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第一章海洋微生物海洋微生物：是在海洋环境中能够生长繁殖、形体微小、单细胞的或个体结构较为简单的多细胞、甚至没有细胞结构的一群低等生物。分类：非细胞型：海洋病毒原核细胞型：海洋细菌、海洋放线菌、海洋蓝细菌真核细胞型：海洋酵母菌、海洋霉菌等研究热点：病害防治利用海洋病毒白斑综合症杆状病毒（WSSV）WSSV检测技术直接观察法组织化学法与电子显微镜技术免疫学检测技术单克隆抗体，常用酶联免疫吸附分析（enzyme-linkedimmunosorbentassay;ELISA）实验分子生物学技术核酸探针（DNAProbe）技术PCR技术DNAExtractionMixingMasterMixDNAAmplificationElectrophoresisPCRresultConformationPhotoDocumentationTypicalmethodologyinvolvedinaPCRlaboratoryDETECTIONANDASSAY1.SamplewithsevereWSSVinfection2.samplewithmediumWSSVinfection3.samplewithlightWSSVinfection4.samplewithverylightWSSVinfection5.WSSVnegativesample6.ddH2O7.Standard1,1000copies/reaction8.Standard2,100copies/reaction9.Standard3,10copies/reactionM:molecularweightmarker海洋细菌海洋细菌与藻类的关系藻类——向外释放代谢产物——酯、肽、糖类、维生素和毒素，生长抑制和促进因子等——在其周围形成一种特殊环境——聚集大量的细菌。相互利用如细菌利用藻类生产的有机物，而有的藻类在无菌条件下不能变态。拮抗关系如藻类可产生抗生素，而细菌也可直接或间接抑制藻类生长，甚至裂解藻类细胞。海洋细菌能够附着在几乎所用海洋植物体表上，形成特殊的微生物区系。利用各种多糖类的细菌常是海藻体表的重要菌群，如褐藻酸降解菌是海带上的优势菌群。褐藻酸降解菌海带藻体上的正常微生物区系成员，但在条件改变时，这类细菌可发展形成特殊的优势菌群，能强烈降解褐藻酸钠和海带藻体，限制其他微生物的生存和发展，导致海带育苗系统中的脱苗和烂苗。光合细菌（PhotoSyntheticBacteria,PSB）光合细菌是一大类在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称。光合细菌的功能固氮、脱氢、固碳和硫化物氧化等，在自然界的碳、氢、硫循环中起着重要作用。光合细菌特征：1、含有光合色素——细菌叶绿素；2、在厌气光照条件下进行光合和生长；3、在光合作用过程中不产生氧，因此光合细菌和蓝藻等其他光合原核生物，在分类学上有所区别。1.分类光合细菌都归属于红螺菌目（Rhodospirillales）分四个科：红螺菌科Rhodospirillaceae着色菌科Chromatiaceae绿杆菌科Chlorobacteriaceae绿色丝状菌科Chloroflexaceae按习惯可分成四大类：紫硫菌——着色菌科紫色非硫细菌——红螺菌科绿硫菌——绿杆菌科绿色非硫细菌——绿色丝状菌科2.光合色素光合细菌的颜色是由其光合色素决定的，光合色素主要包括细菌叶绿素（菌绿素）和类胡萝卜素。一般情况下：红螺菌科、着色菌科：红、粉红、橙黄、紫或茶褐色。绿杆菌科、绿色丝状菌科：绿色也有个别例外。绿色：菌绿素颜色（蓝绿色）其它颜色：类胡萝卜素的结果。菌绿素是光合作用的媒介，而类胡萝卜素可将能量传递给菌绿素。3.光合反应的供氢体光合反应时，用于还原CO2的供氢体不同，可归纳为三类：以H2S为供氢体以硫代硫酸盐为供氢体以有机物为供氢体SOHOCHSHCO2)22222（光424222222)2332SOHSONaOCHOHOSNaCO（光AOCHAHCO2)222（光红螺菌科主要是方式3，着色菌科、绿杆菌科为1和2，绿色丝状菌科则三种皆有。4.光合细菌的获能形式通过光合作用获能：供氢体和碳源合适时，所有光合细菌都可在光照、厌气条件下，通过光合磷酸化过程获能。通过脱氮或发酵获能：厌气、黑暗条件下。通过呼吸作用获能：有氧、黑暗条件下。不同类型的光合细菌的获能形式差异很大，但仅红螺菌科（紫色非硫细菌）兼有上述3种形式。5.碳源着色菌科、绿杆菌科细菌以H2S为供氢体，以CO2为主要碳源；红螺菌科以各种有机物为供氢体，同时以这些有机物作为碳源利用。如丁酸钠、低级脂肪酸等。3222274)522NaHCOOCHCOOHNaOHC（光222256422)2HCOOCHOHOHC（光红螺菌科细菌还可进行异养培养，在没有低级脂肪酸和CO2的培养基中给予酵母膏、蛋白胨、糖等有机物，不管是否厌气、有无光照，都能像异养细菌一样生长。可将光合细菌分成不同的营养类型：光能自养型：着色菌科、绿杆菌科光能异养型：红螺菌科兼性营养型：绿色丝状菌科6.氮源光合细菌都具有固氮能力，这是光合细菌的一个重要特征，这是因为其有固氮酶存在。对氮源利用较广，一般均可利用铵盐、氨基氮甚至氮气，少数种类能利用硝酸盐和尿素。7.细胞形态极其多样：球形、卵形、杆形、弧形、螺旋形、环形、半环形、丝形以及进一步成为链形、锯齿形、格子形、网篮形等。即使同一种也会因培养条件和生长阶段不同而发生变化。8.光合细菌用途水环境改良剂光合细菌生命力、适应性都很强，在生长繁殖过程中能分解有机物和吸收水体中的氨态氮、硫化氢、亚硝酸盐等有害物质，本身无毒无污染。它在光照厌氧条件下生长旺盛，在无光黑暗通气条件下亦能生长，但不合成红色素，易经诱导产生广泛的适应酶，对降解某些有毒或人工合成化合物具有潜力；耐低温（即使冰冻也不会死亡）和高盐度（20%），适合处理高浓度有机废水。饲料添加剂光合细菌菌体营养丰富，含蛋白质(60%以上)，维生素B12、叶酸、核黄素、类胡罗卜素、辅酶Q10等促长因子和生理活性物质，是优良的。植物肥料光合细菌以土壤接受的光和热为能源，将有机和无机营养物质转化成易为植物吸收的小分子物质。同时光合细菌除本身的有机营养物质外，还含有铜、锌、钼、钴、镍等微量元素，含量适中，施用后，可补充土壤所缺，提高肥效。（1）.光合细菌水产养殖业应用①净化水质兼性厌氧的光合细菌能改善水质的主要原因，是它在分解有机质时不产生有害物质，并且还能利用有害物质作为营养源，长成自已的有益细胞，变害为宝；形成优势群落后，还能竞争性地抑制病原微生物的生长，降低感染机率。从而净化水质使鱼类健康生长。②维持微生态平衡在渔业生产中，控制病原微生物的浓度，使其达不到发病临界点，是健康养殖的关键。通常人们采用消毒杀菌剂来控制，但易造成鱼虾的不良反应且易产生耐药性。到了鱼类发病需要治疗的时候，安全剂量治不了病，大剂量施用又危及鱼虾。而光合细菌可基本克服消毒杀菌剂的缺点，它可以降解或清除水体中包括鱼药在内的有害化学物质；与病原微生物争夺营养、空间，使其无法大量繁殖，从而不易形成致病的环境条件。但鱼类发病后，再用光合细菌治疗是没有明显效果的.须用消毒杀菌剂治疗,6-7天后,再施用光合细菌保养水质。鱼类病害防治原则是：防重于治。只有在日常渔业生产中，维持水体微生态平衡，使有益微生物始终占绝对优势，才是健康养殖的出路。③培养浮游动物作饵料光合细菌营养丰富，这正是浮游动物的优质饵料。实践证明，水体中光合细菌越多，浮游动物生长繁殖越旺盛,以浮游动物为食的鱼类增产效果也就越明显,如虾、蟹、花鲢、河蚌等。浮游动物作为仔鱼、糠虾、贝苗等开口饵料，营养价值高，易于消化吸收。此外，光合细菌对于刚孵化后，还不能主动捕食的仔鱼是最适宜的饵料，此时仔鱼的消化系统各器官尚未完全分化，光合细菌通过鳃被吸入体内，在卵囊尚未被完全吸收的同时，即可从外界摄取营养，以弥补内源性营养的不足，从而大大提高成活率。④间接增氧光合细菌分解有机质进行生长繁殖时，不需要氧气，也不释放氧气，它节约了好氧微生物分解有机质时所需的氧，产生间接增氧作用。但随后好氧的浮游动物因得到丰富的饵料，数量剧增，增氧效果就不明显了。⑤饲料添加剂光合细菌含有大量的促长因子和生理活性物质，营养丰富，拌和饲料后，可补充和增加饲料营养成份、降低饲料系数；刺激动物免疫系统，促进胃肠道内的有益菌生长繁殖，增强消化和抗病能力，促进生长。（2）.光合细菌在环保业应用光合细菌兼性厌氧和很强的适应性，使其在污水发酵处理中，作用日益突出。例如光合细菌（荚膜红假单胞菌）可将致癌物亚硝胺转化为无毒的化合物，对于生化需氧量（BOD）高达数千mg/L的有机废水，一些生物膜法及活性污泥法等需氧处理法难以耐受，而光合细菌则可以承受，故在处理高浓度有机废水方面具有广泛的应用前景。9.光合细菌的菌种分离目前在废水处理和水产养殖中应用的光合细菌，主要是红螺菌科的种类（习惯上通称紫色非硫细菌）。红螺菌科细菌分离方法如下：（1）采样光合细菌的生长条件主要有：光照、温度、水、有机质和一定程度的厌氧环境。红螺菌科细菌以有机物作为光合作用的供氢体和碳源，故在自然界中有机物污染的地方它们广泛存在。采集海水光合细菌，可以在有机物比较丰富的岸边浅水处，用杯舀取少量泥土，连水放广口瓶中带回。（2）富集培养就是创造适合光合细菌生长的条件，使其大量繁殖。一般采用专门的液体培养基，人为造成厌气、光照环境进行培养。造成厌气环境可用液体石蜡，也可用磨口玻璃瓶，把培养液加满，盖上瓶塞，使多余的培养液溢出，并保证瓶内无气泡。可反复多次培养，直到光合细菌占绝对优势，培养液呈红色。（3）分离富集成功后要进行纯种分离，一般也是采用平板固体培养基划线培养，但也要在厌气、光照条件下培养。海洋蓝细菌（蓝藻）我们在海洋藻类中介绍