光合細(xì)菌對(duì)養(yǎng)殖水質(zhì)及凡納濱對(duì)蝦抗病力的影響

1、Vol.29 No.62009年12月 Journal of Guangdong Ocean University Dec. 2009 第29卷 第6期 廣東海洋大學(xué)學(xué)報(bào)光合細(xì)菌對(duì)養(yǎng)殖水質(zhì)及凡納濱對(duì)蝦抗病力的影響陸家昌1，黃翔鵠1，李 活2，方銳林1（1. 廣東海洋大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，廣東 湛江 524025；2. 茂名市金陽(yáng)熱帶海珍養(yǎng)殖有限公司，廣東 茂名 525000）摘 要：在凡納濱對(duì)蝦養(yǎng)殖環(huán)境中人工引入不同濃度的光合細(xì)菌，監(jiān)測(cè)氨氮、亞硝酸氮、化學(xué)需氧量的變化，15 d后測(cè)定凡納濱對(duì)蝦的AKP、POD、PO、SOD、抗菌、溶菌活力，以及不同光合細(xì)菌濃度下凡納濱對(duì)蝦的成活率與體重增長(zhǎng)率，研究光合

2、細(xì)菌對(duì)水質(zhì)和凡納濱對(duì)蝦抗病力的影響。結(jié)果表明，引入光合細(xì)菌可顯著降低水體化學(xué)需氧量、氨氮含量，并抑制亞硝酸鹽氮的產(chǎn)生，提高凡納濱對(duì)蝦的抗病力。當(dāng)光合細(xì)菌投放濃度為3×103 /mL時(shí)，水體中化學(xué)需氧量、氨態(tài)氮、亞硝酸鹽氮含量的均值分別比對(duì)照組降低31.59%、43.42%、52.20%，差異顯著（P < 0.05）；對(duì)蝦的AKP、POD、PO、SOD、抗菌、溶菌活力分別比照組提高31.92%、72.29%、55.56%、31.61%、39.07%、69.51%，差異顯著（P < 0.05）；成活率, 體重增長(zhǎng)率分別比對(duì)照組提高18.67%、34.03%，差異顯著（P &l

3、t; 0.05）。 關(guān)鍵詞：光合細(xì)菌；水質(zhì)調(diào)控；凡納濱對(duì)蝦；抗病力A 文章編號(hào)：1673-9159（2009）06-0087-05 中圖分類號(hào)：S968.22+9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Effect of Photosynthetic Bacteria on Water Quality andAnti-disease Ability of Litopenaeus vannameiXiang-hu1, LI Huo2, FANG Rui-lin1 LU Jia-chang1, HUANG(1. Fisheries College, Guangdong Ocean University, Zhanjiang

4、 524025, China；2. Maoming SangaoFishery Development CO. Ltd. , Maoming 525000，China)Abstract: Different concentrations of Photosynthetic Bacteria were added into culture water of Litopenaeus vannamei and the concentration of NH3-N, NO2-N and COD were determined. After 15 days culture, the survival r

5、ate, the weight-gaining rate, the activity of AKP (alkaline phosphatase), POD (Phenoloxidase), PO (Phenoloxidase), SOD (superoxide dismutase), the anti-bacteria and bacteriolysis of the shrimp were measured. The results of comparative test between treatment and control groups showed that Photosynthe

6、tic Bacteria in appropriate density (3×103 /mL) could significantly (P<0.05) improve the water quality and anti-disease ability of L. vannamei: the average concentration of NH3-N，NO2-N and COD decreased respectively by 43.42%, 52.20% and 31.59%; the survival rate and the weight-gaining rate

7、increased respectively by 18.67% and 34.03%; the activity of anti-bacterial, bacteriolysis, AKP, PO, POD and SOD increased respectively by 39.07%, 69.51%, 31.92%, 55.56%, 72.29% and 31.61%.Key words: photosynthetic bacteria; water-quality controll; Litopenaeus vannamei; anti-disease ability當(dāng)前，我國(guó)對(duì)蝦養(yǎng)殖

8、業(yè)迅猛發(fā)展，但長(zhǎng)期的養(yǎng)殖方式不當(dāng)導(dǎo)致水質(zhì)惡化，有機(jī)物污染嚴(yán)重，致病1,2微生物大量繁殖，對(duì)蝦病害頻發(fā)。光合細(xì)菌（Photosynthetic Bacteria，PSB）是革蘭陰性細(xì)菌，在厭氧條件下進(jìn)行不放氧光合作用。在養(yǎng)殖水體中，它不僅可作為初級(jí)生產(chǎn)者為各級(jí)消費(fèi)者提供豐收稿日期：2008-12-22基金項(xiàng)目：廣東省自然科學(xué)基金（8152408801000003）；廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目（2006A20305003）第一作者：陸家昌（1984），男，碩士，從事水域生態(tài)學(xué)研究。E-mail: lujiac521通訊作者：黃翔鵠（1962），男，教授，從事水域生態(tài)學(xué)研究。E-mail: hxh16688

9、 廣 東 海 洋 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) 第29卷 富的生物餌料，還可改善水質(zhì)，保持水體的良好環(huán)境3,4。目前，關(guān)于光合細(xì)菌利用小分子有機(jī)物（氨氮、有機(jī)酸等），凈化水質(zhì)、改善水環(huán)境已有較多的研究報(bào)道5-8，但利用光合細(xì)菌改善凡納濱對(duì)蝦養(yǎng)殖環(huán)境水質(zhì)，增強(qiáng)凡納濱對(duì)蝦抗病力的研究未見(jiàn)報(bào)道。筆者研究光合細(xì)菌對(duì)凡納濱對(duì)蝦養(yǎng)殖環(huán)境水質(zhì)和對(duì)蝦抗病力的影響，以期為對(duì)蝦養(yǎng)殖環(huán)境水質(zhì)的生物控制技術(shù)研究提供參考資料。1 材料與方法1.1 主要材料來(lái)源實(shí)驗(yàn)用凡納濱對(duì)蝦P6期幼體（下簡(jiǎn)稱對(duì)蝦）、海水均由湛江中聯(lián)養(yǎng)殖有限公司提供，海水（溫度26.9±1.03，鹽度26）經(jīng)沙濾處理。光合細(xì)菌由廣東海洋大學(xué)微生物實(shí)驗(yàn)室提供

10、。 1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)1個(gè)對(duì)照組（編號(hào)為A0）和5個(gè)實(shí)驗(yàn)組，實(shí)驗(yàn)組光合細(xì)菌投放量分別為3×101、3×102、3×103、3×104、3×105 /mL，依次編號(hào)為A1、A2A5，每組設(shè)2個(gè)平行組。實(shí)驗(yàn)水體0.1 m3，放養(yǎng)凡納濱對(duì)蝦P6期幼體300尾，實(shí)驗(yàn)期間不換水，每隔一天測(cè)一次水質(zhì)指標(biāo)。15 d后檢測(cè)與對(duì)蝦抗病力相關(guān)的酶的活性、成活率、體重增長(zhǎng)率。 1.3 水質(zhì)測(cè)定的方法氨氮（TAN）用納氏試劑法測(cè)定，亞硝酸鹽氮采用重氮偶氮光度法測(cè)定，COD用堿性高錳酸鉀法測(cè)定9。1.4 成活率與體重增長(zhǎng)率計(jì)算成活率與體重增長(zhǎng)率。體重增長(zhǎng)率 =（收獲

11、時(shí)50尾對(duì)蝦的體重 - 初始放養(yǎng)時(shí)50尾對(duì)蝦的體重） / 初始放養(yǎng)時(shí)50尾對(duì)蝦的體重×100% 1.5 與抗病力相關(guān)酶活力的測(cè)定取50尾對(duì)蝦，按m蝦V鹽水 = 15加入對(duì)蝦生理鹽水10，于冰上勻漿，勻漿液于0下，以8 000 r/min離心10 min，取上清液進(jìn)行酶活性測(cè)定。其中堿性磷酸酶（AKP）、組織過(guò)氧化物酶（POD）、溶菌活力、超氧化物歧化酶（SOD）活力用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的試劑盒測(cè)定。酚氧化酶（PO）活力參照Ashida以L-dopa為底物比色的方法測(cè)定11。抗菌活力測(cè)定以大腸桿菌為底物，用0.1 mol/L ( pH = 6 )的KH2PO4-K2HPO4緩沖

12、液配成D（570 nm）= 0.4的大腸桿菌懸浮液，按王雷等的方法測(cè)定10。1.6 統(tǒng)計(jì)分析用SPSS13.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Ducan多重比較方差分析。2 結(jié) 果2.1 光合細(xì)菌對(duì)養(yǎng)殖水體水質(zhì)因子的影響2.1.1 水體中氨氮的變化 加入不同濃度光合細(xì)菌后各組的TAN含量變化趨勢(shì)各異。13 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組A1、A2、A3、A4、A5的TAN均值分別比對(duì)照組降低42.70%、29.43%、43.42%、29.87%、10.72%。因此，光合細(xì)菌可有效降低養(yǎng)殖水體的TAN含量，光合細(xì)菌降低TAN含量的最佳投放濃度為3×10/mL和3×103 /mL（圖1）。 1.41.2)11.0-&

13、#183;Lg0.8(m /)N0.6AT0.40.20時(shí)間 / d圖1 光合細(xì)菌對(duì)水體TAN的影響Fig.1 Effects of PSB on TAN of culture water2.1.2 水體中亞硝酸鹽氮的變化 加入不同濃度光合細(xì)菌后各組的NO2-N含量呈上升趨勢(shì)。13 d時(shí)，實(shí)驗(yàn)組A1、A2、A3、A4、A5的亞硝酸氮均值分別比對(duì)照組降低16.87%、32.51%、60.27%、31.99%、40.14%（圖2）。氨氮與亞硝酸氮的變化趨勢(shì)不同，這可能與氨氮與亞硝酸氮的化學(xué)轉(zhuǎn)化、合細(xì)菌的種群穩(wěn)定性有關(guān)。因此，該株光合細(xì)菌可抑制水體中亞硝酸鹽氮的產(chǎn)生，但不能降解已經(jīng)產(chǎn)生的亞硝酸鹽氮，

14、當(dāng)光合細(xì)菌投放濃度達(dá)3×103/mL時(shí)，對(duì)亞硝酸鹽氮抑制效果最佳。 0.251)L-g·0.20m( )0.15/ -N2O0.10N0時(shí)間 / d圖2 光合細(xì)菌對(duì)水體NO2-N的影響 Fig.2 Effects of PSB on NO2-N in culture water2.1.3 水體中化學(xué)需氧量(CODMn)的變化 實(shí)驗(yàn)期間，各組CODMn變化趨勢(shì)不盡相同。13 d時(shí)，A1、A2、A3、A4、A5組的CODMn平均值比對(duì)照組分別降低28.16%、27.78%、31.59%、31.68%、34.16%（圖1）。因此，光合細(xì)菌可降低養(yǎng)殖水體的CODMn。3.0)2.5

15、1-·Lgm2.0 (/ )nMD1.5O0.515791113時(shí)間 / d圖3 光合細(xì)菌水體CODMn的影響Fig. 3 Effects of PSB on CODMn in culture water2.2 光合細(xì)菌對(duì)對(duì)蝦抗病力相關(guān)因子的影響2.2.1 超氧化物歧化酶（SOD）活力測(cè)定結(jié)果 光合細(xì)菌濃度為3×103/mL時(shí)SOD活力最大（圖4），達(dá)2.61 U/mg，比對(duì)照組提高31.61%，差異具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.05）。 ）1g-mU·/（力D活OSA0A1A2A3A4A5組別圖4 光合細(xì)菌對(duì)對(duì)蝦超氧化物歧化酶活力的影響Fig.4 Effect

16、s of PSB on activity of SOD of shrimp2.2.2 堿性磷酸酶（AKP）活力測(cè)定結(jié)果 光合細(xì)菌濃度為3×103/mL時(shí)AKP活力最大，達(dá)5.89 U/g，比對(duì)照組提高31.92%。Duncan多重比較結(jié)果表明，光合細(xì)菌投放濃度為3×103 3×105/mL時(shí)，AKP活力顯著大于對(duì)照組（P < 0.05）（圖5）。2.2.3 酚氧化酶（PO）活力測(cè)定結(jié)果 光合細(xì)菌對(duì)PO活力影響顯著（P < 0.05）；濃度為3×105/mL時(shí)PO活力最大，達(dá)35.92U/mL，比對(duì)照組提高56.54%。Duncan多重比較結(jié)果

17、表明，光合細(xì)菌投放濃度為 3×1033×105/mL時(shí)，PO活力顯著大于對(duì)照組（P < 0.05）（圖6）。 ）1g-m·（U/力活KPAA0A1A2A3A4A5組別圖5 光合細(xì)菌對(duì)對(duì)蝦堿性磷酸酶活力的影響Fig. 5 Effects of PSB on activity of AKP of shrimp1)-LmU· (/力 O活P0A0A1A2A3A4A5組別圖6 光合細(xì)菌對(duì)對(duì)蝦酚氧化酶活力的影響Fig. 6 Effects of PSB on activity of PO of shrimp2.2.4 過(guò)氧化物酶（POD）活力測(cè)定結(jié)果 光合細(xì)

18、菌濃度為3×103/mL時(shí)POD活力最大，達(dá)13.25 U/mg，比對(duì)照組提高72.29%。Duncan多重比較結(jié)果表明，光合細(xì)菌投放濃度為3×1023×105/mL時(shí)，POD活力顯著大于對(duì)照組（P < 0.05）（圖7）。 )1-Lm·U( / 力活DOPA0A1A2A3A4A5組別圖7 光合細(xì)菌對(duì)對(duì)蝦過(guò)氧化物酶活力的影響Fig. 7 Effects of PSB on activity of POD of shrimp2.2.5 溶菌酶活力測(cè)定結(jié)果 光合細(xì)菌濃度 3×103/mL時(shí)溶菌酶活力最大，達(dá)285.49 U/mL，比對(duì)照組提高

19、69.51%（P < 0.05）。Duncan多重比較90 廣 東 海 洋 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) 第29卷 結(jié)果表明，溶菌酶活力最大時(shí)的光合細(xì)菌濃度為3×103/mL（圖8）。 ）3501L-300mU·250( /力200150酶活菌100溶500組別圖8 光合細(xì)菌對(duì)對(duì)蝦溶菌活力的影響Fig. 8 Effects of PSB on bacteriolysis activity of shrimp2.2.6 抗菌活力測(cè)定結(jié)果 光合細(xì)菌濃度為 3×103/mL時(shí)抗菌活力最大，達(dá)0.34 U/mL，比對(duì)照組提高39.07%。Duncan多重比較結(jié)果表明，光合細(xì)菌濃度

20、為3×103、3×105/mL時(shí)，溶菌酶活力顯著大于對(duì)照組（P < 0.05）（圖9）。 1）-L·m(U/ 力 活抗菌0A0A1A2A3A4A5組別 圖9 光合細(xì)菌對(duì)對(duì)蝦抗菌活力的影響Fig9 Effects of PSB on anti-bacteria activity of shrimp 2.3 對(duì)蝦的生長(zhǎng)情況2.3.1 成活率 光合細(xì)菌濃度達(dá)3×103/mL時(shí)，對(duì)蝦成活率最高，達(dá)84.50%，比對(duì)照組增加18.67%。Duncan多重比較結(jié)果表明，光合細(xì)菌使用量為3×103×104/mL時(shí)對(duì)蝦成活率顯著大于對(duì)照組（P

21、< 0.05）（圖10）。% /率成活A(yù)0A1A2A3A4A5組別圖10 養(yǎng)殖15 d后對(duì)蝦的成活率Fig. 10 Survival rate of L. vannamei after 15 days culture2.3.2 體重增長(zhǎng)率 光合細(xì)菌濃度達(dá)3×103/mL時(shí)，對(duì)蝦體重增長(zhǎng)率最高，達(dá)460.22%，比對(duì)照組提高34.03%。Duncan多重比較結(jié)果表明，光合細(xì)菌使用量為3×1033×105/mL，對(duì)蝦體重增長(zhǎng)率顯著大于對(duì)照組（P < 0.05）（圖11）。 % /率 增長(zhǎng)重體A0A1A2A3A4A5組別圖11 養(yǎng)殖15 d后對(duì)蝦的體重增長(zhǎng)率

22、Fig. 11 Weight raise rate of L. vannamei after 15 days culture3 討 論3.1 光合細(xì)菌對(duì)對(duì)蝦養(yǎng)殖環(huán)境的水質(zhì)調(diào)控 光合細(xì)菌既可在光照條件下利用光能，以H2S和有機(jī)物作為氫供體，以CO2或有機(jī)物為碳源進(jìn)行生長(zhǎng)發(fā)育，又可在無(wú)光照條件下通過(guò)有氧呼吸而氧化有機(jī)物12，進(jìn)而凈化水質(zhì)。沈錦玉等13將分離到的光合細(xì)菌HZPSB用于池塘養(yǎng)殖的水質(zhì)調(diào)控，取得良好效果，丁愛(ài)中等14對(duì)分離自土壤的多株光合細(xì)菌進(jìn)行調(diào)節(jié)水質(zhì)的室內(nèi)靜態(tài)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，也取得一定成效，田景波等15使用光合細(xì)菌后，對(duì)蝦育苗池的NH3-N和COD明顯下降。本實(shí)驗(yàn)表明，光合細(xì)菌可顯著（P

23、 < 0.05）降低化學(xué)需氧量、氨氮含量，當(dāng)光合細(xì)菌濃度為3×103 /mL時(shí)，水體中化學(xué)需氧量、氨態(tài)氮、亞硝酸鹽氮平均含量分別比對(duì)照組降低31.59%、43.42%、52.20%，表明一定濃度的光合細(xì)菌可有效調(diào)控對(duì)蝦養(yǎng)殖水體水質(zhì)。但實(shí)驗(yàn)中各組的亞硝酸鹽氮含量均呈上升趨勢(shì)，并不能證明該株光合細(xì)菌可利用水體中的亞硝酸鹽氮。而實(shí)驗(yàn)組的亞硝酸鹽氮濃度均值低于對(duì)照組，可能是光合細(xì)菌利用了水體中的有機(jī)物和氨氮，從而抑制了亞硝酸鹽氮的產(chǎn)生。 3.2 氨態(tài)氮、亞硝酸鹽氮的毒性機(jī)理與對(duì)蝦的免疫機(jī)制 氨氮、亞硝酸鹽氮對(duì)蝦體均有毒性作用。高濃度的氨氮對(duì)蝦體有致死作用16, 即使在低于致死濃度條件下

24、對(duì)對(duì)蝦生理功能（如氧消耗、氨排泄、滲透壓等）也有顯著影響17；水體的亞硝酸鹽氮進(jìn)入蝦類血淋巴后，可導(dǎo)致血淋巴對(duì)氧的親和性降低，降低機(jī)體的輸氧能力。這些均導(dǎo)致對(duì)蝦免疫力下降。AKP、POD、PO、SOD、抗菌、溶菌活力是甲殼動(dòng)物免疫機(jī)能衡量指標(biāo)的一部分18。已有研究表明，羅氏沼蝦在氨氮大于0.55 mgL時(shí)，其PO隨著氨氮增加而下降19，水體中氨氮濃度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致中國(guó)對(duì)蝦( Penaeus chinesis ) 血清中PO、SOD和溶菌酶活力下降20，高濃度的亞硝酸鹽氮降低凡納濱對(duì)蝦的血細(xì)胞數(shù)、超氧化物歧化酶（SOD）活力、酚氧化酶（PO）活力、抗菌活力、溶菌活力21。本研究顯示，當(dāng)光合細(xì)菌濃度為

25、3×103 /mL時(shí)，對(duì)蝦的AKP、POD、PO、SOD、抗菌、溶菌活力分別比對(duì)照組提高31.92%、72.29%、55.56%、31.61%、39.07%、69.51%，成活率比對(duì)照組提高18.67%，體重增長(zhǎng)率比對(duì)照組提高34.03%。當(dāng)然，其他環(huán)境因子（如溶解氧、溫度、鹽度）也會(huì)影響對(duì)蝦的免疫機(jī)能22，由于本實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格控制對(duì)蝦養(yǎng)殖期間的各種條件，因此，筆者認(rèn)為，3×103 /mL的光合細(xì)菌投放濃度可有效利用養(yǎng)殖水體中的有機(jī)物、氨氮，抑制亞硝酸鹽氮的產(chǎn)生，從而增強(qiáng)對(duì)蝦抗病力，提高對(duì)蝦成活率和體重增長(zhǎng)率。參 考 文 獻(xiàn)1 邱德全，楊世平. 對(duì)蝦高密度養(yǎng)殖水體中有機(jī)物含量的變

26、化J. 水產(chǎn)科學(xué), 2005, 10（24）：12-14.2 張玲華，鄺哲師，陳薇，等. 高活性光合細(xì)菌沼澤紅假單胞菌培養(yǎng)特性初探J. 華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2001（4）：37-39. 3 王怡平，莢榮，梅賢君，等固定化光合細(xì)菌在中華絨螯蟹人工育苗中的應(yīng)用J水產(chǎn)學(xué)報(bào)，1999，23(2)：156-161.4 王夢(mèng)亮，郭小青，梁生康，等. 光合細(xì)菌（PSB）對(duì)鯉魚(yú)腸道菌群及腸消化功能的影響J. 中國(guó)微生態(tài)學(xué)雜志，1999，11（3）：146-147. 5 劉慧玲，張紅蓮，李細(xì)釗. 光合細(xì)菌的分離及其對(duì)水體中亞硝酸鹽降解的研究J. 水產(chǎn)科學(xué)，2005，24（6）：32-33.6 劉軍義

27、，羅兆飛，李騰昌. 固定化濃縮光合細(xì)菌對(duì)氨氮降解作用的研究J. 水產(chǎn)科技情報(bào)，2003，30（5）：195-230.7 于沛芬，王美華，戰(zhàn)培榮. 光合細(xì)菌的分離、鑒定和固定化及其在凈化魚(yú)池水質(zhì)中的應(yīng)用研究J. 生物技術(shù)，1995，5（3）：35-36. 8 李秀珠，黃美珍，陳超群，等. 光合細(xì)菌對(duì)蝦池水質(zhì)作用規(guī)律的研究初報(bào)J. 福建水產(chǎn)，1995（1）：5-8.9 雷衍之. 養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)M. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2006：31-60.10 王雷，李光友，毛遠(yuǎn)興. 中國(guó)對(duì)蝦血淋巴中的抗菌、溶菌活力與酚氧化酶活力的測(cè)定及其特性研究J. 海洋與湖沼，1995，26（2）：179-185.11

28、 Ashida M. Purification and characterization of pro-phenoloxidasefrom hemolymph of the silkworm Bombyx moralJ . Archivex of Biochemisty Biophysics, 1971，144：749-762.12 汪燕玲. 幾種有益微生物及其對(duì)水質(zhì)的改良作用J. 漁業(yè)現(xiàn)代化，2004（4）：29-30.13 沈錦玉，尹文林，劉問(wèn)，等. 光合細(xì)菌HZPSB對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)的改良和對(duì)魚(yú)類促生長(zhǎng)作用J. 科技通報(bào)，2004，20（6）：481-484. 14 丁愛(ài)中，陳繁忠，雷劍泉，等. 光合細(xì)菌調(diào)控水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)水質(zhì)的研究J. 農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，2000，19（6）：339-341.15 田景波，宋德敬. 用光合細(xì)菌改善微生態(tài)環(huán)境培