1.3 枯草芽孢杆菌的介绍
芽孢杆菌是人类发现最早的细菌之一。早在1835年,Ehrenberg 所描述的“Vibrio subtilis”即是现在大家熟悉的“枯草芽孢杆菌”, 它是由Cohn 于1872年正式命名的,现作为芽孢杆菌科( Bacillaceae) 的模式菌株[7]。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis Cohn)是一种好氧型内生抗逆孢子的革兰氏阳性菌。广泛存在于土壤、湖泊、海洋和动植物的体表,自身没有致病性,对人无毒无害,国内外均允许将其用于饲料添加剂[8]。
总氮处理是防治水体富营养化的关键,枯草芽孢杆菌能够有效的减少水体的总氮含量,从而能够有效的防治水体富营养化[9]。它只具有单层细胞外膜,能直接将许多蛋白分泌到培养基中。它能够大量消耗水体中的有机质,将其分解为小分子有机酸、氨基酸及氨,改善水质,为单胞藻提供营养;还可使肠道JK 值及氨浓度降低,产生较强活性的蛋白酶和淀粉酶,促进水产动物的消化;也能抑制病原菌的滋生和提高动物的免疫力。而且具有很强的蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活性,可降解饲料中的某些抗营养因子,饲料转化率提高,促进鱼类生长,是一种绿色饲料添加剂,比其它益生菌具有更多的优点[10-11]。在营养缺乏的条件下,枯草芽孢杆菌停止生长,同时加快代谢作用,产生多种大分子的水解酶和抗生素,并诱导自身的能动性和趋化性,从而恢复生长。在极端的条件下,还可以诱导产生抗逆性很强的内源孢子,具有良好的发酵基础[12]。
1.4 枯草芽孢杆菌的应用
 国内外关于枯草芽孢杆菌的研究与应用已有100多年的历史,随着人们对枯草芽孢杆菌研究的深入发展,现在其在水产养殖废水、农业、医药、工业等方面具有广泛应用价值。
1.4.1 枯草芽孢杆菌在处理水产养殖废水中的应用
枯草芽孢杆菌在水产养殖中的应用起步较晚,由于它能分泌蛋白酶等多种酶类和抗生素,使池底积累的大量残余饵料、排泄废物、动植物残体以及有害气体(氨、硫化氢等),使之先分解为小分子(多肽、高级脂肪酸等),后分解为更小分子的有机物(氨基酸、低级脂肪酸、单糖、环烃等),最终分解为二氧化碳、硝酸盐和硫酸盐等,有效降低了水中的COD、BOD,使水体中的氨基氮(NH3-N)、亚硝基氮(NO2-N)和硫化物浓度降低,从而有效地改善水质,同时还能为以单细胞藻类为主的浮游植物提供营养物质,促进繁殖。这些浮游植物的光合作用,又为池内底栖水产动物的呼吸、有机物的分解提供氧气,从而使养殖水体形成一个良性的生态循环;另外,它们分泌的多种酶类和抗生素可以抑制其他细菌的生长,进而减少甚至消灭水产养殖动物的病原体。越来越多的学者已通过研究发现,枯草芽孢杆菌可在水产养殖中发挥重要的作用。
Furzikova [13]等在海南斑节对虾养殖池中使用枯草芽孢杆菌制剂后, 养殖池中有害物质如亚硝酸盐、硫化氢显著减少,COD较对照池大幅度下降。因此,枯草芽孢杆菌已被广泛应用于水产养殖中。
曾等[14]将枯草芽孢杆菌与空白水样作对比,空白水样为水产养殖水。试验池中枯草芽孢杆菌密度4×108个/L,间隔7d后再以相同的剂量施放1次,于施放菌液后的第1、3、5、7、9、11天上午采集水样,测量水中的硝酸盐含量。空白水样的硝酸盐呈上升趋势,而加枯草芽孢杆菌的水样则呈下降趋势,证明枯草芽孢杆菌有降解硝酸盐的能力。
张等[15]将光合细菌、枯草芽孢杆菌和不加微生物的水样分别投入到模拟污水中,各水样的硝酸盐的含量基本都有降低的趋势,特别是处理后的第1天硝酸盐的降低幅度最大,在处理后的第4天,枯草芽孢杆菌处理的硝酸盐的含量基本为0,并一直保持不变,说明这3株枯草芽孢杆菌可有效快速地降解水体中的硝酸盐。而对照水样的最终硝酸盐浓度为21.63㎎/L,光合细菌处理为18.82㎎/L,与枯草芽孢杆菌处理间均呈极显著差异(P<0.01) 。相对于光合细菌与空白水样,枯草芽孢杆菌降解能力更强。
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