【收稿日期】2007204206【作者简介】薛超波(19772),男,硕士,从事微生物学检验研究,Email:
xuechaobo2001@
文章编号:10052376X (2007)0520426203
【论 著】
海洋滩涂沉积物环境中几类主要细菌的动态分布
薛超波1,2
,王国良2
,金珊2
,陆彤霞
2
(1.舟山市疾病预防与控制中心,浙江舟山 316000;2.宁波大学生命科学与生物工程学院,浙江宁波 315211)
【摘要】 目的 研究宁波市宁海县贝类养殖滩涂中异养细菌、反硝化细菌、氨化细菌和硫酸还原菌等几类细菌的动态分布及异养细菌的菌群组成。
方法 异养细菌的计数采用平板菌落计数法;反硝化细菌、氨化细菌和硫酸还原菌的计数采用M P N 法;并参照O liver 提供的海洋细菌鉴定检索图、《海洋调查规范》和《一般细菌常用鉴定
方法》提供的图式将分离到的细菌鉴定至属。
结果 滩涂沉积物环境中异养细菌的数量波动在8.00×103
～7.60
×104CF U /g (湿重),反硝化细菌的数量变动在5.00×102～5.00×104个/g (湿重),氨化细菌的数量变动在3.00×105～5.00×107个/g (湿重),硫酸还原菌的数量分布在9.00×104～9.00×106个/g (湿重),温度的变化对这几类细菌的数量分布没有直接的影响。
所分离的细菌经过鉴定,可归于15个属与肠杆菌科的部分属,其中肠杆菌科(Enterobacteriaceae )的部分属、梭状芽胞杆菌属(C lostridium )、芽胞杆菌属(B acillus )、棒状杆菌属(Corynebacterium )、发光杆菌属(Photobacterium )、假单胞菌属(Pseudo m onas )等为优势菌属。
沉积物中氨化细菌、反硝化细菌和硫酸还原菌的检出率均为100%,且含量很高。
结论 经过多年不间歇的养殖后,宁海贝类养殖滩涂已经不同程度地受到了污染,应尽快调整养殖容量并对养殖环境进行重新布局。
【关键词】 养殖滩涂;异养细菌;氨化细菌;反硝化细菌;硫酸还原菌
【中图分类号】R117 【文献标识码】A
The dynam i c d istr i buti on of som e ma i n bacter i a i n the mar i n e shoa l m ud
XUE Chao 2bo
1,2
,WANG Guo 2liang 2,J I N Shan 2,LU Tong 2xia
2
(1.Zhoushan M unicipal Center for Prevention D isease and Control,Zhoushan 316000;2.Faculty of L ife Science and Technol 2ogy,N ingbo U niversity,N ingbo 315211)
【Abstract 】 O bjecti ve To study the dynam ic distributi on of heter otr ophic bacteria,a mmonifying bacteria,denitrif 2ying bacteria,sul phate reducing bacteria,and the m icr ofl ora of the heter otr ophic bacteria in the marine shoal mud .M ethods The method of agar p late count was used t o study the nu mber of heter otr ophic bacteria (HB ),while the quantitative distribu 2ti on of denitrifying bacteria (DB ),a mmonifying bacteria (AB )and sul phate reducing bacteria (SRB )were investigated by the method of MP N.The Bacterial strains were identified t o the genus level according t o the references .Results The HB
nu mbers ranged fr om 8.00×103CF U /g t o 7.60×104
CF U /g,while the numbers of DB,AB and SRB ranged fr om 5.00×102t o 5.00×104cell/g,3.00×105t o 5.00×107cell/g and 9.00×104t o 9.00×106cell/g,res pectively .Temperature had no obvi ous effect on the nu merical distributi on of the above menti oned bacteria .A ll the is olated bacteria mainly bel ong t o 15genera,s ome genera of Enter obacteriaceae,and the p redom inant genera were s ome genera of Enter obacteriaceae,Cl ostridi 2u m,Bacillus,Corynebacteriu m,Phot obacteriu m and Pseudomonas .The positive detecti on rates of DB,AB and SRB were 100%,and the contents were high,t oo .Conclusi on It was i m portant t o regulate rati onal breed capacity and distribute a ne w breed envir on ment .
【Key words 】 Rearing shore;Heter otr ophic bacteria;Ammonifying bacteria;Denitrifying bacteria;Sul phate reducing
bacteria
滩涂微生物是滩涂生态系统的主要分解者,在滩涂系统的物质循环和能量流动中起着重要的推动作用,其数量、生物多样性与代谢活动等可以作为滩涂土壤质量评价和滨海环境监测的重要生物学指标。
作者于2002年以宁波市宁海县内的的滩涂为代表,研究了滩涂沉积物环境中几类主要细菌的时空分布及变化特征,旨在为合理地开发与保护滩涂资源提供理论依据和背景材料。
1 材料与方法1.1 样品的采集 本次实验在宁海县设置了两个调查位点,即大佳何和双盘涂。
其中大佳何滩涂未进行养殖,涂面上污物较多,生物种类很丰富,底质类型为砂质;而双盘涂滩涂为当地重要的滩涂贝类养殖区,养殖种类主要为缢蛏和泥蚶,底质类型也为砂质。
从2002年4月至12月,我们每逢双月前往当地进行定
点定位连续采样,在每个站位设置了两个平行位点,
刮去涂面1c m 后,分别在表层(5c m 处)和底层(20c m 处)两个断面采集泥样。
泥样放置于无菌培养皿中,当天带回实验室处理。
1.2 培养及计数方法 准确称取泥样5g,置于装有45m l 无菌陈海水的锥形瓶中,并加入灭菌的T ween 280水溶液(终浓度为5ppm ),充分振荡做成悬浮液,梯度稀释后接种。
异养细菌的计数采用2216E 固体培养基平板倾注法计数;氨化细菌、反硝化细菌和硫酸还原菌的计数采用液体培养基,MP N 法计数。
1.3 细菌分离和鉴定 每批样品以平板涂布法分离细菌,随机挑选菌落,划线分纯后,参照O liver 提供的海洋细菌鉴定检索图、《一般细菌常用鉴定方法》和《海洋调查规范》提供的图式鉴定至属。
1.4 数据处理 应用Excell 和SPSS 统计软件对数据进行处理。
在对细菌群落组成进行统计分析时,按照MAG AURRAN 所阐述的方法,以香农指数(Shan 2non index )作为指标计算各样品中细菌群落的多样性
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24Chinese Journal of M icr oecol ogy,Oct ober 2007,Vol .19No .5
指数,即H′=-∑P
i
lnP i,其中P i为第i属细菌在群落中的相对丰度;并采用Piel ou的计算公式计算各群落的均匀度指数,即E=H′/lnS,其中S为群落中所含有的细菌属数。
2 结果
2.1 滩涂中异养细菌菌群组成的动态变化 宁海滩涂中异养细菌菌群组成的时空分布如表1、2所示。
从滩涂泥样中共分离得到536株细菌,经鉴定可归于15个属与肠杆菌科的部分属,其中肠杆菌科(Enter2 obacteriaceae)的部分属、梭状芽胞杆菌属(C lostridi2 um)、芽胞杆菌属(B acillus)、棒状杆菌属(Corynebac2
terium)、发光杆菌属(Photobacterium)、假单胞菌属(Pseudo m onas)等为优势菌属。
与海水中的菌群组成不同,滩涂沉积物环境中革兰阳性菌的比例很高,占有绝对的优势。
在空间分布上,滩涂表层中细菌的多样性指数和均匀度指数均高于底层,说明滩涂表层中微生物的区系组成较底层稳定。
在时间分布上,4月份滩涂中细菌的多样性指数最高,而8月份细菌的多样性指数最低;全年除8月份细菌的均匀度指数较低外,其他月份相差不大。
表1 异养细菌菌群组成的空间差异
属名 大佳河表层大佳河底层双盘涂表层双盘涂底层C lostridium13.61 33.81 3.5121.32 B acillus43.54 45.32 26.32 46.32 Corynebacterium3.400.722.635.88
M icrococcus0.000.003.510.00 Enterobacteriaceae9.525.0410.53 8.82 Photobacterium6.122.1617.54 5.88
X antho m onas0.682.160.000.00
A ero m onas1.360.727.020.00 Flavobacterium3.402.883.510.00 Pseudo m onas10.204.3213.16 5.88
V ibrio0.000.000.880.00
A lcaligenes0.680.000.880.00 Chro m obacterium0.000.001.750.00
A cinetobacter4.080.002.634.41
S taphylococcus1.360.004.390.00
L actobacillus0.680.001.750.74
未定0.680.000.000.00
总计100 100 100 100
E值1.871.392.251.54 H′值0.710.600.830.74
表2 异养细菌菌群组成的时间差异
属名 4月份6月份8月份10月份12月份C lostridium18.10 19.05 27.10 8.9320.51 B acillus39.66 32.14 47.66 40.18 43.59 Corynebacterium0.347.140.933.575.98 M icrococcus3.450.000.000.000.00 Enterobacteriaceae2.5926.19 11.21 0.895.98 Photobacterium9.482.381.879.8211.97 X antho m onas0.000.000.932.680.00
A ero m onas1.720.000.934.462.56 Flavobacterium1.723.572.803.570.85 Pseudo m onas9.480.002.8022.32 4.27 V ibrio0.000.000.000.000.85
A lcaligenes0.001.190.930.000.00 Chro m obacterium0.000.001.870.000.00
A cinetobacter7.761.190.930.892.56
S taphylococcus0.865.950.000.000.85
L actobacillus2.591.190.000.000.00未定0.000.000.000.890.00总计100 100 100 100 100 E值1.831.751.521.740.72 H′值0.740.760.610.730.75
2.2 滩涂中异养细菌数量的动态分布 异养细菌作为分解者能降解各种类型的有机物,同时其本身又是其他水生动物的营养源,异养细菌(包括某些条件致病菌)在滩涂中的数量分布,直接影响着涂质的好坏和养殖生物的健康,因此在滩涂生态系统中占有非常重要的位置。
宁海滩涂沉积物环境中异养细菌的数量变化如图1～图4所示。
全年异养细菌的数量分布在8.0×103～7.6×104CF U/g(湿重),其中表层异养细菌的数量略高于底层。
本次调查中,两个站位异养细菌的数量没有明显的差异,最多相差一个数量级。
从图中我们还可以看出,温度变化对滩涂中异养细菌数量的分布没有产生直接的影响,4月份异养细菌的数量最高,而温度相对较高的6月份和8月份,异养细菌的数量反而偏低。
2.3 滩涂中反硝化细菌、氨化细菌和硫酸还原菌等特殊生理类群的数量分布 反硝化细菌、氨化细菌、
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中国微生态学杂志 2007年10月第19卷第5期
图1
异养细菌数量的动态分布
图2
反硝化细菌数量的动态分布
图3
氨化细菌数量的动态分布
图4 硫酸还原菌数量的动态分布
硫酸还原菌等均为海洋滩涂环境中与营养盐转化密
切相关的特殊生理类群,均可以作为评价环境质量的重要指标。
在宁海滩涂沉积物环境中,反硝化细菌的
数量变动在5.0×102～5.0×104
个/g,氨化细菌的数
量变动在3.0×105～5.0×107
个/g,硫酸还原菌的数
量分布在9.0×104～9.0×106
个/g 。
从图中我们可以看出,这三种特殊生理类群在所有的调查位点均有分布,且检出率为100%,说明宁海的滩涂沉积物环境已经不同程度地受到了污染。
3 讨论3.1 一般认为海水中细菌以革兰阴性杆菌为主,常见的有假单胞菌、弧菌等属,相反海洋沉积物中则以革兰阳性细菌为主,其中产孢子的杆菌所占比例最大。
滩涂介于海洋与陆地之间,对其菌群组成的研究结果表明:滩涂中异养细菌菌群组成的频率分布不均匀,具有以肠杆菌科的部分属、梭状芽胞杆菌属、芽胞杆菌属、棒状杆菌属、发光杆菌属、假单胞菌属等为代表的优势菌属的明显的陆源性特点。
3.2 作为不同的生理类群,反硝化细菌、氨化细菌和硫酸还原菌在滩涂养殖环境中具有不同的生理功能,它们特有的酶解作用可以将环境中的有机质降解而从中获取能量,因而在滩涂生态系统的物质循环和能量流动中起着关键的作用。
根据统计,各站位反硝化细菌、氨化细菌和硫酸还原菌的检出率均为100%,且都维持在一个较高的水平,说明滩涂底质环境中有机物的含量已达到了相当的水平,从而在不同的角度反映出滩涂沉积物环境的恶化。
3.3 Shannon 指数是研究群落物种数及个体数和分布均匀程度的综合指标,是目前应用最为广泛的群落多样性指数之一。
利用Shannon 指数,可以定量准确的对研究结果进行分析比较,更直观的反映滩涂沉积物环境中异养细菌菌群组成的动态变化。
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24Chinese Journal of M icr oecol ogy,Oct ober 2007,Vol .19No .5。
