光合细菌的培养及应用技术
光合细菌培养要注意什么

光合细菌培养要注意什么
光合细菌是一类光合生物,能够通过光合作用将光能转化为ATP 能量,并且能够适应不同的环境条件生长和分化。
对于光合细菌的培养,有以下几个方面是需要注意的:
1. 培养基的选择
光合细菌需要一定量的光能才能进行光合过程,因此在选择培养基时需要考虑光照条件。
在室内环境下,可以使用以Na2S2O3 和酵母提取物为基础的YNB 培养基,其中包含多种有机和无机化合物,可以满足光合细菌的基本生长需求。
此外,也可根据具体需求选择添加其他元素和化合物的培养基。
2. 存储条件的选择
光合细菌通常需要长时间的光照才能保持生长和分化的状态,因此在进行培养和存储时需要特别注意光照条件。
一般情况下,可选择有适当强度和持续时间的光源,如白炽灯、紫外灯等。
同时应保证培养基的湿度、温度和通气条件,以维持光合细菌的正常生长。
3. 辅助材料的使用
在光合细菌培养过程中,还可以添加一些辅助材料,以促进光合细菌的生长和分
化。
例如,可以加入适量的辅酶(如细胞素、硫辅酶等)、盐类和有机化合物等,有助于提高生长速度和生产细胞产物的效率。
4. 质量控制的实行
在光合细菌培养中,质量控制是保障培养实验成功的关键。
应注意保持洁净的实验条件和培养器具,避免交叉污染,并且按照一定的操作规程进行实验控制。
同时,在每次实验之前需要进行培养物的检测和鉴定,确保培养细胞的纯度和活性。
总之,光合细菌培养需要注意多个方面,从培养基、存储条件、辅助材料以及质量控制等各个方面入手,才能提高光合细菌培养的成功率和培养细胞的质量。
光合细菌在水产养殖中的作用及使用方法

光合细菌在水产养殖中的作用及使用方法如下:一、作用:1. 分解残饵粪便,减少排泄物积累,净化水质,维护生态平衡。
2. 增加水体中氧气,为水生动物提供良好的生态环境。
3. 增强免疫力,促进生长,可直接作为饲料添加剂或与饲料混合使用,可提高鱼虾的成活率和增重速度。
4. 有益微生物的菌群结构可抑制有害微生物的繁殖,减少疾病的发生。
二、使用方法:1. 池塘泼洒消毒:新挖池塘或长时间未使用的池塘,由于池水较浅,水温变化大,水中有机物较多,非常适合弧菌等病原菌的生长,为了预防病原菌的感染,建议在放苗前用光合细菌进行全池泼洒消毒。
2. 调节水质:养殖过程中水质变化较大,尤其是透明度,容易造成水体突然变浑浊,这时也可以用光合细菌进行调节。
3. 养殖过程中的定期使用:在养殖过程中,定期使用光合细菌能够保持水体的生态平衡,预防疾病的发生。
4. 拌料投喂:光合细菌既可全池泼洒也可直接拌料投喂。
对于投喂颗粒料的鱼虾,可以在饲料中添加一定比例的光合细菌,以提高鱼虾的成活率和增重速度。
三、注意事项:1. 光合细菌适宜在天气晴朗、水温适宜的时候繁殖和培养。
2. 光合细菌的培养和繁殖需要一定的时间,应耐心等待。
3. 使用时注意不能过量,过量投喂可能导致鱼虾死亡。
4. 光合细菌的效果因养殖环境、时间等因素而异,需根据具体情况调整使用方法。
5. 在疾病治疗期间不建议使用光合细菌,因为此时需要的是消炎、杀菌的药物,而光合细菌并没有消炎作用。
6. 尽管光合细菌具有诸多好处,但也不能完全依赖它来解决水产养殖问题,还需要结合其他养殖管理措施和药物使用。
总之,光合细菌在水产养殖中具有多重作用,使用得当可以起到改善水质、促进生长、增强免疫力的作用,有益微生物的菌群结构还能抑制有害微生物的繁殖,减少疾病的发生。
同时也要注意使用方法及注意事项,以充分发挥光合细菌的效用。
光合细菌培养及使用方法

光合细菌培养及使用方法光合细菌,是20世纪70年代始用于水产养殖业而近年热用起来的,适用于绿色健康养殖的一大类有益微生物菌群,其绿色功能体现在作用广、效果显著、无残留、无毒副作用等特征,适用于鱼、虾、蟹、观赏鱼等各种水产动物。
现将其功用及特点介绍如下。
一、光合细菌在水产养殖中的功用光合细菌是一大类在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称。
光合细菌属红螺菌目,分属于红螺菌科、着色菌科、绿杆菌科、绿色丝状菌科,共4科23属80余种。
应用较多的为紫色非硫菌。
光合细菌具有多种功能:固氮、脱氮、固碳、硫化物氧化等,与水体中的氮、磷、硫循环密切相关,在水体的自净过程中扮演着重要角色,从不同方面看,光合细菌在水产养殖中具有以下六大功效。
1.水质净化剂。
随着养殖水体日趋严重的污染和富营养化,氨氮、硫化氢等有害物质已严重影响到养殖动物的生长发育,如饲料转化率低、病害多、产量低等等。
光合细菌在水底层缺氧的情况下,能将有害物质吸收,成就自体生长进而形成优势种群并释放出大量的抑菌酵素,可使其他的病原菌生长受阻,从而起到了水质净化剂的作用。
大连水产学院的养虾试验结果表明,使用光合细菌提高单产23.1%。
2.饲料添加剂。
将光合细菌的菌液以3%~5%的量添加到饲料中,可降低饲料系数、增强水产动物机体抗病能力,促进其生长,大幅度提高养殖产量。
试验表明,添加菌液优于添加干燥的菌体。
3.鱼虾苗种培育的保护神。
光合细菌应用于鱼虾蟹贝的育苗中,可促进幼体生长、变态,提高成活率。
光合细菌可通过净化水质来改善幼体的发育环境,也可直接被幼体作为适口饵料而增加营养源。
4.营养丰富的饵料。
光合细菌菌群可直接被鱼虾滤食,更是浮游动物的好饵料,而浮游动物则是虾、第1月 下半月刊蟹、鱼类苗种及鳙鱼等成鱼的直接食料。
5.预防鱼病。
(1)光合细菌通过对有害物质的作用,起到净化水质,减少疾病发生的作用。
(2)通过降解鱼药及污水的有害物质,改善鱼类的生长环境,增强鱼体体质。
光合细菌的培养及应用方法

光合细菌的培养及应用方法光合细菌(简称PSB)是地球上最早出现具有原始光能合成体系的原核生物,是一大类在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称,广泛存在于地球生物圈的各处。
光合细菌在水产养殖上的应用主要有以下五个方面:作为养殖水质净化剂;作为饲料添加剂;用于鱼、虾、贝幼体的培育;作为动物性生物饵料的饵料;防治鱼病。
一、培养工具的消毒方法1.加热消毒法:利用高温杀死微生物的方法。
(1)直接灼烧:此法可直接把微生物烧死,灭菌彻底,但只适用于小型金属或玻璃工具的消毒。
(2)煮沸消毒:一般煮沸5~10分钟,适用于小型容器、工具的消毒。
(3)烘干箱消毒:亦称为恒温干燥箱消毒法。
2.化学药品消毒法:适用在批量培养中,大型容器、工具、玻璃钢水槽和水泥池中。
(1)酒精:浓度为70%的酒精常用于中、小型容器的消毒。
用纱布蘸酒精在容器、工具的表面涂抹,10分钟后,用消毒水冲洗两次即可。
(2)高锰酸钾:按300ppm配成高锰酸钾溶液,把洗刷洁净的容器、工具放在溶液中浸泡5分钟,取出,再用消毒水冲洗2次~3次即可。
二、光合细菌的培养条件1、营养条件光合细菌细胞体构成元素主要有:碳、氢、氧、氮、磷、钾、钠、镁、钙、硫和一些微量元素等,它们也是所有生物细胞构成的主要物质。
一般情况下,比重:水占80%-90%、无机盐1%-1.5%、蛋白质7%-10%、脂肪1%-2%、糖类和其它有机物1%-1.5%。
其中干细胞含碳45%-55%、氢5%-10%、氧20%-30%、氮5%-13%、磷3%-5%、其它矿物元素3%-5%。
光合细菌的细胞膜具有半透性,能选择性地让营养成分按一定需要进细胞内,在酶的作用下合成自己的细胞组分并促进分裂新的个体。
营养元素的全面合理的搭配,是培养高产光合细菌的关键。
根据这一要求,郑州@@@@生物材料公司选用多种光合细菌生长必需的原料,科学配方,经特殊加工而成的"光合细菌发生剂(培养基)",基本符合光合细菌生长繁殖所需的营养要求,无毒无副作用,使用安全,固状结晶体便于包装和运输,而且有2年的保质期。
光合细菌培养方法

光合细菌培养方法光合细菌是一类能够利用光合作用进行能量合成的微生物,其在生物学研究和工业应用中具有重要意义。
在进行光合细菌的培养过程中,需要注意一些关键的方法和步骤,以确保培养的成功和细菌的生长。
下面将介绍光合细菌的培养方法,希望能对相关研究人员和实验人员有所帮助。
首先,选择合适的培养基是光合细菌培养的关键。
光合细菌通常需要含有适量光合色素的培养基,以提供光合作用所需的光能。
常用的培养基包括富含有机物质和无机盐的培养基,如ZB培养基、YPS培养基等。
在选择培养基时,需要根据具体的光合细菌种类和研究目的进行选择,以确保培养基的适用性。
其次,光照条件也是影响光合细菌培养的重要因素。
光合细菌需要光能来进行光合作用,因此在培养过程中需要提供适当的光照条件。
一般来说,可以选择适度强度和适当波长的光源,如白炽灯、荧光灯等。
同时,需要注意避免过强的光照,以免对光合细菌产生不利影响。
另外,温度和氧气含量也是影响光合细菌培养的重要因素。
光合细菌通常在适宜的温度和氧气条件下生长,因此在培养过程中需要控制好培养的温度和氧气含量。
一般来说,可以选择适宜的培养温度,如25摄氏度至30摄氏度,并采取适当的通气措施,以提供充足的氧气。
此外,培养容器的选择也是影响光合细菌培养的重要因素。
在进行光合细菌的培养时,可以选择适宜的培养容器,如培养皿、培养瓶等。
同时,需要注意选择透光性好的培养容器,以提供充足的光照条件。
最后,对于不同种类的光合细菌,可能需要采取不同的培养方法和步骤。
在进行光合细菌培养时,需要根据具体的光合细菌种类和研究目的,选择合适的培养方法和步骤,以确保培养的成功和细菌的生长。
总之,光合细菌培养是一个复杂而又重要的过程,需要在培养基、光照条件、温度和氧气含量、培养容器等方面进行精心的选择和控制。
希望通过本文介绍的光合细菌培养方法,能够对相关研究人员和实验人员有所帮助,促进光合细菌研究和应用的发展。
光合细菌培养基配方以及培养方法

光合细菌培养基配方以及培养方法光合细菌是一类能够通过光合作用进行能量合成的细菌。
为了研究光合细菌的生长和代谢,科学家们发展了一种特定的培养基来提供光合细菌所需的营养物质和生长条件。
本文将介绍光合细菌培养基的配方和培养方法。
一、光合细菌培养基配方光合细菌培养基的配方主要根据光合细菌的生理特点和营养需求而设计。
典型的光合细菌培养基配方包括以下成分:1. 碳源:光合细菌通常利用有机物作为碳源进行能量合成。
常用的碳源包括葡萄糖、乳糖、麦芽糖等。
2. 氮源:氮是细菌生长所需的重要元素之一。
光合细菌培养基中的氮源可以是氨基酸、氨态氮、硝酸盐等。
3. 矿物质和微量元素:矿物质和微量元素对光合细菌的生长和代谢起着重要的作用。
常用的矿物质包括钠、钾、钙等,微量元素包括铁、锌、铜等。
4. 维生素:维生素是细菌生长所需的有机物,能够促进细菌生长和代谢。
常用的维生素包括维生素B群、维生素C等。
5. pH调节剂:光合细菌对pH敏感,因此培养基中需要添加适量的pH调节剂,如磷酸盐缓冲液。
二、光合细菌培养方法光合细菌的培养方法主要分为液体培养和固体培养两种。
1. 液体培养法:首先,将光合细菌培养基配制好,经过高温高压灭菌处理。
然后,取一定量的培养基倒入无菌培养瓶中,接种适量的光合细菌菌液。
接种后,将培养瓶放入恒温摇床或恒温培养箱中,在适宜的温度、光照和摇床摇动条件下培养。
培养一段时间后,可通过观察培养液的浑浊度和菌液的光学密度来判断光合细菌的生长情况。
2. 固体培养法:固体培养法主要用于分离和纯化光合细菌。
首先,将光合细菌培养基配制好,加入适量的琼脂(1.5-2%),搅拌均匀。
然后,将培养基倒入无菌培养皿中,待凝固。
接种光合细菌菌液后,将培养皿倒置放置在恒温培养箱中,在适宜的温度和光照条件下培养。
培养一段时间后,可观察到光合细菌在琼脂上生长形成的菌落。
在培养光合细菌时需要注意以下几点:1. 无菌操作:在培养过程中,需要注意无菌操作,避免外源性微生物的污染。
光合细菌简易富集培养及在北方养鱼中的应用

光合细菌简易富集培养及在北方养鱼中的应用光合细菌是一类能够通过光合作用进行自养的微生物。
它们能够利用阳光进行能量转化,并将二氧化碳转化为有机物质。
光合细菌的应用十分广泛,其中在北方养鱼中的应用尤为重要。
本文主要介绍光合细菌的简易富集培养方法以及北方养鱼中的应用。
光合细菌的富集培养是为了提高其在水体中的浓度,使其能够更好地发挥养鱼中的作用。
以下是一种简易的富集培养方法:1. 采集水样:选择富含光合细菌的水样进行采集,可以选择自然水体,如湖泊、河流等。
2. 培养基制备:制备光合细菌的专用培养基。
光合细菌主要是通过光合作用进行能量转化,因此在培养基中需要添加适当的光源,如日光灯或光合作用产生的荧光素。
培养基的成分可以根据光合细菌的种类进行调整。
3. 富集培养:将采集的水样倒入培养基中,适当调整pH值和温度,然后进行培养。
培养时间一般为2-4周,期间需定期观察培养液的变化。
光合细菌会在培养液中形成绿色或蓝绿色的光合膜。
4. 纯化培养:通过稀释法将富集到的光合细菌进行分离纯化,以获得纯种菌株,提高其在养鱼中的应用效果。
光合细菌在北方养鱼中有着重要的应用,主要体现在以下几个方面:1. 水质净化:光合细菌能够通过光合作用将二氧化碳转化为有机物质,并释放氧气。
在养鱼过程中,鱼类排泄的氨氮会导致水体富营养化,光合细菌通过吸收氨氮和有机废物,减少水体中的营养物质,帮助水质净化。
2. 水体富氧:光合细菌能够产生大量的氧气,为鱼类提供充足的氧气供应。
在北方养鱼中,由于水温较低,水体中的溶解氧含量较低,光合细菌的应用可以提高水体中的氧气含量,改善鱼类的生活环境。
3. 水质稳定:光合细菌能够与一些有害细菌竞争营养物质,减少有害细菌的生长。
同时,光合细菌还能够分解一些有机废物,减少水体中有机物的积累,保持水体的稳定。
4. 提高养殖效益:光合细菌在养鱼中的应用可以提高鱼类的生长速度和养殖效益。
光合细菌能够提供光合作用产生的有机物质,提供鱼类所需的能量和养分,促进鱼类的正常生长发育。
光合细菌正确使用方法

光合细菌正确使用方法光合细菌是一种具有光合作用能力的微生物,它们能够利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气。
在生物科学领域,光合细菌的研究备受关注,因为它们对环境的影响和生物技术的应用具有重要意义。
在本文中,我们将介绍光合细菌的正确使用方法,帮助大家更好地了解和利用这一微生物。
首先,正确的光合细菌培养条件至关重要。
光合细菌对光照的需求较高,因此在培养过程中需要提供充足的光照。
一般情况下,采用适当强度的白光或蓝光照射,可以促进光合细菌的生长和代谢活动。
此外,光合细菌还需要适宜的温度和营养物质供应,因此在培养基的配制和培养条件的控制上需要格外注意。
其次,光合细菌的应用范围广泛,但在使用过程中需要注意其特性和作用机制。
光合细菌可以应用于环境修复、生物能源生产、食品加工等多个领域。
在环境修复中,光合细菌可以利用光合作用降解有机物和重金属,起到净化环境的作用。
在生物能源生产中,光合细菌可以利用光合作用产生生物氢气和生物乙醇,为可再生能源的开发提供新思路。
在食品加工中,光合细菌可以用于生产食品添加剂和保健食品,改善人体健康。
然而,在使用光合细菌时,需要充分了解其生物学特性和作用机制,避免不当使用导致的环境污染和食品安全问题。
最后,光合细菌的保存和贮存也需要特别注意。
光合细菌在保存和贮存过程中需要避免光照和高温,通常采用低温冷冻或干燥保存的方法。
在贮存过程中,需要定期检查细菌的存活情况,并及时更换培养基和培养条件,以确保光合细菌的长期保存和利用。
综上所述,正确使用光合细菌需要注意培养条件、应用范围和保存贮存等方面的问题。
只有充分了解光合细菌的特性和规律,才能更好地利用这一微生物,为环境保护和生物技术的发展做出贡献。
希望本文能够帮助大家更好地了解和使用光合细菌,推动光合细菌在各个领域的应用和发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
光合细菌的培养及应用技术1 引言光合细菌(photosynthetic bacteria,简称PSB)是一群能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用有机物作供氧体兼碳源,进行不放氧光合作用的细菌,广泛分布于水田、湖沼、江河、海洋、活性污泥和土壤中,依据《伯杰细菌鉴定手册》(第九版)可分为6 个类群,27 个属。
不产氧光合作用的红螺菌目分为紫细菌(purple bacteria)、绿细菌(Greenbacteria)和日光杆菌属(Heliobacteria)、红色杆菌属(Erybrobacter)。
其中紫细菌中包含有红螺菌科(Rhodolspirillaceae)、着色菌科(Chromatiaceae)、外硫红螺菌科(Eceothiorhodospiraceae),包含16属49种。
其中在生产上有意义的红螺菌科包括红螺菌属、红假单胞菌属和红微菌属[1]。
PSB 均为革兰氏阴性细菌,一般为球型、卵形、杆形、弧形、螺旋形、环形、半环形丝形,也可随培养条件和生长阶段而改变,大部分单个存在。
PSB的一般菌体组成及营养成分见表1[2].表1 光合细菌菌体的组成与小球藻等比较Tab. 1 Components comparison betweenphotosynthetic bacteria and ChlorellaP S B 含有较高的优良蛋白质,粗蛋白含量为65.45%,含有17 种氨基酸而且消化率较高;粗脂肪约7%;可溶性糖类约20%;粗纤维约3%[1];维生素B12 含量是酵母的200 倍、小球藻的4 倍[2],生物素含量也比较丰富;菌体的脂类成份含有大量的叶绿素、类胡萝卜素和辅酶Q(泛醌),迄今已从PSB中分离出80 种以上的类胡萝卜素。
叶绿素和类胡萝卜素对养殖生物的健康生长,增强对疾病的抵抗力有很大的益处。
辅酶Q4 是与生命活动有重大关系的生理活性物质,PSB 中的含量特高,是酵母的13 倍。
以上特点决定了PSB 可做为畜禽、鱼虾的饲料。
但PSB 中缺乏ω3 系列20 碳以上的高度不饱和脂肪酸,单独作为仔鱼的初期饵料时,需与其它富含高度不饱和脂肪酸的饵料同时使用。
2 光合细菌的培养水产养殖市场对PSB 活体菌种的需求缺口很大,为了满足水产养殖对PSB 活体菌种的需求,PSB的生产方法有很多,但是到目前为止,还没有进行产业化生产PSB的报道。
冯云等[3]用50L的塑料桶来厌氧培养PSB,使培养密度达到2.1 × 109 个/ml;杨绍斌[4]在塑料大棚内建大小2000~5000L 的水池使其厌氧发酵富集扩大培养,培养液中含PSB 活菌数可达5 × 106 个/毫升;鄂春宇[5]用塑料薄膜袋培养PSB,培养密度达到2.5~3×105个/ml,12个月生产50 多吨,但是在PSB的密度检测时,很容易染菌。
由中科院开发的PSB 大规模生产工艺,产品含菌量达到5 × 1010个/毫升,保质期3 个月以上,并可根据客户要求,设计和建设不同规模的生产线[6]。
2.1 菌种菌种可从采集的池塘底泥或海水中重复富集、分离纯化获得.若用保存下来的菌种,在培养前必须提纯复壮,才能有效地进行扩大培养。
光合细菌的生产需要采用优良菌种,要求菌种活性高,菌液中菌体分布均匀、无下沉现象,目前养殖中使用的PSB多为红螺菌科和一部分着色菌科的复合菌株[7]。
2.2 培养基及培养条件PSB 培养中除碳、氮、磷等主要营养元素外,还需要一定量的镁、钙、钠和有关的微量元素,将所需的营养元素按一定的比例配成适于菌体生长繁殖的培养基。
本实验室采用酵母膏、蛋白胨培养基,基本配方为:CaCL2 0.3g,MgSO4·7H2O0.5g,酵母膏3g,蛋白胨3g,蒸馏水1000ml,pH: 6.8. 如需制固体培养基再加2%琼脂。
培养温度:25℃~30℃最佳,光照强度:2000LX~5000LX,PH:7.5~8.5 最佳。
2.3 光合细菌的培养把菌种接种到灭好菌的培养基中,在三角瓶中进行二级培养,每天摇晃几次。
把40L 的反应器中加满自来水,放入通气管,盖上保鲜膜一起用次氯酸杀菌消毒24小时,用硫代硫酸钠(1L次氯酸需要150g 硫代硫酸钠)来中和。
以15% 的接种量接入反应器中,用泵通气培养,用分光光度计跟踪测量菌液的密度,得到菌液的密度较高,而且反应器还可以进一步放大。
3 光合细菌的应用3.1 光合细菌在水产养殖中的应用测定池塘水中溶氧、pH 、氨氮、亚硝酸盐氮和COD 的变化情况,池水中的pH、溶氧不受光合细菌的影响;对水中氨氮、亚硝态氮有降低作用,降级率分别为45%-52%、33%-43%,对有机物(COD)也有降低作用,但不明显。
由于水体中氨氮、亚硝酸盐氮等含量超过一定量时对养殖动物产生毒害作用,并使易受病原微生物的感染,而光合细菌对改善水质起到一定作用,维持水体生态平衡,使鱼类能在优良的环境中生长,无论是成活率还是产量和质量上都有显著提高[8]。
PSB 菌体无毒,是一类营养成分高且种类比较全的微生物,作为水产养殖生物的饲料添加剂,具有明显的增产效果[9]。
PSB 能够防治病害,主要采取预防为主防治结合的原则。
传统的方法是通过向池塘中泼洒生石灰来消毒(每15~20 天一次),在饵料中要加拌土霉素进行预防[11],化学品容易残留在环境中,抗生素容易使病原菌产生抗药性。
与化学药品和抗生素相比,PSB中含有Q 1 0 和抗病毒物质,能提高动物的免疫力。
3.2 光合细菌在废水处理中的应用由于光合细菌能利用光能和有机废物合成自身菌体蛋白和其他无害物质(变有害物质为无害物质),所以光合细菌是当今世界上最具发展前景的净化环境的生物制剂。
现在,P S B 已广泛用于大型垃圾场,生活垃圾的现场处理及人粪尿、畜禽粪尿的集中处理和综合利用[12]。
处理无毒有机废水中的菌体可作为一种天然色素的资源,淀粉废水经PSB 处理后COD 去除率大于70%,同时菌体可用于提取类胡萝卜素[13]。
红螺菌对过渡金属有较强的抗性,它能对废水中的Cu2+,Pb2+,Ni2+ 和Cr6+ 的吸附作用是有可能的[14-18]。
所以光合细菌是当今世界上最具发展前景的净化环境的生物制剂。
3.3 光合细菌在种植业中的应用PSB 大多具有固氮能力,能提高土壤的氮素水平,并促进有害物质的转化。
其次,PSB 可叶面喷施,能改善植物营养,增强植物生理功能和抗病能力,从而起到增产和改善品质的作用[19]。
基于光合细菌具有抗病防病作用,现有研究者将其开发为瓜果等的保鲜剂。
PSB 既是一种优质的生物肥料,又能增强植物的抗病能力.光合细菌喷洒到苹果树、梨树和葡萄树上,不仅果实鲜艳,而且坐果率和产量大增,同时还提高了果实的糖分、维生素B 和维生素C 的含量[20-21]。
光合细菌作为生物肥料使用可以提高番茄、黄瓜的产量,改善作物品质,提高作物叶绿素、VC 的含量,降低蔬菜中亚硝酸盐的含量,延长作物的保存期[22]。
3.4 光合细菌在畜养业中的应用PSB 可作为畜禽饲料的添加剂,不仅能够提高产品的产量,而且能够提高产品的质量[23];PSB 可处理畜禽的粪尿,净化环境;PSB 中的荚膜红假单胞细胞壁中含有的多糖类物质,是广谱的非特异性免疫激活剂,能提高畜禽血清中免疫球蛋白的含量,增强畜禽对外来病源侵扰的应答反应,起到防治病害的作用[24]。
3.5 光合细菌在新能源生产中的应用能源问题已成为全球性问题,世界各国都在研究开发新能源,氢作为一种理想而又无污染的新能源,日益受到关注。
生物制氢是开发新能源的一个方向,许多PSB 在代谢过程中都能释放氢气,且具有产氢速率高、产氢纯度高等特点[25]。
PSB 只含有光合色素系统Ⅰ,电子供体或氢供体是有机物或还原态硫化物,因此光合作用不产生O 2 ,故工艺简单。
它可利用太阳能,降解转化有机物或有机污染物生产氢,且副产物可进一步开发为诸如生物可降解塑料等高附加值产品,不会造成二次污染[26]。
3.6 光合细菌在其它方面的应用医药保健方面,日本成功研制了具有延缓衰老的作用的PSB 饮料,而且这种饮料还能有效防止心脏病、脑梗死、癌症等疾病的发生。
国内也已经研制出了多种富硒PSB制剂,并申请了国家专利,通过试验表明,富硒PSB制剂具有延缓衰老、抑制肿瘤、免疫调节等多种功效[27-29]。
刘继彪等[30]用PSB菌液发酵中药,制成了口服液、冷冻干燥产品等中药制剂,该制剂能够纠正机体内环境微量元素平衡紊乱,促使癌细胞向正常细胞转化并最终全部恢复成正常细胞,对恶性肿瘤治疗有较显著的疗效,并申请了国家专利。
随着人们认识到合成色素具有致癌性,天然色素的开发已备受关注。
PSB 菌体细胞含有丰富的菌绿素和类胡萝卜素,这两类色素无毒,容易提取,是天然色素的新资源,提取的色素可用于食品工业。
PSB 可以作为生物的开口饵料,广泛应用于水产养殖,也可以作为饲料添加剂来增强生物的抗病性。
PSB 和微藻混合培养轮虫,可见轮虫增殖率明显高于藻类、酵母单独培养轮虫的速度;PSB可提高丰年虫卵的孵化率;用PSB 培养的水蚤、轮虫,其氨基酸、蛋白质的含量都明显提高[31]。
4 光合细菌的应用展望在生产实践方面,自20 世纪70 年代以来,日本、美国、德国、英国等广泛开展了光合细菌的研究开发,由于PSB的安全无毒且其中的有效成分对超氧阴离子具有良好的猝灭活性,近年来人们还利用其特性开发具有免疫调节[32],抗衰老,抗辐射等多种功能的医药、保健品[33]。
在理论研究方面,PSB 是实验模型的理想材料,瑞典生物学家Huber. H. Michel以光合细菌为材料,研究细菌细胞膜的光合作用反应中心三维结构而获得1988年的诺贝尔奖。
我国学者张纯喜等利用光合细菌对光合作用的原初反应提出了新模型,并利用该模型对动力学和定点突变结果给予了解释。
5 现状讨论目前,大规模培养PSB 是制约PSB 应用的瓶颈问题。
多数PSB 是一种不放氧的厌氧菌,能进行光合作用,多采用低密度培养。
这种方法很容易染菌,且菌液的浓度比较低,给PSB 的保存和运输很麻烦。
高密度培养PSB 是大规模生产PSB 的必然趋势,国内有的实验室采用厌氧发酵罐进行高密度培养已取得成功,但是生产成本比较高。
我们实验室采用自制的玻璃反应器对PSB 进行半开放式培养,已获得成功,这种方法具有菌液浓度高,设备简单,生产周期短,生产成本低等优点。