一株光合细菌的分离筛选及在对虾养殖系统水质净化中的应用

论文摘要

光合细菌（Photosynthethetic Bacteria,PSB）作为一类最早出现在地球上具有原始光能合成体系的原核生物,由于同时具有光能代谢和氧化代谢功能,从而能够广泛分布于自然环境中。光合细菌可以高效利用环境中小分子脂肪酸和醇,对水体中氨氮,亚硝酸盐氮和硫化氢等有着良好的去除效果,在高浓度有机废水处理和养殖水体净化中应用广泛。此外,光合细菌富含维生素B12、生物素、辅酶Q、类胡萝卜素以及赖氨酸等多种氨基酸,不仅可以作为饲料添加剂提高动物产量,而且在食品、制药领域也具有广阔的应用前景。在新能源领域,光合细菌具有产氢速率快、纯度高,能源利用比高等优势,可以在废水处理的同时产生新能源,实现废水资源化利用。本研究从海洋环境当中分离筛选到1株光合细菌,采用16S rDNA方法测序鉴定该菌株为Ectothiorhodospira magna。研究了温度、盐度和外加碳源等条件下,菌株对水体中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的转化过程,探究了光合细菌联合其它微生物制剂在凡纳对虾养殖水体中的应用。通过研究得到如下结论:（1）比较分析了乙酸钠、丁二酸钠、丙酸钠、丙酮酸钠、苹果酸钠5种碳源对光合细菌去除氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮过程的影响,结果表明乙酸钠作为外加碳源的去除效果最好,并且投加乙酸钠的浓度越高光合细菌菌株E.magna SQD.C08对无机氮的转化能力就越强。在初始投加40mM/L乙酸钠条件下,7d对20mM/L氨氮的去除率为81.83%;在初始投加72mM/L乙酸钠条件下,7d对8mM/L亚硝酸钠的去除率为46.21%;初始投加2mM/L的乙酸钠,7d对8mM/L硝酸盐氮去除率为89.70%。在3种无机氮共存的条件下,光合细菌对无机氮的转化能力受到乙酸钠浓度的影响,乙酸钠浓度越高光合细菌对无机氮转化效率就越快,且光合细菌会优先去除水体中的氨氮。（2）通过菌株对对虾饲料中氮源转化结果可知,菌株可以有效转化对虾饲料产生的氨氮,且13d内可将水体中氨氮浓度降低到1mg/L以下,并对由氨氮转化为亚硝酸盐氮也具有一定的转化能力。但菌株去除亚硝酸盐氮的能力相对较弱,在水产养殖系统中应联合其他菌株使用。（3）分别使用聚酯纤维球和陶粒作为载体,通过投加光合细菌+枯草芽孢杆菌+硝化细菌和光合细菌+硝化细菌的方式构建了3套生物膜系统。研究其对养殖水体的净化作用,结果表明,联合使用3种微生物制剂以及利用聚酯纤维球作为载体的养殖系统硝化功能建立时间更快,对氨氮去除能力最强。利用增加氨氮负荷方法来提高生物膜系统的硝化能力,在初始氨氮浓度为9mg/L条件下,24h氨氮去除率为35.39%。（4）投加该菌株对养殖系统中对弧菌具有良好的抑制作用,在投加光合细菌+硝化细菌+枯草芽孢杆菌以及利用聚酯纤维球作为载体的养殖系统中弧菌最高数量为50 CFU/mL。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 前言
•     1.1.1 光合细菌的定义
•     1.1.2 光合细菌的分类与性质
•     1.1.3 光合细菌在物质循环中的作用
•     1.1.4 光合细菌的应用研究
•     1.1.5 生物絮团与生物膜技术
•   1.2 研究目的与研究内容
•     1.2.1 项目来源
•     1.2.2 研究目的
•     1.2.3 研究内容
•   1.3 研究技术路线
• 第2章 光合细菌的富集培养及分离筛选
•   2.1 前言
•   2.2 材料与方法
•     2.2.1 实验仪器与材料
•     2.2.2 实验方法
•     2.2.3 研究技术路线
•     2.2.4 分析方法
•   2.3 实验结果
•     2.3.1 光合细菌的富集
•     2.3.2 光合细菌的分离
•     2.3.3 光合细菌的扩大培养
•     2.3.4 菌株的形态特征
•     2.3.5碳源利用实验
•     2.3.6 菌液特征吸收波峰测定
•     2.3.7 光合细菌16SrDNA法鉴定
•   2.4 讨论
•   2.5 小结
• 第3章 光合细菌菌株E.magna SQD.C08对无机氮转化作用
•   3.1 前言
•   3.2 材料与方法
•     3.2.1 实验仪器与材料
•     3.2.2 实验方法
•     3.2.3 研究技术路线
•     3.2.4 分析方法
•   3.3 实验结果
•     3.3.1 碳源种类对菌株E.magna SQD.C08无机氮转化效果的影响
•     3.3.2 乙酸钠浓度对菌株E.magna SQD.C08无机氮转化效果的影响
•   3.4 讨论
•   3.5 小结
• 第4章 光合细菌菌株E.magna SQD.C08对3 种无机氮共存条件下的转化作用
•   4.1 前言
•   4.2 材料与方法
•     4.2.1 实验仪器与材料
•     4.2.2 实验方法
•     4.2.3 研究技术路线
•     4.2.4 分析方法
•   4.3 实验结果
•     4.3.1 乙酸钠浓度对菌株E.magna SQD.C08氨氮转化效果的影响
•     4.3.2 乙酸钠浓度对菌株E.magna SQD.C08亚硝酸盐氮转化效果的影响…
•     4.3.3 乙酸钠浓度对菌株E.magna SQD.C08硝酸盐氮转化效果的影响
•   4.4 讨论
•   4.5 小结
• 第5章 光合细菌菌株E.magna SQD.C08在对虾养殖水质净化中的应用
•   5.1 前言
•   5.2 材料与方法
•     5.2.1 实验试剂与仪器
•     5.2.2 实验方法
•     5.2.3 研究技术路线
•     5.2.4 分析方法
•   5.3 实验结果
•     5.3.1 E.magnaSQD.C08对对虾饲料氮源转化的影响
•     5.3.2 E.magnaSQD.C08在载体上建立硝化系统的研究
•     5.3.3 E.magnaSQD.C08对对虾养殖水体的调控
•   5.4 讨论
•   5.5 小结
• 第6章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李凌志

导师: 宋志文

关键词: 光合细菌,分离筛选,鉴定,无机氮,对虾养殖

来源: 青岛理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,农业科技

专业: 生物学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用,农业基础科学

单位: 青岛理工大学

基金: 山东省重点研发计划(公益性科技攻关类)项目“基于活沙技术的对虾自循环养殖系统的构建及条件优化(2018GSF117022)”的部分内容

分类号: X714;X172

总页数: 85

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