施用芽孢杆菌对虾池底泥细菌群落的影响

cjlittlepig

摘自《生态学杂志》

摘要    对施用芽孢杆菌制剂后虾池底泥细菌群落的变化进行了研究。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。利用Shannon-Wiener 指数进行生物多样性分析，发现试验池和对照池底泥细菌的多样性指数(H) 、丰度(D) 和均匀度(J) 在整个养殖过程的动态变化相似，前期较低，中期、后期和末期都有不同程度的升高。但是，与对照池相比，试验池的优势菌属发生了变化，黄杆菌属和粘纤维菌属数量增加，而弧菌和发光细菌数量相对减少，且对虾的成活率、体重和产量提高。

关键词 芽孢杆菌，细菌群落，斑节对虾，底泥

cjlittlepig

1 引言
    养殖过程实际上就是一个污染水体、破坏原水体微生态系统的过程。当有机物不断积累，溶解氧慢慢耗尽时或有抑制微生物生长的物质时，水体的自净作用就会受到限制甚至停止。通过添加外源的微生态制剂可以增强水体的自净能力。微生态制剂在水产养殖中的有效应用已经得到了肯定，但是仍然存在着许多问题需要进一步探讨和研究。国内外对微生态制剂的研究大多在应用效果上[ 4，，对其作用机制的研究是薄弱环节，特别是关于施用微生态制剂后细菌类群变化的研究报道较少。底泥细菌是养殖池生态系的重要组分，在促进池底有机物分解、减少有机物积累、保持良好水质环境等方面具有重要作用。本文研究了芽孢杆菌制剂对斑节对虾养殖过程中虾池底泥细菌类群的影响，探讨了微生态制剂的作用机制，拟为养虾生产科学管理水质、减免虾病发生提供理论依据。

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2 材料与方法

2.1虾池管理

    试验共用三个条件相似，面积约5315 hm2 的土池，其中1# 、2# 池作为试验池，3# 池作空白对照。在放苗前两周，池内注水30~ 40 cm，用100 mg·L-1漂白粉、300 mg·L-1生石灰进行消毒，放苗前7~ 10 d，水深加至100 cm，并用115 mg·L-1藻类生长素，30 mg·L-1茶麸肥水。放苗前2~ 3 d，1# 、2#池施用115 g·m-3的芽孢杆菌( 中国水产科学研究院南海水产研究所生产，粉状，含芽孢杆菌活菌数2×108 CFU·g - 1) 。放苗后，每隔14~ 21 d，试验池按0175 g·m-3水体的用量投放芽孢杆菌1 次。对照池除了不投放芽孢杆菌外，其它管理措施与试验池相同。

2.2样品采集

    试验时间为2001 年5~ 7 月，分别在前期( 5 月6 日) 、中期( 6 月19 日) 、后期( 7 月17 日) 和末期( 7月31 日) 用采泥器在虾塘定点采底泥，用无菌的药匙剥去表层约5 mm，无菌收集底泥，带回实验室。准确称取5 g 底泥，溶于装有45 ml 无菌海水的三角瓶中，加吐温- 80 至终浓度5 mg·L-1，摇床震荡20~ 30 min，10 倍系列稀释，分别涂布普通海水培养基2216E 和弧菌选择性培养基TCBS 平板，分离纯化单菌落后保种待鉴定。

2.3总异养细菌计数

    底泥菌液经稀释后，选取合适的稀释度分别涂布普通海水培养基2216E，28℃培养7 d 后计数，计算出每1 g 底泥总异养细菌数TPC。

2.4 细菌鉴定

    按美国的Oliver 细菌鉴定系统[3] 及文献[1] 将养殖前期、中期、后期和末期虾池底泥的细菌鉴定到属。鉴定项目包括形态观察、革兰氏染色、鞭毛染色、葡萄糖发酵实验、运动性实验、氧化酶反应、色素产生和触酶反应等。

2.5 细菌多样性

    根据生态学原理，按属的水平来分析虾池微生物多样性，分别用Shannon-Wiener 多样性指数(H) 、丰度( D) 和均匀度( J) [13] 的指数值表示。计算公式如下:

    H = -∑Pi log2 P 1

    D = ( S - 1) / log2N

    J = H / log2S

    式中，Pi为i种的个数与样品中总个数的比值，S为采样点中样品的总种类数，N为样品中细菌总数。

cjlittlepig

3 结果与分析

3.1 养殖效果

    使用SAS 统计软件对表1 数据进行T 检验，结果表明，试验组对虾的成活率，体重以及产量都显著高于对照组( P < 0105) ，说明施用了芽孢杆菌的池塘养殖效果明显比未施放芽孢杆菌的池塘好。

3.2 总异养细菌数的变化

    如图1所示，在整个养殖过程中，试验池底泥总异养细菌数量大致呈增加的趋势，而对照池的呈下降趋势。1# 池从前期的0.74 × 106 CFU·g - 1增加到末期的14 × 106 CFU·g - 1，2# 池从前期的7.8 ×106 CFU·g - 1增加到末期的9.5 × 106 CFU·g - 1，而3# 对照池从前期42 × 106 CFU·g - 1一直下降到末期的1.6 × 106 CFU·g - 1。微生物的生长繁殖具有生物特异性和环境适应性，芽孢杆菌是人为添加入池塘的外源细菌，不一定能尽快成为优势菌而进行微生态调节，其对于池塘的影响是要经过一段时间才能表现出来的。

3.3细菌类群的组成

    如表2 所示，在斑节对虾养殖过程中，从3个虾池底泥细菌共鉴定出244 株，其中对照池在整个过程均为革兰氏阴性菌，而使用了芽孢杆菌的两个试验池都有革兰氏阳性菌出现，但还是以革兰氏阴性菌占优势。

    在对照池，前期以假单胞菌属占优势( 57.7%) ，中期以发光杆菌属( 38.9% ) 为主，到了后期，以不动杆菌属( 41.2%) 占优势，末期，假单胞菌属、发光杆菌属和弧菌属稍占优势。在试验池，细菌类群发生了变化，前期、中期以假单胞菌( 25% ~ 63%) 占优势，后期主要以黄杆菌属( 44.4%，2，池) 或假单胞菌属( 23.8% ，1，池) 为优势，到了末期黄杆菌属( 25%~ 43.8%) 占优势。

3.4细菌多样性

    试验池和对照池底泥细菌的多样性指数、丰度和均匀度在整个养殖过程的动态变化相似，前期较低，中期、后期和末期都有不同程度的升高(表3) 。

cjlittlepig

4 讨 论

    与海洋、湖泊等自然水体比较，养殖池塘是人工控制的小生态系统，其中的各种理化因子、生物因子关系十分复杂，并且处于不断波动变化之中。底泥细菌群落由多种细菌类群组成，是养殖池塘生态环境的重要组成部分，底泥细菌的组成直接或间接受控于底泥内部复杂的理化及生物因子的综合作用。养殖过程中，添加外源的有益菌种，目的在于通过人工调控作用，改变底泥菌种组成，及时分解底泥的有机污染物，有效地抑制病原菌的繁殖，为对虾生长创造良好的生态环境。

    在养殖过程中的饲料利用率并不高，仅有小部分的饲料转为水产品，未被利用的有机饲料转化为溶解性的养分或沉积于底泥中，使得底泥中的有机污染物大量积聚，为异养菌的繁殖创造了条件，但同时也会造成缺氧影响异养细菌的生存和功能。芽孢杆菌存在于底泥环境中，能直接利用底泥中一些不溶性有机物( 如残饵、动物排泄物) ，减少了可溶性有机物的数量，从而使底泥的化学需氧量降低[ 5，，促进了好氧细菌的繁殖，增加了底泥异养细菌的数量，从而加速了对有机污染物的降解。因此，大多数施用了芽孢杆菌制剂后的池塘，在养殖后期都可以保持相对好的水质和藻相[2] 。本研究明，施用了芽孢杆菌后，试验池底泥总异养细菌数量增加了，在一定程度上增强了对有机污染物的分解能力。

    本实验多样性指数的分析说明，施用了芽孢杆菌后，对虾池底泥细菌多样性指数影响不大，但是，试验池与对照池的细菌组成的变化有一定差异。养殖过程中，试验池由于芽孢杆菌的存在，促进了其他革兰氏阳性细菌的生长，如小球菌属和棒状杆菌属等，但是同时也控制了另一些微生物的繁殖，如弧菌和发光杆菌等。革兰氏阳性菌和阴性菌共存可使底泥细菌群落结构更为完善，对维持养殖水体微生态环境的稳定性具有一定的生态学意义。同时，试验池施用了芽孢杆菌后，促进了黄杆菌属和粘纤维菌属细菌的生长。黄杆菌属- 粘纤维菌属是海洋中的重要细菌类群，可占细菌总量的15% ~ 25%[ 9，12] 。黄杆菌属和粘纤维菌属的增加，意味着虾池底泥环境更接近海洋的自然生态环境，有利于对虾生长。

    另外，底泥细菌群落中也存在着大量病原微生物如弧菌属和发光细菌[6]、条件致病微生物如假单胞菌属和气单胞菌属[7] 以及非致病微生物( 包括有益微生物) 等，它们之间相互影响与制约，一类微生物群体的消长将会影响到另一类微生物的数量变化，进而影响到养殖对象的健康。本研究表明，芽孢杆菌改善了底泥中细菌的组成，控制了主要病原菌如弧菌和发光细菌的生长。从表2 可以看到，在对照池中期、后期和末期中，发光杆菌一直占据优势地位( 24% ~ 38.9% ) ，但是使用了芽孢杆菌的两个试验池，发光杆菌在后期明显地减少( 1，池占9.5% ，2，池占5.6%) ，并在中后期有效地控制了弧菌的数目。假单胞菌属也是对虾致病菌之一[ 6] ，在三个池中，假单胞菌属都占有一定的比例，但在养殖末期试验池中的假单胞菌属数量明显减少。施用了芽孢杆菌后，试验池的革兰氏阳性细菌都开始增长，也可抑制部分革兰氏阴性细菌的繁殖。

    因此，添加有益微生物不仅可以控制、减少或促进其他微生物的繁殖，同时改善环境中的微生物群落结构，维持微生态系统的生态平衡，为对虾的生长提供了一个稳定的生态环境。

    本文初步探讨了芽孢杆菌制剂对虾池底泥细菌群落的影响，是对施用芽孢杆菌制剂后，虾池底泥生物因子变化的初步研究。从实验的养殖效果来看，芽孢杆菌的施用提高了对虾成活率、体重和产量。但是，对虾的生长不仅取决于池塘各种生物因子，还取决于池塘各种理化因子。关于芽孢杆菌的施用引起的底泥细菌群落的变化与水质的关系以及对对虾生长的影响机制较为复杂，有待进一步的研究。

syusuke

虫子的悲哀

这样大篇幅额粘贴文章，哥还是分析一下吧 如何利用这些信息应用生产！

cjlittlepig

虫子的悲哀 发表于 2012-9-17 11:20
这样大篇幅额粘贴文章，哥还是分析一下吧 如何利用这些信息应用生产！

呵呵，我只是信息传播者！我缺乏这方面的实践，不能随便分享经验咯，误导人，那就不好啦！你说是吧，呵呵！

小小御医

楼主，经常分享这些资料，还是多少有些指导意义的！{:soso_e129:}

cjlittlepig

小小御医 发表于 2012-9-17 14:16
楼主，经常分享这些资料，还是多少有些指导意义的！

谢谢支持，不枉费我的坚持

apple

谢谢分享，学习！

cjlittlepig

apple 发表于 2014-10-22 11:33
谢谢分享，学习！

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