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抗弧菌光合细菌的分离鉴定及对氨氮和亚硝态氮的降解特性

王雨婷 周荣翔 李霁虹 张瑶 周婷婷 彭云 汤曼利 马桂珍

王雨婷, 周荣翔, 李霁虹, 张瑶, 周婷婷, 彭云, 汤曼利, 马桂珍. 抗弧菌光合细菌的分离鉴定及对氨氮和亚硝态氮的降解特性[J]. 南方水产科学. doi: 10.12131/20210016
引用本文: 王雨婷, 周荣翔, 李霁虹, 张瑶, 周婷婷, 彭云, 汤曼利, 马桂珍. 抗弧菌光合细菌的分离鉴定及对氨氮和亚硝态氮的降解特性[J]. 南方水产科学. doi: 10.12131/20210016
Yuting WANG, Rongxiang ZHOU, Jihong LI, Yao ZHANG, Tingting ZHOU, Yun PENG, Manli TANG, Guizhen MA. Isolation and identification of vibrio resistant photosynthetic bacteria and degradation of nitrite nitrogen and ammonia nitrogen[J]. South China Fisheries Science. doi: 10.12131/20210016
Citation: Yuting WANG, Rongxiang ZHOU, Jihong LI, Yao ZHANG, Tingting ZHOU, Yun PENG, Manli TANG, Guizhen MA. Isolation and identification of vibrio resistant photosynthetic bacteria and degradation of nitrite nitrogen and ammonia nitrogen[J]. South China Fisheries Science. doi: 10.12131/20210016

抗弧菌光合细菌的分离鉴定及对氨氮和亚硝态氮的降解特性

doi: 10.12131/20210016
基金项目: 江苏省农业科技自主创新资金项目 [CX (19) 3107];江苏省研究生科研创新计划项目 (KYCX20-2959)
详细信息
    作者简介:

    王雨婷 (1997—),女,硕士研究生,研究方向为生物化工。E-mail: 2570557092@qq.com

    通讯作者:

    马桂珍 (1963—),女,博士,教授,从事抗菌微生物研究。E-mail: guizhenma@sohu.com

  • 中图分类号: Q 93-33

Isolation and identification of vibrio resistant photosynthetic bacteria and degradation of nitrite nitrogen and ammonia nitrogen

  • 摘要: 采用双层平板涂布法和划线法,从不同地区的海洋环境样品中分离纯化光合细菌,以副溶血弧菌 (Vibrio parahemolyticus)、创伤弧菌 (V. vulnificus)、鳗弧菌 (V. anguillarum) 为指示菌,采用牛津杯法测定海洋光合细菌菌株的抑菌作用,采用靛酚蓝分光光度法和盐酸萘乙二胺分光光度法测定不同菌株降解氨氮 (NH4 +-N) 和亚硝态氮 (NO2 -N) 的作用,筛选出具有抗弧菌并高效降解NH4 +-N和NO2 -N复合功能的优良菌株。结果显示,从30个海水、海泥等样品中分离得到3株光合细菌,分离自连云港车牛山岛海水样品的菌株P-3,对3种弧菌均具有较强的抑制作用,其中对鳗弧菌的作用最强,抑菌圈直径为5.3 mm。3株光合细菌均具有一定的降解NH4 +-N和NO2 -N作用,菌株P-3的降解作用最强,在含有50 mg·L−1 NH4 +-N和NO2 -N培养基中培养4 d,降解率分别为89.68%和94.98%。经形态学观察、生理生化试验和16S rDNA序列分析,确定P-3为沼泽红假单胞菌 (Rhodopseudomonas palustris)。
  • 图  1  富集筛选培养后的培养液

    A. 灌河入海口海泥;B. 车牛山岛海水;C. 南通如东海泥;D. 南通启东海水;E. 连云港高公岛表层海水;F. 海州湾海水

    Figure  1.  Culture medium after enrichment and screening

    A. Sea mud of the river empties into the sea; B. Cheniushan Island sea water; C. Sea mud of Rudong, Nantong; D. Sea water of Qidong, Nantong; E. Surface water of Gaogong Island, Lianyungang; F. Sea water of Haizhou Bay

    图  2  菌株P-1形态特征观察

    a. 菌落特征;b. 菌株形态

    Figure  2.  Morphological characteristics of P-1 strain

    a. Colony characteristics; b. Strain morphology

    图  3  菌株P-2形态特征观察

    a. 菌落特征 (15×);b. 菌株形态

    Figure  3.  Morphological characteristics of P-2 strain

    a. Colony characteristics (15×); b. Strain morphology

    图  4  不同光合细菌菌液对副溶血弧菌 (A)、鳗弧菌 (B) 和创伤弧菌 (C) 的抑菌效果

    Figure  4.  Antibacterial effect of against V. parahemolyticus (A), V. anguillarum (B) and V. vulnificus (C)

    图  5  菌株P-3形态特征

    a. 菌落特征 (25×);b. 菌株形态

    Figure  5.  Morphological characteristics of P-3 strain

    a. Colony characteristics (25×); b. Strain morphology

    图  6  菌株P-3鞭毛染色

    Figure  6.  Flagella stained of P-3 strain

    图  7  菌株P-3液体培养物

    Figure  7.  Liquid culture of P-3 strain

    图  8  基于P-3菌株的16SrDNA基因序列构建的系统发育树

    Figure  8.  Phylogenetie tree of Strain P-3 based on 16S rDNA gene sequences

    表  1  分离得到的3个光合细菌菌株的形态特征

    Table  1.   Morphological characteristics of three isolates of photosynthetic bacteria

    菌株编号
    Strain No.
    菌体形态
    Mycelial morphology
    细胞大小
    Cell size/μm
    革兰氏染色
    Gram stain
    液体培养
    Liquid culture
    菌落形态
    Colony morphology
    P-1 短杆状 1.47×0.83 G– 橙红色 橙色,边缘整齐,圆形,高突起
    P-2 卵球状 1.02×0.23 G– 红色 深红色,边缘整齐,圆形,低突起,表面有光泽
    P-3 细杆状 1.49×0.15 G – 深红色 红色,边缘整齐,圆形,表面低突
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    表  2  不同光合细菌菌株对弧菌的抗菌效果

    Table  2.   Antibacterial effect of strains against Vibrios

    指示菌
    Indicator bacteria
    抑菌圈平均直径
    Average diameter of inhibition zone/mm
    P-1P-2P-3
    副溶血弧菌
    V. Parahemolyticus
    2.27±0.04
    鳗弧菌 V. anguillarum 5.26±0.03
    创伤弧菌 V. vulnificus 2.40±0.01 2.10±0.08
    注:—. 无明显抑菌圈 Note: —. No obvious bacteriostatic zone
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    表  3  3株海洋光合细菌对氨氮和亚硝态氮的降解率

    Table  3.   Ammonia nitrogen and nitrite nitrogen degradation rate of three marine photosynthetic bacteria

    菌株
    编号
    Strain No.
    氨氮 NH4 +-N 亚硝态氮 NO2 -N
    质量浓度
    Concentration/
    (mg·L−1)
    降解率
    Degradation
    rate/%
    质量浓度
    Concentration/
    (mg·L−1)
    降解率
    Degradation
    rate/%
    CK 48.78±0.00 48.91±0.35
    P-1 6.02±0.21 87.66±0.42 7.12±1.39 85.44±1.27
    P-2 3.22±0.08 93.39±0.16 15.24±0.42 68.83±0.85
    P-3 5.03±0.36 89.68±0.73 0.98±0.29 94.98±0.60
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    表  4  菌株P-3生理生化试验结果

    Table  4.   Physiological and biochemical characteristics of P-3 strain

    测定项目
    Parameter
    反应结果 Reaction
    菌株P-3
    P-3 strain
    大肠杆菌 (对照)
    Escherichia coli
    (Control)
    肌醇 Inositol
    明胶 Gelatin +
    尿素酶 Urease +
    赖氨酸脱羧酶 Lysine decarboxylase +
    精氨酸双水解酶 Arginine dihydrolase + +
    苯丙氨酸 Phenylalanine
    葡萄糖 Glucose
    阿拉伯糖 Arabinose + +
    麦芽糖 Malt dust + +
    柠檬酸盐 Citrate +
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    表  5  红假单胞菌属菌株P-3鉴别特征

    Table  5.   Identification characteristics of Rhodopseudomonas P-3

    性状
    Characteristic
    菌株P-3
    Strain P-3
    红假单胞菌属
    Rhodopseudomonas sp.
    红螺菌属
    Rhodospirillum sp.
    红微菌属
    Rhodomicrobium sp.
    细胞大小 Cell size/μm (1.34~1.62) × (0.33~0.59) (0.6~5.0) × (0.4~0.5) 0.8~1.5 (2~2.8) × (1~1.2)
    革兰氏染色 Gram stain G− G− G− G−
    菌体形态 Strain morphology 杆状 球形或杆状 螺旋状 卵圆形至柠檬状
    厌氧光照培养物颜色 Anaerobic lighting culture colour 深红色 深红色 红色至棕色 深红至红褐色
    光照厌氧生长 Anaerobic growth under light + + + +
    利用葡萄糖 Utilization of glucose
    肌醇 Inositol
    生境 Habitat 海水 淡水、海水和泥土 淡水 淡水和海水
    明胶 Gelatin + ±
    柠檬酸钠 Sodium citrate + + ±
    脱氮 Denitrifcation + + ±
    鞭毛 Flagella 极生 极生 极生 周生
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-01-12
  • 修回日期:  2021-03-09
  • 网络出版日期:  2021-04-19

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