《水产微生态》PPT课件.ppt
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1、日照职业技术学院水产学院日照职业技术学院水产学院 徐中平徐中平水产微生态水产微生态讲述内容讲述内容 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、基本常识一、基本常识生态系统生态系统n n生物群落与其生存环境n n生物圈:地球上最大的生态系统n n陆地生态系统n n山地生态系统n n水域生态系统 海洋、湖泊、河流、水库、池塘n n水产生态系统 微生物:一切微小生物的总称微生物:一切微小生物的总称n n微生物生态学:研究微生物与研究微生物与 生存环境之间生存环境之间 相互作用。相互作用。微生物生态系统:微生物
2、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态系统n n水产微生物生态系统水产微生物生态系统水产微生物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态系统的特例水生微生态系统的特例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、人为因素水生微生物、大型水生物、非生物环境、养殖对象、人为因素n n 水产微生态学水产微生态学水产微生态学水产微生态学 研究研究水生微生物水生微生物水体环境水体环境养殖对象养殖对象人为因素人为因素的相互关系,目的的相互关系,目的通过微生态调节为养殖对象创造健康的生活环境通过微生态调节为养殖对象创造健康的生活环境n n调节手段:水
3、质调节、微生物调节、药物调节、人的养殖调节手段:水质调节、微生物调节、药物调节、人的养殖调节手段:水质调节、微生物调节、药物调节、人的养殖调节手段:水质调节、微生物调节、药物调节、人的养殖操作上得调节操作上得调节操作上得调节操作上得调节微生态的平衡:有利于养殖的、益生微微生态的平衡:有利于养殖的、益生微微生态的平衡:有利于养殖的、益生微微生态的平衡:有利于养殖的、益生微生物站优势的生态平衡的建立生物站优势的生态平衡的建立生物站优势的生态平衡的建立生物站优势的生态平衡的建立健康环境、健康生长、健康环境、健康生长、健康环境、健康生长、健康环境、健康生长、健康食品健康食品健康食品健康食品生态、绿色、
4、优质、高效益生态、绿色、优质、高效益生态、绿色、优质、高效益生态、绿色、优质、高效益二、水产微生态系统构成二、水产微生态系统构成菌类菌类n n类别类别 形态:球菌、杆菌、螺旋菌、丝状菌形态:球菌、杆菌、螺旋菌、丝状菌细 菌n n自养: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。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: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;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: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、
5、铁细菌;化细菌、铁细菌;n n异养: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;现有的有机物供自身生活。如各种腐生、寄生菌、原生动物;n n兼性异养: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。光合细菌。生活方式异养n n腐生菌:从已死的动、植物或其它腐生菌:从已死的动、植物或其它有机物有机物吸取养料吸取养料 枯草杆菌、大肠杆菌、乳酸菌枯草杆菌、大肠杆菌、乳酸菌 、枯草杆菌、硝化细菌、铁
6、细菌、甲烷细菌、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,痢疾杆菌、硫酸盐还原菌,铁细菌,n n寄生菌寄生菌 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。一方就叫寄主,也称为宿主。n n兼性菌:既能营寄生生活也能营寄生生活,如某些大肠杆菌。兼性菌:既能营寄生生活也能营寄生生活,如某些大肠杆菌。n n共生菌:和其他生物生活在一起,彼此相互依赖、紧密互利共生菌:和其他生物生活在一起,彼此相互依赖、紧密互利 如:如:蓝藻和真菌共生蓝藻和真菌共生地衣。地衣。根据
7、对氧气的需求将细菌分为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。革兰氏染色革兰氏染色n nG+染成深色:紫、紫红色n nG-染成浅色:红、粉红n n致病菌n n非致病菌n n条件致病菌介绍几种重要的细菌介绍几种重要的细菌n n枯草芽孢杆菌n n光合细菌光合细菌(Photosynthetic bacteria,PSB)n n乳酸菌乳酸菌n n酪酸菌酪酸菌n n噬菌蛭弧菌(噬菌
8、蛭弧菌(Bdellovibrio bacteriovoru)枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌n n单单细胞细胞 、椭圆椭圆到柱状、无荚膜、周生到柱状、无荚膜、周生鞭毛鞭毛、革兰氏革兰氏阳性菌阳性菌,好氧、芽孢形成后菌体不膨大。,好氧、芽孢形成后菌体不膨大。n n芽胞杆菌生长和繁殖快速且适应性强芽胞杆菌生长和繁殖快速且适应性强,它作为益生它作为益生菌能够适应温度、菌能够适应温度、pH pH 值和盐度的变化。值和盐度的变化。n n形成存活期长且耐高温的芽孢胞子,不易失活、成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、饲料工业混合加品保持长久活性,耐分装、保存、饲料工业混合加工
9、。工。作用机理1 1枯草芽孢杆菌枯草芽孢杆菌菌体菌体生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽短杆菌肽等活性物质,这些活性物质对致病菌或等活性物质,这些活性物质对致病菌或内源性感染内源性感染的条件致病菌有明显的条件致病菌有明显的抑制作用的抑制作用 2 2枯草芽孢杆菌迅速消耗环境中的游离氧,造成枯草芽孢杆菌迅速消耗环境中的游离氧,造成肠道肠道低氧,促进有益低氧,促进有益厌氧厌氧菌菌生长,并产生乳酸等生长,并产生乳酸等有机酸有机酸类,降低肠道类,降低肠道PHPH值值,间接抑制其它致病菌生长,间接抑制其它致病菌生长 3 3刺激动物刺激动物免疫
10、器官免疫器官的生长发育,激活的生长发育,激活T T、B B淋巴细胞,提高免疫球蛋白和淋巴细胞,提高免疫球蛋白和抗体水平,增强抗体水平,增强细胞免疫细胞免疫和体液免疫功能,提高和体液免疫功能,提高群体免疫力群体免疫力 4 4枯草芽孢杆菌菌体自身合成枯草芽孢杆菌菌体自身合成-淀粉酶、淀粉酶、蛋白酶蛋白酶、脂肪酶、脂肪酶、纤维素纤维素酶等酶酶等酶类,在消化道中与动物体内的消化酶类一同发挥作用类,在消化道中与动物体内的消化酶类一同发挥作用 5 5能合成能合成维生素维生素B1B1、B2B2、B6B6、烟酸等多种、烟酸等多种B B族维生素,提高动物体内族维生素,提高动物体内干扰干扰素素和巨噬细胞的活性。和
11、巨噬细胞的活性。水质净化的机制n n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、分解养殖池中的作用,消除氨氮、分解养殖池中的有毒有害物质有毒有害物质,净化水质;,净化水质;n n 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,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;具有很强的净化水质功能;n n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
12、肠炎,烂鳃等疾病;分泌大量几丁强的抑制作用,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;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;n n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;以大大提高对养殖动物产量,从而提高经济效益;n n净化水质,无污染,无残留。净化水质,无污染,无残留。芽
13、孢杆菌的作用机制:芽孢杆菌的作用机制:芽孢杆菌芽孢杆菌根据肠道底物产生相应的根据肠道底物产生相应的酶类:蛋白酶、淀粉酶、酶类:蛋白酶、淀粉酶、NSP酶,提高饲料转化率。酶,提高饲料转化率。产生抗菌物质,抑制产生抗菌物质,抑制有害菌的生长繁殖。有害菌的生长繁殖。产生乙酸、丙酸、丁酸等产生乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸,抑制有害挥发性脂肪酸,抑制有害 菌生长,促进乳酸菌生长。菌生长,促进乳酸菌生长。合成合成B族维生素、维生素族维生素、维生素C等,等,并可改善矿物质的吸收,从并可改善矿物质的吸收,从 而促进动物生长,提高增重。而促进动物生长,提高增重。消耗肠道中的氧,促消耗肠道中的氧,促 进厌氧菌的
14、生长繁殖。进厌氧菌的生长繁殖。产生氨基氧化酶、分解氨和产生氨基氧化酶、分解氨和硫化氢的酶类,降低血氨浓硫化氢的酶类,降低血氨浓度,减少污染,改善环境。度,减少污染,改善环境。提高动物免疫机能,促提高动物免疫机能,促进巨嗜细胞和嗜中性粒进巨嗜细胞和嗜中性粒细胞的吞噬能力。细胞的吞噬能力。降低水体中氨氮和亚硝酸降低水体中氨氮和亚硝酸盐的含量,抑制病原微生盐的含量,抑制病原微生物繁殖,减少换水甚至不物繁殖,减少换水甚至不换水,降低养殖成本。换水,降低养殖成本。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
15、当广泛,是一种多功能的微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生物.1 1畜牧、家禽、特种动物、宠物、水产养殖理。畜牧、家禽、特种动物、宠物、水产养殖理。2 2市政和工业污水处理,工业循环水处理,腐化槽、化粪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;圾、粪坑、粪池等处;3 3可以与多种菌种混配,在农业生产中具有重要作用。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)n n地球上
16、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。n n是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称。n n无芽孢、革兰氏阴性。n n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硫细菌:能氧化硫化合物的细菌 n n光能营养菌光能营养菌光合细菌光合细菌 光能营养菌利用光能营养菌利用光能光能的自养型,的自养型,菌体菌体内含有内含有光合光合色素色素,如紫硫细菌、绿硫细菌,产生细菌,如紫硫细菌、绿硫细菌,产生细菌叶绿素叶绿素和和类胡萝卜素类胡萝卜素,呈粉红、紫红、橙、褐、绿等色,呈粉红、紫红、橙、褐、绿等色
17、,在在厌氧厌氧条件下,在利用光合色素进行不产氧的条件下,在利用光合色素进行不产氧的光光合作用合作用,氧化硫化氢成硫酸,并能在细胞内或细,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。通常在胞外形成硫磺粒,故亦称为硫磺细菌。通常在光光线线充足并含有硫化氢的厌氧环境中生长良好。充足并含有硫化氢的厌氧环境中生长良好。n n紫色硫细菌紫色硫细菌 是一群含有是一群含有菌绿素菌绿素和类胡萝卜素、能进行光合作用、光合内膜多样、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
18、不同类型的类胡萝卜素,细胞培养液呈紫色、红色、橙褐色、黄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。褐色,故称为紫色细菌。n n红螺菌属红螺菌属(RhodospirillumRhodospirillum)、n n红假单胞菌属红假单胞菌属(RhodopseudomonasRhodopseudomonas)n n红微菌属红微菌属(RhodomicrobiumRhodomicrobium),曾被认为不能利用硫化物作为电子供体以还原曾被认为不能利用硫化物作为电子供体以还原CO2CO2构成细胞物质,构成细胞物质,所以一直称它们为所以一直称它们为非硫紫色细菌非硫紫色细菌
19、。后来发现,这些细菌的大多数尚。后来发现,这些细菌的大多数尚可以利用低浓度的硫化物,现亦归为可以利用低浓度的硫化物,现亦归为紫色硫细菌紫色硫细菌。其它硫细菌其它硫细菌n n化能营养菌化能营养菌 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,但在体内不积累成有机物,但在体内不积累硫磺硫磺粒,如硫杆菌粒,如硫杆菌(ThiobacillusThiobacillus)中的许多种属此,习惯上称这类)中的许多种属此,习惯上称这类菌为菌为硫化细菌硫化细菌。而有的菌能在体内积累硫磺粒,。而有的菌能在体内积累硫磺粒,当当环境环境中缺少硫化氢等物时,体内硫磺进一步氧
20、中缺少硫化氢等物时,体内硫磺进一步氧化成硫酸,这类菌习惯上称为化成硫酸,这类菌习惯上称为硫磺细菌硫磺细菌。以上均。以上均为化能为化能自养型自养型。硫酸盐还原菌(SRB)n n硫酸盐还原菌(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。n n 光合细菌的作用光合细菌的作用n n利用供氢体利用供氢体H2S H2S(或一些(或一些有机物有机物),产生),产生H2H2,固定二氧化碳,合成有机物,固定二氧化碳,合成有机物,利用光能进行光合作用利用光能进行光合作用n n在厌氧光
21、照条件下,能利用低级脂肪酸、多种二羧酸、醇类、糖类、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、芳香族芳香族化合物化合物等低分子有机物作为光合作用的等低分子有机物作为光合作用的电子受体电子受体,进行光能异养生长。,进行光能异养生长。n n同时将某些有毒物质如同时将某些有毒物质如 H2S H2S和某些芳香族化合物,进行生物转化,合成无毒、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,改善了生态环境生态环境,可提供高质量,可提供高质量的饲料原料的饲料原料 。n n还能在某些条件下进行固氮作用,利用铵盐合
22、成蛋白质等有机物;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;n n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。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光合细菌在水产养殖中的作用n n现今高密度高投饲高产量养殖模式,使养殖水体污染严重,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,消耗了食
23、物残料,有机质丰富,造成微生物的大量繁殖,消耗了水中大量的水中大量的氧气氧气,导致地底层形成无氧环境,导致地底层形成无氧环境,硫酸盐还原硫酸盐还原菌菌大量繁殖,产生对鱼虾有毒害作用的硫化氢、酸性物质大量繁殖,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。生存的条件。光合细菌光合细菌在水产养殖中的作用在水产养殖中的作用n n光合细菌施入水体后,它可降解水体中的残存饲料、鱼类的粪便及其光合细菌施入
24、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,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。起到净化水质的作用。n n还可调节还可调节pHpH,并使氨氮、亚,并使氨氮、亚硝酸硝酸态氮、硝酸态氮含量降低,池底淤泥态氮、硝酸态氮含量降低,池底淤泥蓄积量减少,净化水质。蓄积量减少,净化水质。n n有益于有益于藻类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和微型生物数量的增加。
25、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,能有效避免用水中的氨氮,能有效避免“水华水华”的产生,如蓝藻的大量繁生。的产生,如蓝藻的大量繁生。n n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。类病害的发生。光合细菌在水产养殖中的作用光合细菌在水产养殖中的作用 营养丰富营养丰富良好的饵料和饲料添加剂良好的饵料和饲料添加剂n n蛋白质含量高蛋白质含量高细胞干物质中细胞干物质中60%60%以上,
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