海水养殖场底泥中转化硫和磷化合物的微生物及其多样性王亚南1,2,王保军1,戴欣1,焦念志3,彭志英2,刘双江1*(11中国科学院微生物研究所,北京100080;21华南理工大学食品与生物工程学院,广州510640;31厦门大学海洋环境科学系,厦门361005)摘要:对福建某近海养虾场底泥环境中硫和磷2种元素的微生物代谢进行了研究.结果表明,细菌代谢有机硫和无机硫产H2S是养殖过程中造成H2S污染的主要因素,利用半胱氨酸和硫代硫酸钠产生硫化氢的细菌数量分别为116@106和4135@103个#g-1底泥;进一步研究发现,芽孢杆菌属、盐芽孢杆菌属和微杆菌属等细菌是产H2S的优势菌群,而硫酸盐还原菌的数量较少,仅为25个#g-1,其产H2S的作用不明显.研究还发现,转化有机磷和无机磷酸盐的优势菌群属于好氧细菌,其中分解卵磷脂的细菌和产磷酸酯酶细菌的数量分别为2117@105和1121@106个#g-1,转化磷酸钙的细菌数量为6196@103个#g-1.本文从微生物学的角度探讨了养殖环境中硫、磷化合物的转化,提出细菌好氧代谢产H2S是养殖环境潜在的污染因素,给出了一些改善和修复养殖环境生态的建议.关键词:海水养虾场;H2S;芽孢杆菌;硫元素代谢;磷元素代谢中图分类号:X714文献标识码:A文章编号:0250-3301(2005)02-0157-06收稿日期:2004-03-31;修订日期:2004-07-29基金项目:中国科学院知识创新工程项目(KZCX1-SW-12-Ò);中国科学院百人计划项目.作者简介:王亚南(1964~),女,博士研究生,主要研究方向为食品科学和环境微生物学.*通讯作者,电话:010-61652317;E-mail:liusj@sun.im.ac.cnBacterialConversionofSulfur-andPhosphorous-CompoundsandMicrobialDiver-sityinSedimentsfromaNear-ShoreMarine-CulturalRegionWANGYa-nan1,2,WANGBao-jun1,DAIXin1,JIAONian-zhi3,PENGZh-iying2,LIUShuang-jiang1(11InstituteofMicrobiology,ChineseAcademyofSciences,Beijing100080,China;21SouthChinaScienceandTechnologyUn-iversity,Guangzhou510640,China;31Dept.ofMarineEnvironmentalScience,XiamenUniversity,Xiamen361005,China)Abstract:TheH2S-producingbacteriaandthephosphorous-cyclingbacteriainsedimentsfromnear-shoremarine-culturalregionwereinvestigated.ResultsindicatethatthebacterialH2SproductioninaerobicconditionisthedominatingprocesstoproduceH2Sinthesedimentofculturalpond.ThetotalcountsofH2S-producingbacteriautilizingcysteineandNa2S2O3were116@106and4135@103cellsg-1respectively.Thecountsofsulfate-reducingbacteriainthesedimentswereverylittle,only215@101g-1.Furtherresultsshowthatthebacterialcountsofdecomposinglecithinandsecretingphosphatasewere2117@105and1121@106g-1respectively,bacterialcountsofdissolvingCa3PO4were6196@103g-1.Traditionaltaxonomyandpartial16SrRNAgenesequencingontheH2S-producingandphosphate-cyclingbacteriaindicatethatmostisolatescouldbeclassifiedasmembersofthefollowingGenera:Bacillus,Halobacillus,Microbacterium,etc.Keywords:shrimp-culturingpond;hydrogensulphide;Bacillus;sulfurmetabolism;phosphorousmetabolism水产养殖中投放的饵料、生物排泄物(如虾贝类的排泄物含有机磷和无机磷)[1]和外部环境排入养殖环境的污染物(如酸雨、肥料)等均含有相当量的有机硫化合物和硫酸盐、有机磷化合物和磷酸盐成分,它们多沉积于养殖池底,造成底泥环境富营养化,并在生物(特别是微生物)作用下产生不同的代谢产物,其中部分代谢产物(如H2S、无机磷酸盐等)对养殖水体造成严重污染并对养殖对象构成危害.以往的研究主要集中在水体中有机污染物在微生物作用下的转化[2]、微生物对有机污染物的代谢[3]及参与硫、磷元素代谢的微生物生物量等方面[4,5],对参与硫、磷元素循环代谢的微生物种群结构及其与污染的关系少有报道.本文在调查养殖场底泥环境中代谢含硫化合物产H2S、参与有机磷和无机磷转化的细菌数量的基础上,对不同生理类群的细菌菌株进行了分类鉴定,研究了它们的种群结构和分布情况,并对其在养殖环境内源污染中的作用进行了初步探讨,以期为生态养殖和养殖环境修复提供一...
