表明 ,在饲料中添加 0. 10 %、0. 15 %的微生态制剂可促进对虾的生长 ,提高成活率;许国焕等[35 ]在基础饲料中分别添加相同剂量(活菌含量为 3. 0 ×1011cf u/ kg)的汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hanseni ) 、 枯草芽孢杆菌( B aci l l ussubt i l is)和凝结芽孢杆菌( B. coag ul ans) ,结果显示 ,饲料中添加剂量为 3. 0 ×1011cf u/ kg 的枯草芽孢杆菌和凝结芽孢杆菌能显著促进奥尼罗非鱼(Oreochromis ni lot icus x o ×O. aureus)的生长和其对饲料营养物质的利用 ,汉逊德巴利酵母对生长性能和饲料表观消化率无影响。
水产动物饲料中常用的有益微生物菌主要有以下几种:乳酸菌、 芽孢菌、 酵母菌及丝状真菌、 弧菌、 光合细菌。其中光合细菌的研究在国内有着长足的发展。光合细菌菌体营养丰富 ,蛋白质含量高达 60 %以上 ,且富含各种 B 族维生素、 辅酶 Q、 叶酸、 生物素及其他未知的多种生理活性物质 ,此外还含有丰富的类胡萝卜素 ,作为饵料添加剂具有明显的增产效果[36 ]。安树升等[37 ]利用光合细菌与单胞藻混合投喂海湾扇贝( A rgopecten i r radi ans )幼体的效果明显优于单投喂胞藻;俞吉安等[38 ]以 2 %的光合细菌添加到饲料中投喂草鱼( Ctenop hary n2godon i del l us) 、 鳙鱼( A rist icht hys mobi l is )和鲢鱼( H y pop ht halmicht hys mol i t ri x ) ,成活率、 单产均有所提高 ,饵料系数下降;张明等[ 39-40 ]用光合细菌培养的枝角类数量是用干酵母、 小球藻培养的 2～4倍培养出的水蚤和轮虫的氨基酸含量明显提高 ,品质也更加接近于天然生长的浮游动物。
3 微生物在改良水质上的作用
良好的水质对水产动物的正常生长极其重要 ,水质的恶化是影响水产养殖生物存活率和产量的主要原因 ,因此水产养殖环境的净化已成为养殖业发展的关键技术和研究热点 ,目前采用的换水、 利用药物等物理化学方法 ,已无法从根本上解决养殖水质污染的问题 ,净水微生物的研究就在这个基础上逐渐发展起来。
净水微生物能通过氧化、 氨化、 硝化、 反硝化、解磷、 硫化及固氮等作用将有害物质分解为二氧化碳、 硝酸盐、 硫酸盐等 ,同时又分解池塘底部腐败的沉积物,并能在较短时间内大量繁殖成优势种群而抑制病原微生物[41 ]。净水微生物主要有两大类:(1)单一型制剂 ,如光合细菌、 乳酸菌类、 芽孢杆菌和硝化细菌等。伊玉华等[42 ]在对虾养殖池中施用光和细菌 ,结果使水中溶氧大大提高 ,N H32N 降低 ,对虾产量提高;李秀珠[43 ]在对虾池中施用紫色非硫光和细菌 ,结果低泥 H2 S含量平均减少 60 %;丁雷等[44 ]发现芽孢杆菌不能起到分解水体中小分子有机物、 同化氨氮的作用 ,但有明显的降低亚硝酸盐的作用;林亮等[45 ]对施用芽孢杆菌制剂后虾池底泥细菌群落进行了研究 ,结果表明 ,芽孢杆菌制剂改变了虾池底泥细菌类群组成 ,增加了底泥好氧细菌的数量;仇丽[46 ]用枯草芽孢杆菌养殖凡纳滨对虾(L i topenaeus v annamei ) ,与常规虾池对照 ,氨氮含量、 亚硝酸含量都有明显下降 ,还达到了增产的效果;曹煜成等[47 ]在草鱼养殖过程中施用地衣芽孢杆菌( B. l icheni f ormis) De 可使水体中的 N H32N及 NO22N 在养殖中后期始终保持在较低水平。(2)复合型制剂 ,由多株单一菌株组合而成。近年来 ,复合型微生物净水剂在改善养殖水体生态环境中的作用引起了人们的重视 ,在我国的研究也越来越深入。李勤生等[48 ]发现光合细菌不同菌株之间、光合细菌和异养细菌菌株间混合培养可促进其生长 ,光合细菌不同菌株之间混合培养时的生长量均高于单株培养 0. 36 %～17. 4 % ,多数增长 11 %以上 ,光和细菌和异养细菌间混合培养效果更为显著 ,增长量为单种培养的 1. 34～5. 6 倍 ,混合培养中许多方面都表现出优点;
李卓佳等[49 ]通过试验证实乳酸杆菌(L actobaci l l us spp . ) L H 能有效地降低养殖废水和饲料中的 NO22N、 NO32N、 PO42P , 而使N H32N的浓度升高 , 对 COD 无明显作用 ,因此建议在实际应用上 , 应将乳酸杆菌和芽孢杆菌、 光合细菌等有益菌联用 , 以发挥各个菌株的不同功能;王彦波[50 ]在养殖鲫鱼的试验中发现光合细菌降解氨氮的能力较强 ,而芽孢杆菌将 NO22N 的能力较强 ,而将 2 种菌混合使用时 ,不仅起到了互补的作用 ,COD 的降解率大大提高了;叶奕佐等[ 51 ]将光合细菌和放菌施用于温室无砂养鳖池 ,结果 COD去除率超过 90 %;张玲华等[ 52 ]用由假单胞菌、 芽孢杆菌和硝化细菌混合制成的复合制剂投放到池塘中 ,发现其能有效地降解养殖池中残余的饵料 ,同时促进了硅、 绿藻的繁殖 ,间接增加了水中的溶氧。
另外 ,值得一提的是 ,微生物絮凝剂的应用也逐渐为人们所注意。微生物絮凝剂是由微生物产生的具有絮凝活性的代谢产物 ,能使水体中的胶体和悬浮颗粒物相互聚集 ,形成絮状沉淀 ,从而由反应体系中分离出来。微生物絮凝剂在处理废水方面效果已被证实 ,但目前将微生物絮凝剂用于水产养殖废水处理的报道却很少 ,根据微生物絮凝剂的特性和初步应用可以预测 ,将其用于处理养殖池水在经济、 技术上都是可行的[ 53 ]。
4 微生物肥料在水产养殖中的应用
施肥养殖在我国有悠久的历史 ,传统的施肥养殖主要是施加无机肥料、 无机复合肥、 有机肥 ,以提高养殖的单位产量。然而这种传统的施肥方式不仅会导致水质恶化 ,肥料营养元素也很单一 ,因此探索新的肥料迫在眉睫。微生物肥料就是在这个基础上发展起来。微生物肥料是指采用畜禽粪便和其他有机物为主要原料,经接种微生物复合菌剂 ,利用生化工艺和微生物技术 ,彻底杀灭病原菌、寄生虫卵 ,利用微生物分解有机质 ,将大分子物质变成小分子 ,然后达到除臭、 腐熟、 脱水、 干燥的目的 ,制成具有优良物理性状、 碳氮比适中 ,肥效优异的生物肥料。它能为水生动植物直接或间接提供营养元素或通过有益微生物的生命
活动一直病原菌的生长繁殖 ,直接或间接促进和改善生物生长 ,并使其品质得到改善[ 54 ]。 邹勇等[55 ]对水产养殖专用微生物肥料生产工艺已有详细的报道;金满洋等[56 ]在池塘养殖中施用EM 活性微生物水产专用肥 ,结果单位面积净产量鱼种池提高 17. 8 % ,成鱼池提高 14. 4 %。但微生物肥料尚有很多问题亟待解决 ,目前在我国仍然不易推广。首先 ,微生物肥料的生产和使用均需要一定适宜的条件;其次是微生物肥料有效期非常严格 ,刚生产出来的活菌量很高 ,随着保存时间和条件的变化 ,产品中有效微生物就会逐渐减少直至失效;最后 还要注意到适用作物和地区 ,这是目前微生物肥料应用的最大难题。
5 微生物在水产养殖中的其他应用
5. 1有益微生物群能在水体污染中起指示作用
在环境监测中,可以选用一些微生物作为指示物 ,来判断水体污染程度。大量试验证实 ,微生物的数量与其所相应化合物含量之间有一致性 ,故可用来作为某类或某种污染物的指示菌 ,一般情况下 ,如果其他条件相对稳定时 ,有益微生物数量多 ,水质就好 ,动物不会生病 ,反之就会爆发疾病[57 ]。
5. 2 微生物多糖可刺激水产动物免疫系统 ,提高免疫力,改善肉质
鱼类的防御系统与哺乳动物相似 ,而虾类不具有特异性免疫 ,一旦病原入侵机体 ,则要依靠其内部的防御系统。来自微生物细胞壁的葡聚糖、 脂多糖、 肽聚糖等可诱导生物体 ,提高
水产微生物学汇总
