《水产微生态》PPT课件.ppt

日照职业技术学院水产学院 徐中平,水产微生态,讲述内容,一、微生态的基本常识二、水产微生态系统构成三、水产动物胃肠道微生态四、微生物在水产微生态系统中的作用五、微生态制剂在水产养殖的应用,一、基本常识,生态系统生物群落与其生存环境,生物圈：地球上最大的生态系统陆地生态系统山地生态系统水域生态系统 海洋、湖泊、河流、水库、池塘,水产生态系统,微生物：一切微小生物的总称,微生物生态学：研究微生物与 生存环境之间 相互作用。,微生物生态系统：微生物 周围的生物 非生物,水产微生态系统,水产微生物生态系统水生微生态系统的特例 水生微生物、大型水生物、非生物环境、养殖对象、人为因素 水产微生态学 研究水生微生物水体环境养殖对象人为因素的相互关系，目的通过微生态调节为养殖对象创造健康的生活环境调节手段：水质调节、微生物调节、药物调节、人的养殖操作上得调节微生态的平衡：有利于养殖的、益生微生物站优势的生态平衡的建立健康环境、健康生长、健康食品生态、绿色、优质、高效益,二、水产微生态系统构成,菌类,类别 形态：球菌、杆菌、螺旋菌、丝状菌,细 菌,自养：自身能够外界能量，将二氧化碳合成有机物供自身生活。光能自养：利用光能进行光合作用，合成有机物，如藻类、光合细菌；化能自养：利用氧化自然界的化学物质，释放化学能，合成有机物。如硫化细菌、铁细菌；异养：自身不能从外界吸取能量将无机物合成有机物，只能从外界吸收现有的有机物供自身生活。如各种腐生、寄生菌、原生动物；兼性异养：能够从外界摄取有机物，也能进行光合或化能合成作用，如 光合细菌。,生活方式,异养腐生菌：从已死的动、植物或其它有机物吸取养料 枯草杆菌、大肠杆菌、乳酸菌、枯草杆菌、硝化细菌、铁细菌、甲烷细菌、痢疾杆菌、硫酸盐还原菌，铁细菌，寄生菌 生活在另一种生物体表或体内，依赖后者提供营养物质和居住场所，受害的一方就叫寄主，也称为宿主。兼性菌：既能营寄生生活也能营寄生生活，如某些大肠杆菌。共生菌：和其他生物生活在一起，彼此相互依赖、紧密互利 如：蓝藻和真菌共生地衣。,根据对氧气的需求将细菌分为,厌氧菌：只有在没有游离氧存在的情况下，才能完成正常的呼吸和生长发育的细菌。需氧菌：只有在分子氧存在的情况下，才能完成其体内的氧化-还原反应过程的细菌。兼性细菌：不论由氧还是没有氧存在的情况下，均可利用其复杂的酶系统进行氧化-还原反应的细菌。,革兰氏染色,G+染成深色：紫、紫红色G-染成浅色：红、粉红,致病菌非致病菌条件致病菌,介绍几种重要的细菌,枯草芽孢杆菌光合细菌(Photosynthetic bacteria,PSB）乳酸菌酪酸菌噬菌蛭弧菌（Bdellovibrio bacteriovoru),枯草芽孢杆菌,单细胞、椭圆到柱状、无荚膜、周生鞭毛、革兰氏阳性菌，好氧、芽孢形成后菌体不膨大。芽胞杆菌生长和繁殖快速且适应性强,它作为益生菌能够适应温度、pH 值和盐度的变化。形成存活期长且耐高温的芽孢胞子，不易失活、成品保持长久活性，耐分装、保存、饲料工业混合加工。,作用机理,1枯草芽孢杆菌菌体生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，这些活性物质对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用 2枯草芽孢杆菌迅速消耗环境中的游离氧，造成肠道低氧，促进有益厌氧菌生长，并产生乳酸等有机酸类，降低肠道PH值，间接抑制其它致病菌生长 3刺激动物免疫器官的生长发育，激活T、B淋巴细胞，提高免疫球蛋白和抗体水平，增强细胞免疫和体液免疫功能，提高群体免疫力 4枯草芽孢杆菌菌体自身合成-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等酶类，在消化道中与动物体内的消化酶类一同发挥作用 5能合成维生素B1、B2、B6、烟酸等多种B族维生素，提高动物体内干扰素和巨噬细胞的活性。,水质净化的机制,分解池中残饵、粪便、有机物等，具有很强的清理水中垃圾小颗粒的作用，消除氨氮、分解养殖池中的有毒有害物质，净化水质；枯草芽孢杆菌改善有害蓝藻泛溢造成的水质浑浊问题，水质由浑变清，具有很强的净化水质功能；枯草芽孢杆菌对水产中的弧菌、大肠杆菌和杆状病毒等有害细菌有很强的抑制作用，有效预防水产动物肠炎，烂鳃等疾病；分泌大量几丁质酶的功能，几丁质酶可分解病原真菌的细胞壁而抑制真菌病害；刺激水产动物免疫器官的发育，增强机体免疫力；减少养殖动物病害发生，明显提高产量，枯草芽孢杆菌可以减少养殖动物病害发生，可以大大提高对养殖动物产量，从而提高经济效益；净化水质，无污染，无残留。,芽孢杆菌的作用机制：,应用范围,枯草芽孢杆菌不仅在饲料中应该比较广泛，在污水处理及生物肥发酵或发酵床制作中应用也相当广泛，是一种多功能的微生物.1畜牧、家禽、特种动物、宠物、水产养殖理。2市政和工业污水处理，工业循环水处理，腐化槽、化粪池等处理，畜牧养殖动物废料、臭味处理，粪便处理系统，垃圾、粪坑、粪池等处；3可以与多种菌种混配，在农业生产中具有重要作用。,光合细菌(Photosynthetic bacteria,PSB）,地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物。是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称。无芽孢、革兰氏阴性。光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处，主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。,硫细菌：能氧化硫化合物的细菌,光能营养菌光合细菌 光能营养菌利用光能的自养型，菌体内含有光合色素，如紫硫细菌、绿硫细菌，产生细菌叶绿素和类胡萝卜素，呈粉红、紫红、橙、褐、绿等色，在厌氧条件下，在利用光合色素进行不产氧的光合作用，氧化硫化氢成硫酸，并能在细胞内或细胞外形成硫磺粒，故亦称为硫磺细菌。通常在光线充足并含有硫化氢的厌氧环境中生长良好。,紫色硫细菌 是一群含有菌绿素和类胡萝卜素、能进行光合作用、光合内膜多样、以硫化物或硫酸盐作为电子供体、沉积硫的光能自养型细菌。因含有不同类型的类胡萝卜素，细胞培养液呈紫色、红色、橙褐色、黄褐色，故称为紫色细菌。红螺菌属(Rhodospirillum)、红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)红微菌属(Rhodomicrobium)，曾被认为不能利用硫化物作为电子供体以还原CO2构成细胞物质，所以一直称它们为非硫紫色细菌。后来发现，这些细菌的大多数尚可以利用低浓度的硫化物，现亦归为紫色硫细菌。,其它硫细菌,化能营养菌 在好氧条件下，氧化硫化物成硫酸，获取能力合成有机物，但在体内不积累硫磺粒，如硫杆菌（Thiobacillus）中的许多种属此，习惯上称这类菌为硫化细菌。而有的菌能在体内积累硫磺粒，当环境中缺少硫化氢等物时，体内硫磺进一步氧化成硫酸，这类菌习惯上称为硫磺细菌。以上均为化能自养型。,硫酸盐还原菌（SRB）,硫酸盐还原菌（SRB）硫酸盐还原菌是指在一定条件下能够将硫酸根离子还原成二价硫离子，进而形成副产物硫化氢，并对金属有很大腐蚀作用的一类细菌，腐蚀反应中产生硫化铁沉淀可造成堵塞。,光合细菌的作用,利用供氢体H2S（或一些有机物），产生H2，固定二氧化碳，合成有机物，利用光能进行光合作用在厌氧光照条件下，能利用低级脂肪酸、多种二羧酸、醇类、糖类、芳香族化合物等低分子有机物作为光合作用的电子受体，进行光能异养生长。同时将某些有毒物质如 H2S和某些芳香族化合物，进行生物转化，合成无毒、无副作用且富含各类营养物质的菌体蛋白，改善了生态环境，可提供高质量的饲料原料。还能在某些条件下进行固氮作用，利用铵盐合成蛋白质等有机物；光合细菌在自身的同化代谢过程中，又完成了产氢、固氮、分解有机物三个自然界物质循环中极为重要的化学过程。,光合细菌在水产养殖中的作用,现今高密度高投饲高产量养殖模式，使养殖水体污染严重，特别是饲养后期，底层积累了鱼虾的排泄物和未消耗尽的食物残料，有机质丰富，造成微生物的大量繁殖，消耗了水中大量的氧气，导致地底层形成无氧环境，硫酸盐还原菌大量繁殖，产生对鱼虾有毒害作用的硫化氢、酸性物质等水中有机物、氨及亚硝酸盐含量偏高，严重影响了养殖动物的生长。养殖地底层的这种环境正好是适于光合细菌生存的条件。,光合细菌在水产养殖中的作用,光合细菌施入水体后，它可降解水体中的残存饲料、鱼类的粪便及其它有机物；同时，还能吸收利用水体中的氨、亚硝酸盐、硫化氢等有害物质。施用光合细菌，能有效避免固体有机物和有害物质的积累，起到净化水质的作用。还可调节pH，并使氨氮、亚硝酸态氮、硝酸态氮含量降低，池底淤泥蓄积量减少，净化水质。有益于藻类和微型生物数量的增加。硅藻、小球藻等鱼类喜欢摄食的藻类成为优势藻类，而蓝藻等有害藻类受到抑制。光合细菌能大量利用水中的氨氮，能有效避免“水华”的产生，如蓝藻的大量繁生。抑制了有害病菌的生长和繁殖，降低了有害病菌数量，从而减少了鱼类病害的发生。,光合细菌在水产养殖中的作用,营养丰富良好的饵料和饲料添加剂蛋白质含量高细胞干物质中60%以上，其蛋白质氨基酸组成比较齐全；生物活性物质含量丰富富含有多种维生素、促生长因子、免疫因子，尤其是B族维生素极为丰富，Vb2、叶酸、泛酸、生物素的含量也较高，同时还含有大量的类胡萝卜素、辅酶Q等生理活性物质，具有独特的抗病、促生长功能。,光合细菌施用,水体喷洒 水体喷洒适合改良水质、防治鱼病和培养优良藻类时使用。选择晴天上午或下午，将光合细菌用池水稀释后，全池均匀泼洒。因本品含菌量高，每毫升菌液应含光合细菌的数量为30亿以上，所以每亩施用量为1.5公斤3公斤。施光合细菌的次数根据水质情况确定，水质好可每隔15天施一次；水质较肥，水质较差，特别是饲养后期的高产池，应每隔710天施一次。饲料添加 光合细菌作为饲料添加剂使用时，可将光合细菌菌液喷洒于饲料中拌匀即可，菌液用量为投喂饲料量的1%，现配现用。光合细菌使用注意事项（一）光合细菌可在鱼苗池、鱼种池、成鱼池、亲鱼池、垂钓池和越冬池使用。除养鱼池可以使用外，养虾池使用更是事半功倍。（二）如果水体已使用消毒剂，应在48小时以后再使用光合细菌。实际上，坚持使用光合细菌，比频繁使用消毒剂效果要好得多。（三）光合细菌与粪肥配合使用效果更直接、更明显，特别是在鱼苗、鱼种培育池使用，增产增效特别显著。（四）扩繁好的光合细菌应尽早使用，常温贮存不宜超6个月。（五）光合细菌禁止使用金属容器存放。,噬菌蛭弧菌（Bdellovibrio bacteriovoru),寄生和 裂解(溶菌)Stolp 和Petzo ld于1962年 1 首次在德国土壤中一种植物假单胞菌上发现的一类细菌的寄生菌。它比通常的细菌要小,其作用类似于病毒(噬菌体),但它不是病毒,具有细菌特性。1982年秦生巨等在我国首次发现蛭弧菌。噬菌蛭弧菌微生物生态制剂为我国首创,国外未见报道，国家农业部批准生产噬菌蛭弧菌微生物生态制剂的菌株是指专营寄生生活的噬菌蛭弧菌菌种。,蛭弧菌基本特性,(1)一般呈弧、杆状,有时呈螺旋状。(2)菌体狭小,宽约0.30 0.45m。(3)端生鞭毛,很少多于1根的,鞭毛带鞘,并着生于一端。(4)革兰染色呈阴性。(5)严格好气。(6)化能有机型。(7)含有DNA，具有高度同源性,G+C的含量为4251%。,蛭弧菌基本特性,(8)明显而稳定地分解蛋白质。(9)通过TCA循环进行代谢。(10)一般不能分解利用碳水化合物，而利用肽、氨基酸作为碳 源和能源。不能利用环境提供的营养而生长,必须在宿主菌细胞内或其抽提物中才能生长、发育、繁殖,最后使宿主菌裂解。(11)具有双形性的发育史，有鞭毛交替,捕食性的类弧菌游动子(能用鞭毛尖端附着于寄主细胞)，无鞭毛螺旋状营养阶段(通常在寄主细胞内)。(12)能够进入到宿主细菌内，并在那里发育、繁殖或具有某种遗传力。其中寄生性和溶菌性是蛭弧菌的一个重要标志。,蛭弧菌的生活史示意图（蛭弧菌能寄生在大肠杆菌等许多-菌体内。）,蛭弧菌在4 37 的环境中形成噬菌斑,20 30 对大多数菌株的噬菌斑形成更为适宜。蛭弧菌培养物不耐热，如蛭弧菌Bd 81、Bd 98,在25 以上时渐渐失活。如果Bd 81以在25 下2 h,蛭弧菌的存活率为100%计,则15 20 时呈较为稳定状态,存活率在94.9%100%;在30、35、40、45、50 时的存活率依次为78.0%、62.7%、40.7%、30.5%和0%。,蛭弧菌的生态学及在自然界中的作用,它具有寄生和溶菌能力，在水源的自净方面也起着十分重要的作用，并可以利用其拮抗作用作为同致病菌作斗争的有力武器。蛭弧菌在灭菌湖水中对宿主福氏志贺菌有显著的清除作用,如7d 时福氏志贺菌被清除92.8%(Bd 81)或97.4%(Bd98)。在灭菌湖水中,25 时,不同数量的蛭弧菌对数量分别为5.0 106 8.0 106 CFU/mL 的ElTor 霍乱弧菌均有净化作用,且随着蛭弧菌与E lTor霍乱弧菌投入量的增加,ElTo r霍乱弧菌被清除的速率也加快。在灭菌湖水中,25 时,蛭弧菌对大肠杆菌悬液亦有除菌效果。如第21 d,加有蛭弧菌的湖水中,大肠杆菌由原来的3.5 107 CFU/mL减少到11 CFU/mL。,发现的蛭弧菌寄生对象,对沙门菌属、志贺菌属、埃希菌属、气单胞菌属、假单胞菌属、欧文菌属、变形杆菌属、弧菌属、球菌属等均有很高的裂解活性,特别是对弧菌属、沙门菌属和志贺菌属。进一步的研究发现,蛭弧菌对河水中的副溶血弧菌、溶藻弧菌、海弧菌、河弧菌、鳗弧菌、拟态弧菌、嗜水气单胞菌、恶臭假单胞菌、屈桡杆菌、发光杆菌、伤寒沙门菌、大肠杆菌等均有显著的净化作用。,司穉东等报道,蛭弧菌不但对人类的病原菌有裂解作用,而且对许多植物病原菌也有较强的吞噬能力。如从上海近郊河水中分离的蛭弧菌对大豆疫病假单胞菌、白菜软腐菌和水稻白叶枯病黄单胞菌等均有较突出的裂解能力。蛭弧菌对水生动物的致病菌有裂解作用。如Bd 81、Bd 98、Bd 112、Bd 32、Bd 127、Bd 83、Bd 64、Bd 296对从江苏无锡太湖地区培育珍珠的河蚌中分离的9株嗜水气单胞菌的裂解率可高达90%以上。实验亦已证实,10 亿个蛭弧菌的剂量对小鼠、豚鼠、家兔等不存在毒力和毒性作用。就是用于猴肾、HeLa细胞组织培养亦不引起任何细胞病变。蛭弧菌对模拟自然条件的河水中革兰氏阴性菌的裂解率显著高于对阳性菌的裂解率。,蛭弧菌培养物保藏方法,于灭菌自来水中、4温度下保存蛭弧菌,大部分可存活8 个月以上,极少数菌株仅存活2个月。在自来水保存液中定时添加宿主菌使之保持一定浓度,并不能使蛭弧菌不断增殖而延长存活时间。于4 温度下,蛭弧菌在自来水宿主软琼脂中存活一定的时间,发现91 d时存活菌株占100%;157 d或188 d时占91.7%;240 d时占67.7%;310 d时占58.3%;372 d时占50.0%;411 d时占25.0%;548 d时占16.7%;600 d时全部检不出蛭弧菌。用脱脂牛奶作保护剂冷冻干燥后于4 冰箱中保存蛭弧菌培养物,2 年的存活率为100%,3 年的存活率为81.8%。采用上述3 种方法保存的蛭弧菌,其次代培养物的生物学特性和寄生、裂解宿主菌的能力均不变。,乳酸菌,指发酵糖类主要产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称,18个属，共有200多种 乳酸链球菌族，菌体球状，通常成对或成链。乳酸杆菌族，菌体杆状，单个或成链，有时成丝状、产生假分枝。通常活力极弱，它们只能在相对受限制的环境中存活，一但脱离这些环境，其自身也会遭到灭亡。在小肠内定植后，从而发挥其强大而稳定的生物功效。植物源乳酸菌比动物源者更具有活力。,乳酸菌生理功能 1防治有些人种普遍患有的乳糖不耐症（喝鲜奶时出现的腹胀、腹泻等症状）。2促进蛋白质、单糖及钙、镁等营养物质的吸收，产生维生素B族等大量有益物质。3使肠道菌群的构成发生有益变化，改善人体胃肠道功能，恢复人体肠道内菌群平衡，形成抗菌生物屏障，维护人体健康。4、抑制腐败菌的繁殖，消解腐败菌产生的毒素，清除肠道垃圾。5抑制胆固醇吸收，降血脂、降血压作用。6免疫调节作用，增强人体免疫力和抵抗力。7抗肿瘤、预防癌症作用。8提高SOD酶活力，消除人体自由基，具抗衰老、延年益寿作用。9有效预防女性泌尿生殖系统细菌感染。10控制人体内毒素水平，保护肝脏并增强肝脏的解毒、排毒功能。,乳酸菌的作用机制：,酪酸菌（丁酸梭菌 Clostridiun butyricum),酪酸菌的作用机制：,促进肠道内有益菌群的增殖和发育，抑制肠道内腐败菌的生长和繁殖，减少胺类、吲哚类等物质的产生。,大肠杆菌大肠埃希菌菌群指代谢乳糖、产酸产气、革兰氏阴性、无芽孢的一类细菌,一直被当作正常肠道菌群的组成部分,一些特殊血清型的大肠杆菌对人和动物有病原性,真菌类,酵母（Saccharomyces）,单细胞，有的形成拟菌丝，多存在于富含糖分的基质中；营养繁殖：异养好氧兼性厌氧（腐生）、裂殖、出芽；有性生殖：两营养细胞或子囊孢子结合形成子囊，其中的双相核减数分裂形成子囊孢子；用途：酿酒、发面包和馒头、医药应用、降低石油的凝固点、营养保健食品、水产,酵母生活史,海洋红酵母,大小在4 6m之间,非常适宜作为海产动物幼体的开口饵料和整个幼体时期的补充性饵料。营养成分丰富,蛋白质含量占细胞干重的30%50%,且质量较好；含有水产动物所需的丰富氨基酸,富含多种维生素、矿物质；含各种消化酶,能促进各种饵料的消化吸收；而且还能产生以虾青素为主的类胡萝卜素，增强动物免疫功能、抗病力等。海洋红酵母是一种腐生菌,可以分解多种物质,天然海洋环境中的 清洁工；酵母细胞壁能影响肠道微生态平衡,增殖肠道有益菌,抑制有害菌；有效地抑制其它有害微生物的生长,起到了生物防治的作用。,图1 投喂海洋红酵母、面包酵母和-葡聚糖等条件下对虾的成活率对比,图2 投喂海洋红酵母、面包酵母和-葡聚糖等条件下对虾的终体重对比,水霉属（Saprolegnia）,无隔菌丝，多核，菌丝体白色，绒毛状；寄生或腐生：鱼类的大害：鳃霉病无性繁殖：在游动孢子囊中产生双鞭毛的游动孢子；,孢子囊的层出形成：本属的典型特征 孢子的双游现象：初生孢子静孢子次生孢子静孢子新菌丝体有性生殖：菌丝顶端形成精囊（有受精管）和卵囊；合子（卵孢子）减数分裂。,游动孢子囊和游动孢子；B.游动孢子囊的层出形成C.水霉生活史,