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2种培养方式对小新月菱形藻生长及菌群结构的影响研究

唐亚鹏 王瑞旋 黄建华 杨丽诗 江世贵 林黑着

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2种培养方式对小新月菱形藻生长及菌群结构的影响研究

    作者简介: 唐亚鹏(1992— ),男,硕士,从事水产动物育苗研究。E-mail:m13686477557@163.com;
    通讯作者: 黄建华, hjh210440@sina.com.cn
  • 中图分类号: S 963.21+3

Effects of two breeding methods on growth and bacterial structure of Nitzschia closterium f.minutissima

    Corresponding author: Jianhua HUANG, hjh210440@sina.com.cn ;
  • CLC number: S 963.21+3

  • 摘要: 以小新月菱形藻 (Nitzschia closterium f. minutissima)为研究对象,分析比较了小新月菱形藻在负压光生物反应器与开放式桶培养下,藻密度、pH与溶解氧及菌落结构变化情况。结果表明,在负压光生物反应器培养下的藻密度可达到1.33×107个·mL–1,明显高于开放式培养藻密度 (8.36×106个·mL–1)。藻液中pH随藻密度增加而升高,两者呈显著正相关 (P<0.01),在负压光生物反应器及开放式培养环境中pH最高值分别为10.3和9.3。溶解氧变化与pH变化趋势相反,在负压光生物反应器内溶解氧随藻密度增长而降低,最后稳定在6.5 mg·L–1左右,溶解氧的下降可能与玫瑰杆菌 (Roseobacter)成为优势细菌有关。利用16S rDNA基因的高通量测序技术,分析在培养过程中藻际菌群的结构变化,发现菌落的多样性显著下降 (P<0.05),培养前期主要以变形杆菌 (Proteobacteria)和拟杆菌 (Bacteroidetes)为优势细菌,在负压光生物反应器内培养后期主要以蓝细菌 (Cyanobacteria)与玫瑰杆菌为优势细菌,其菌落结构与开放式桶存在明显差异。
  • 图 1  负压光生物反应器示意图

    Figure 1.  Sketch of negative pressure photobioreactor

    图 2  小新月菱形藻密度(a)与比生长率(b)变化

    Figure 2.  Variation of density(a)and specific growth rate(b)of Nitzschia closterium f.minutissima

    图 3  不同培养环境pH(a)与溶解氧(b)变化

    Figure 3.  Change of pH(a)and dissolved oxygen(b)in different culture environments

    图 4  藻液菌群OTUs稀释曲线

    Figure 4.  OTUs dilution curve of microflora in algae solution

    图 5  藻液菌群门水平优势细菌

    Figure 5.  Dominant bacteria in algae solution at phylum level

    图 6  藻液菌群属水平优势细菌

    Figure 6.  Dominant bacteria in algae solution at genera level

    图 7  藻液菌群花瓣图

    Figure 7.  Petal diagram of microflora in algae solution

    图 8  藻液菌群PCoA分析

    Figure 8.  Principal coordinates analysis of microflora in algae solution

    表 1  负压反应器内部参数

    Table 1.  Internal parameters of negative pressure photobioreactor

    电压/VDC
    voltage
    负载电流/A
    load current
    功率/W
    power
    流量/L·min−1 flow 相对真空度/kPa
    relative vacuum
    峰值流量 平均流量
    24 <0.8 <19.2 20 13 ≈ −60
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    表 2  不同培养环境藻液菌群α多样性指数比较

    Table 2.  α diversity index of microflora in algae solution in different breeding environments

    组别
    treatment
    多度涵盖估计量
    Ace
    丰富度
    Chao1
    香农指数
    Shannon
    辛普森指数
    Simpson
    AT 71.9±2.21 71.6±1.18 4.23±0.08a 0.91±0.01a
    BT 75.5±3.57 76.1±5.44 3.59±0.23ab 0.82±0.03ab
    CT 73.1±5.78 75.2±8.50 3.03±0.04b 0.71±0.02b
    DT 75.9±4.05 74.7±3.62 3.30±1.02ab 0.75±0.17ab
    AC 77.6±2.60 80.9±10.5 4.25±0.22a 0.91±0.01a
    BC 73.4±1.96 72.8±2.00 3.87±0.20a 0.86±0.02a
    CC 77.2±2.94 81.0±3.46 2.98±0.02b 0.69±0.01b
    DC 71.1±4.36 73.2±5.01 2.78±0.29b 0.74±0.07b
    注:同列数据上标不同字母表示平均值差异显著(P<0.05)Note: The data in the same column with different superscripts are significantly different(P<0.05).
    下载: 导出CSV
  • [1] 李炳乾, 刘颖芬, 刘洪岩, 等. 小新月菱形藻生长条件及半连续培养条件研究[J]. 水产科技情报, 2012(2): 55-58. doi: 10.3969/j.issn.1001-1994.2012.02.001
    [2] 刘娟妮, 胡萍, 姚领, 等. 微藻培养中光生物反应器的研究进展[J]. 食品科学, 2006, 27(12): 772-777. doi: 10.3321/j.issn:1002-6630.2006.12.203
    [3] 张芬芬, 马晓建, 常春, 等. 气升式微藻光生物反应器的设计研究进展[J]. 现代化工, 2016, 36(10): 46-49.
    [4] 刘玉环, 黄磊, 王允圃, 等. 大规模微藻光生物反应器的研究进展[J]. 生物加工过程, 2016, 14(1): 65-73. doi: 10.3969/j.issn.1672-3678.2016.01.013
    [5] 周进, 林光辉, 蔡中华. 微生物在藻际环境中的物质循环作用[J]. 应用生态学报, 2016, 27(8): 2708-2716.
    [6] 王少沛, 曹煜成, 李卓佳, 等. 水生环境中细菌与微藻的相互关系及其实际应用[J]. 南方水产科学, 2008, 4(1): 76-80. doi: 10.3969/j.issn.2095-0780.2008.01.014
    [7] 熊青山, 潘秋玲, 王琴, 等. 溶藻微生物菌群的富集及其溶藻因素[J]. 应用与环境生物学报, 2016, 22(6): 1140-1144.
    [8] SHIN H, LEE E, SHIN J, et al. Elucidation of the bacterial communities associated with the harmful microalgae Alexandrium tamarense and Cochlodinium polykrikoides using nanopore sequencing[J]. Sci Rep, 2018, 8(1): 5323. doi: 10.1038/s41598-018-23634-6
    [9] WANG H, HILL R T, ZHENG T, et al. Effects of bacterial communities on biofuel-producing microalgae: stimulation, inhibition and harvesting[J]. Crit Rev Biotechnol, 2014, 36(2): 1-12.
    [10] JUAN F, INéS G, MARíA C, et al. Impact of microalgae-bacteria interactions on the production of algal biomass and associated compounds[J]. Mar Drug, 2016, 14(5): 100. doi: 10.3390/md14050100
    [11] 贾雨川, 阎华, 关昌峰, 等. 内置组合转子新型管式光生物反应器及微藻光暗周期研究[J]. 现代化工, 2017, 37(9): 168-170.
    [12] DelosDANIEL C V, GARCíA-CRUZ E L, FRANCOMORGADO M, et al. Short-term evaluation of the photosynthetic activity of an alkaliphilic microalgae consortium in a novel tubular closed photobioreactor[J]. J Appl Phycol, 2016, 28(2): 795-802. doi: 10.1007/s10811-015-0612-7
    [13] 张成会. 利用管式光生物反应器培养湛江等鞭金藻的研究[D]. 湛江: 广东海洋大学, 2015: 32-40.
    [14] 肖玉朋, 戴玉杰, 申世刚, 等. 户外管式光生物反应器培养发状念珠藻细胞[J]. 食品科技, 2014, 39(3): 2-6.
    [15] 朱军保. 沙漠微藻管式光生物反应器研制及其相关研究[D]. 石河子: 石河子大学, 2015: 41-48.
    [16] ZHU J Y, RONG J F, ZONG B N. Factors in mass cultivation of microalgae for biodiesel[J]. Chin J Catal, 2013, 34(1): 80-100. doi: 10.1016/S1872-2067(11)60497-X
    [17] 万晓安, 杨正健, 杨林. 光生物反应器中微藻生长影响因子研究进展[J]. 应用化工, 2016, 45(06): 1140-1145+1154.
    [18] 石娟, 潘克厚. 不同光照条件对小新月菱形藻和等鞭金藻8701生长及生化成分的影响[J]. 中国水产科学, 2004, 11(2): 121-128. doi: 10.3321/j.issn:1005-8737.2004.02.007
    [19] 梁英, 刁永芳, 陈书秀, 等. 温度对小新月菱形藻叶绿素荧光特性及生长的影响[J]. 水产科学, 2011, 30(8): 435-440. doi: 10.3969/j.issn.1003-1111.2011.08.001
    [20] 张海阳. 基于射流流场的微藻混凝共聚气浮采收基础研究[D]. 徐州: 中国矿业大学, 2013: 44.
    [21] 黄新雪. 螺旋转子管式光生物反应器流体动力学特性研究[D]. 北京: 北京化工大学, 2017: 39.
    [22] 游亮, 崔莉凤, 刘载文, 等. 藻类生长过程中DO, pH与叶绿素相关性分析[J]. 环境科学与技术, 2007, 30(9): 42-44. doi: 10.3969/j.issn.1003-6504.2007.09.015
    [23] VALDES F J, HEMANDEZ M R, CATALA L, et al. Estimation of CO2 stripping/CO2 microalgae consumption ratios in a bubble column photobioreactor using the analysis of the pH profiles.Application to Nannochloropsis oculata microalgae culture[J]. Bioresour Technol, 2012, 119: 1-6. doi: 10.1016/j.biortech.2012.05.120
    [24] VADLAMANI A, VIAMAJALA S, PENDYALA B, et al. Cultivation of microalgae at extreme alkaline pH conditions: a novel approach for biofuel production[J]. ACS Sustainable Chem Eng, 2017, 5(8): 7284-7294. doi: 10.1021/acssuschemeng.7b01534
    [25] LAKANIEMI A M, HULATT C J, WAKEMAN K D, et al. Eukaryotic and prokaryotic microbial communities during microalgal biomass production[J]. Bioresour Technol, 2012, 124: 387-393. doi: 10.1016/j.biortech.2012.08.048
    [26] LURIA C M, AMARAL-ZETTLER L A, DUCKLOW H W, et al. Seasonal shifts in bacterial community responses to phytoplankton-derived dissolved organic matter in the western antarctic peninsula[J]. Front Microbiol, 2017, 8: 2117. doi: 10.3389/fmicb.2017.02117
    [27] 王剑. 典型赤潮藻类可培养藻际细菌的分子鉴定与藻菌关系研究[D]. 广州: 暨南大学, 2014: 41.
    [28] 苗祯. 北极微藻藻际细菌类群结构及其相互作用机制研究[D]. 济南: 山东大学, 2013: 42-44.
    [29] 苗祯, 杜宗军, 李会荣, 等. 5株北极微藻藻际环境的细菌多样性[J]. 生态学报, 2015, 35(5): 1587-1600.
    [30] FANG F, GAO Y, GAN L, et al. Effects of different initial pH and irradiance levels on cyanobacterial colonies from Lake Taihu, China[J]. J Appl Phycol, 2018, 30(3): 1777-1793. doi: 10.1007/s10811-018-1394-5
    [31] ZHANG Z M, YU Z D, ZHU L, et al. Gradient reduced aeration in an enhanced aerobic granular sludge process optimizes the dominant microbial community and its function[J]. Environ Sci, 2018, 4(5): 680-688.
    [32] PRABAGARAN S R, MANORAMA R, DELILLE D, et al. Predominance of Roseobacter, Sulfitobacter, Glaciecola and Psychrobacter in seawater collected off Ushuaia, Argentina, Sub-Antarctica[J]. FEMS Microbiol Ecol, 2010, 59(2): 342-355.
    [33] IVANOVA E P, GORSHKOVA N M, SAWABE T, et al. Sulfitobacter delicatus sp.nov.and Sulfitobacter dubius sp.nov.respectively from a starfish (Stellaster equestris) and sea grass (Zostera marina)[J]. Int J System Evolution Microbiol, 2004, 54(2): 475-480. doi: 10.1099/ijs.0.02654-0
    [34] PARK J R, BAE J W, NAM Y D, et al. Sulfitobacter litoralis sp nov., a marine bacterium isolated from the East Sea, Korea[J]. Int J Syst Evol Microbiol, 2007, 57(4): 692-695. doi: 10.1099/ijs.0.64267-0
    [35] PALACIOS L, ARAHAL D R, REGUERA B, et al. Hoeflea alexandrii sp nov., isolated from the toxic dinoflagellate Alexandrium minutum AL1V[J]. Int J System Evolution Microbiol, 2006, 56(8): 1991-1995. doi: 10.1099/ijs.0.64238-0
    [36] JUNG M Y, SHIN K S, KIM S, et al. Hoeflea halophila sp nov., a novel bacterium isolated from marine sediment of the East Sea, Korea[J]. Antonie Van Leeuwenhoek Int J Gen Mol Microbiol, 2013, 103(5): 971-978. doi: 10.1007/s10482-013-9876-6
    [37] YANG Q, JIANG Z W, HUANG C H, et al. Hoeflea prorocentri sp.nov. isolated from a culture of the marine dinoflagellate Prorocentrum mexicanum PM01[J]. Antonie Van Leeuwenhoek Int J Gen Mol Microbiol, 2018, 111(10): 1-9.
    [38] 陈正浩, 张永雨, 杨素萍. 海洋玫瑰杆菌类群研究进展[J]. 生态学报, 2015, 35(5): 1620-1629.
    [39] GENG H F, BELAS R. Molecular mechanisms underlying roseobacter-phytoplankton symbioses[J]. Curr Opin Biotechnol, 2010, 21(3): 332-338. doi: 10.1016/j.copbio.2010.03.013
    [40] CROFT M T, LAWRENCE A D, RAUX-DEERY E, et al. Algae acquire vitamin B-12 through a symbiotic relationship with bacteria[J]. Nature, 2005, 438(764): 90-93.
    [41] 杨小茹, 苏建强, 郑小伟, 等. 基于分子技术的1株产毒藻藻际细菌多样性分析[J]. 环境科学, 2009, 30(1): 271-279. doi: 10.3321/j.issn:0250-3301.2009.01.046
    [42] 王剑, 王朝晖, 熊毅俊. 不同时期条纹环沟藻可培养藻际细菌研究[J]. 中国环境科学, 2014, 34(6): 1540-1547.
  • [1] 徐英江黄会邹荣婕邓旭修田秀慧李佳蔚宫向红 . 乙酰甲喹对小新月菱形藻、等鞭金藻3011的毒性效应. 南方水产科学, doi: 10.3969/j.issn.2095-0780.2017.03.013
    [2] 刘德经朱善央 . pH对西施舌受精卵与幼虫生长发育的影响. 南方水产科学, doi: 10.3969/j.issn.1673-2227.2009.06.007
    [3] 强俊李瑞伟王辉 . pH对奥尼罗非鱼仔鱼活力及仔、稚鱼生长的影响. 南方水产科学, doi: 10.3969/j.issn.1673-2227.2009.02.012
    [4] 杨勋郝宗娣张森刘平怀 . 营养元素和pH对若夫小球藻生长和油脂积累的影响. 南方水产科学, doi: 10.3969/j.issn. 2095-0780.2013.04.006
    [5] 李希国李加儿区又君 . pH值对黄鳍鲷主要消化酶活性的影响. 南方水产科学,
    [6] 张沛东董晓煜张秀梅黄洪辉刘晃牛淑娜柳意樊张志超 . pH对褐牙鲆幼鱼血红蛋白含量和血中溶氧水平的影响(英文). 南方水产科学, doi: 10.3969/j.issn.1673-2227.2009.06.005
    [7] 于在乾周邵文谷红娟 . 静态注射化学发光法测定水样中的溶解氧. 南方水产科学, doi: 10.3969/j.issn.1673-2227.2009.05.011
    [8] 杨顶田单秀娟刘素敏叶海彬杨超宇徐超董俊德 . 三亚湾近10年pH的时空变化特征及对珊瑚礁石影响分析. 南方水产科学, doi: 10.3969/j.issn.2095-0780.2013.01.001
    [9] 史进选傅明骏赵超周发林杨其彬邱丽华 . 斑节对虾GRP94基因的克隆及其在不同应激条件下的表达与分析. 南方水产科学, doi: 10.3969/j.issn.2095-0780.2016.05.008
    [10] 刘旭佳黄国强彭银辉 . 不同溶解氧水平对鲻生长、能量代谢和氧化应激的影响. 南方水产科学, doi: 10.3969/j.issn.2095-0780.2015.04.013
    [11] 李丽丽赵超范嗣刚王鹏飞闫路路邱丽华 . 斑节对虾CDC42基因的克隆及其在不同胁迫条件下的表达分析. 南方水产科学, doi: 10.3969/j.issn.2095-0780.2018.04.005
    [12] 胡德蓉林钦柯常亮 . 大鹏澳网箱养殖区沉积物硫酸盐还原菌(SRB)及其与环境因子关系的初步研究. 南方水产科学,
    [13] 金中文郑忠明吴松杰尤尔茂胡安宽 . 底充式增氧对改善池塘水质效果的初步研究. 南方水产科学, doi: 10.3969/j.issn.1673-2227.2010.06.004
    [14] 胡志国刘建勇袁瑞鹏张嘉晨 . 凡纳滨对虾高氨氮和低溶氧抗逆性状的杂交配合力分析. 南方水产科学, doi: 10.3969/j.issn.2095-0780.2016.01.007
    [15] 王刚李加儿区又君王静香 . 温度、盐度、pH对卵形鲳鲹幼鱼离体鳃组织耗氧量的影响. 南方水产科学, doi: 10.3969/j.issn.2095-0780.2011.05.006
    [16] 田道贺桂福坤李华周子明刘青松董宏标段亚飞张家松 . 硝化型生物絮团的驯化培养. 南方水产科学, doi: 10.12131/20180260
    [17] 刘平怀杨勋郝宗娣张森张玲 . 产油微藻的分离鉴定及营养方式对其油脂积累的影响. 南方水产科学, doi: 10.3969/j.issn.2095-0780.2013.04.005
    [18] 姚雪梅王珺王思周平 . 人工培养牟氏角毛藻对弧菌抑制效果研究. 南方水产科学,
    [19] 唐贤明王瑛睿刘翠陈傅晓尹艺刘涛 . 长心卡帕藻切段培养的初步研究. 南方水产科学, doi: doi:10.3969/j.issn.2095-0780.2014.02.005
    [20] 史荣君李志红谭烨辉周林滨 , . 溶解态铝对海洋浮游植物群落结构及聚球藻生长的影响. 南方水产科学, doi: 10.3969/j.issn.2095-0780.2016.01.001
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-01-10
  • 录用日期:  2019-05-14
  • 网络出版日期:  2019-07-02

2种培养方式对小新月菱形藻生长及菌群结构的影响研究

    作者简介:唐亚鹏(1992— ),男,硕士,从事水产动物育苗研究。E-mail:m13686477557@163.com
    通讯作者: 黄建华, hjh210440@sina.com.cn
  • 1. 中国水产科学研究院南海水产研究所,农业农村部南海渔业资源开发利用重点实验室,广东 广州 510300
  • 2. 中国水产科学研究院南海水产研究所深圳试验基地,广东 深圳 518121
  • 3. 天津农学院水产学院,天津 300384

摘要: 以小新月菱形藻 (Nitzschia closterium f. minutissima)为研究对象,分析比较了小新月菱形藻在负压光生物反应器与开放式桶培养下,藻密度、pH与溶解氧及菌落结构变化情况。结果表明,在负压光生物反应器培养下的藻密度可达到1.33×107个·mL–1,明显高于开放式培养藻密度 (8.36×106个·mL–1)。藻液中pH随藻密度增加而升高,两者呈显著正相关 (P<0.01),在负压光生物反应器及开放式培养环境中pH最高值分别为10.3和9.3。溶解氧变化与pH变化趋势相反,在负压光生物反应器内溶解氧随藻密度增长而降低,最后稳定在6.5 mg·L–1左右,溶解氧的下降可能与玫瑰杆菌 (Roseobacter)成为优势细菌有关。利用16S rDNA基因的高通量测序技术,分析在培养过程中藻际菌群的结构变化,发现菌落的多样性显著下降 (P<0.05),培养前期主要以变形杆菌 (Proteobacteria)和拟杆菌 (Bacteroidetes)为优势细菌,在负压光生物反应器内培养后期主要以蓝细菌 (Cyanobacteria)与玫瑰杆菌为优势细菌,其菌落结构与开放式桶存在明显差异。

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