微藻生态法工厂化养殖大鲵系统.doc

微藻生态法工厂化低病原菌养殖大鲵循环系统 金立成 1.微藻放大培养系统 藻类对娃娃鱼池作用原理示意图 金立成 最终产物 CO2 H2O NO3 SO3 微藻吸收O2COH2NS有机物有氧环境无氧环境COH2NS最终产物CO2 H2O NO3 SO3CONS + H2HNO2+HO2+HNO3+CH3COCOOH (丙酮酸)CH3CHOHCOOH (乳酸)生物消耗 微藻与细菌相互关系水环境中藻类和细菌的关系十分密切细菌是养殖水生生态系统中另一重要组成部分，对养殖水体的水质净化和水环境生物修复有重要作用，是养效果较好谷皮菱形藻以 CO(NH2)2 为氮源时生长最快，而 NaNO3 为 0.72 g·L-1 时有利于其生长有研究指出，氮为 2.0 mg·L-1、磷为 0.3 mg·L-1 时，池水中藻类高峰期维持时间长，北方某些盐度相对较高的池塘，施氮磷混合肥可有效促进小球藻等藻类增长，达到定向培育的目的还有学者研究不同氮磷水平对微藻生长及竞争的影响，认为较低氮磷的水体中，微囊藻易成为优势种，而在较高氮磷的水体中，四尾栅藻更容易成为优势种[。

一些学者认为，氮磷比接近或等于 20︰1 可有效控制固氮蓝藻的爆发，低氮磷比有利于蓝藻进行固氮作用，高氮磷比则有利于绿藻繁殖，提出引进某些对蓝藻有拮抗作用的优良藻类进行选择性施肥以控制蓝藻生长 养殖池中微藻与虾病的关系和易变鱼腥藻（A. vqriabilis）的生长有促进作用，水体中微藻的种类和数量与养殖对虾的病害发生有密切关系，尤其是赤潮生物类群和数量与虾病程度呈正相关如对虾养殖期，微囊藻的大量繁殖（平均密度达到 1.0 ×107 /L 或优势度平均达到35%以上）可降低淡化虾池中浮游藻类群落的丰富度和多样性，影响浮游藻类组成及群落稳定性，进而导致养殖对虾发病，并随微囊藻密度或优势度升高而病情加重，对虾养殖成活率和生长速度随之降低引入固定化波吉卵囊藻（Oocystis borgei）和微绿球藻（Nannochloris oculata）于凡纳滨对虾养殖环境中，发现藻珠可抑制弧菌的生长，提高与对虾抗病力有关的酶的活性[29-30]某些微藻由于其表面的特殊结构可在一定时间内携带病毒感染养殖对虾，如湛江等鞭金藻( Isochrysis zhanjiangensis) 、亚心形扁藻 ( Platymonas subcordiformis) 、盐藻(Dunaliella salina) 和 中 肋 骨 条 藻 (Skeletonema对银灰平裂藻（Merismopedia glauca）、莱茵衣藻（ Chlamydononas reinhardii ） 和 铜 绿 微 囊 藻（Microcystis aerugiuosa）的生长具有抑制作用。

细菌对藻类的作用并非仅仅体现在藻细胞的数目上，还作用于细胞大小如中性柠檬酸菌胞外分泌物可促进粉核小球藻细胞个体的增大[34]螺旋藻培养过程中菌类代谢物能直接损害藻体[细菌还会显著影响藻菌共培液中胞外酶的活性[藻类对细菌亦有进或抑制两方面的作用藻类生长占优势时可抑制细菌，而当藻类衰败时则促进了细菌的增殖如在饵料微藻大面积培育系统中很少检测到弧菌，以微藻为饵料的蚤状幼体培育期水体中弧菌数量降至最低点，说明微藻的大量存在可能限制弧菌生长；处于生长指数后期至静止期的微藻培育系统可强烈排斥弧菌还有报道称，等鞭金藻、扁藻等的分泌物对鳗弧菌 Vibro anguillarum抑制作用 微藻和细菌在养殖中的应用 对虾节水型养殖就是利用有益微生物分解养殖过程中产生的有机物，采用单细胞藻类吸收利用营养盐，使养殖环境质量得到改善，投放有益微生物的试验池底质硫化物含量波动较小，增速较慢，增幅浮游微藻在养殖生产上应用较多，如养殖池注水后经合理施肥培育一定浓度的浮游微藻，可增加水体溶氧，吸收有害物质，改善水质，并为养殖生物提供一定饵料；根据环境条件定向培育有益微藻，控制水体中藻类数量，杀灭有害蓝藻；水色是水体微藻的直观表现，定期观测水色可直接快速判别水中微藻，具环境监测及生产预警作用，为无鉴定检测微藻与水质的生产实践提供指导。

近十几年来，随着养殖生产引起的严重污染人们对安全、高效改善养殖环境研究的日益深入，有益微生物的应用日益广泛研究表明，微生态复合菌制剂有良好的水质调节作用，可明显改善虾池环境：有效降低氨氮、亚硝酸盐、COD、BOD、硫化物、有机物含量（4 d 后 COD 的去除率为 43.52%），降解大分子有机物，促进水中氮循环速率，养殖池中细菌和弧菌总数也不同程度降低，并可调节水体 pH 值，增加水体溶解氧，营造良好水色；影响机体中过度繁殖菌群的活性，在水体中形成生物团，增加基础饵料数量，进而改变机体消化道的内环境，调节消化道菌群组成，改善机体代谢，激活免疫系统，提高动物免疫力，还能促进动物消化道吸收，达到促进养殖动物生长的目的微藻和细菌是水生态系统中调节各环境因子两最重要的微小生物，在水生态系统中有重要作用和地位目前，对藻菌间关系的研究逐渐深入，许多研究者尝试分析微藻、细菌群落，将它们间的竞争、拮抗、共生关系应用于养殖生产一般来说，细菌主要通过营养物交换，气体、酸碱度调节等促进藻类生长细菌通过分解有机物，为藻体提供了二氧化碳、大量无机物、生长因子等，同时对水体pH 值也起了调节作用研究指出，养殖池塘自有菌群的部分菌株降解、转化物质能力较弱，自身的繁殖无法给浮游微藻的繁殖生长提供充足的营养元素，所以菌―藻不能同时增长，出现异养细菌数较小。

在养殖后期试验池底质硫化物含量只增高68%，而对照池增高 252%，在一定程度上抑制水体和底质中硫化物的积累[45]细菌可合成藻类必需的生理活性物质（如维生素 B12），而藻细胞的特殊代谢物也可促进某些细菌的生长繁殖因此，藻类和细菌常构成藻菌共生系统许多学者利用这种共生关系，研究如何建立藻―菌系统以净化水质，维持稳定的微生态平衡如以栅藻、小球藻、亚硝酸化细菌、硝化细菌的最优化数量配比 2.13∶1∶2.38∶3.73 去除池塘老化水体中的氨态氮、亚硝酸态氮，去除率分别为 97.3%和 68.8%，远远高于单用藻或菌，同时能增加养殖水体溶解氧，并可为水产动物提供 1.6×106 /mL 的天然藻类饵料[为改善富营养化水体水质，以由改良高分子材料制成的人工水草作藻―菌生物膜的载体，水体透明度由 6 cm 增至 62 cm，对 COD、TP、TN 和 NH4+-N 的削减率依次为 92.89%、49.25%、94.97%和 70.15%，DO 亦可维持在一定水平养殖水生生态系统极为复杂，但其微生物间存在一定的平衡关系由于生物之间竞争和协同作用，向水体中投入一定量有利于水质改良而对养殖动物无害的有益微生物后，一种新动态平衡得以建立，进而改良水质，抑制病原菌生长，使养殖动物健康生长。

我国对藻―菌关系在水产养殖中的应用研究尚处于初步阶段，只有深入分析养殖水体理化因子、藻菌关系及生理生化特性，以及这种关系对养殖水环境的影响，并加以合理利用，才能构建良好的菌藻群落结构，抑制有害藻类、病原菌的增长，为进一步建立安全高效的养殖水质调控技术，优化养殖水环境，控制病害发生，提高养殖生产的经济效益和生态效益，提供充实的理论支撑 硅藻中脂肪含量的组成 硅藻通过分析脂类占6.4％之间和14.5％的干重（见表3）多不饱和脂肪酸（PUFA）是总脂肪酸(TFA)最大的组成成分（占41％到47％）硅藻种间各不饱和脂肪酸的比例不同虽然所有的硅藻分析大多数（14%到21%的TFA）是20:5n-3 (EPA)，N. laevis有这少比例的这种脂肪酸还有大量的（9.7%的TFA）20:4n-6花生四烯酸(AA)短链不饱和脂肪酸16:2n-4和16:3n-4也是大量（4.2到8.5的TFA）存在于三种硅藻中（表4）4.硅藻中氨基酸含量的组成这三种硅藻总的游离氨基酸（TFAA）组成不同（表5）在N. cf. lenzii中脯氨酸是主要的游离氨基酸（2.8 fmol每细胞，49%TFAA）但只要较少的成分（0.13 fmol每细胞，8%TFAA）在N. laevis.中。

A. luciae中脯氨酸含量中等（0.8fmol每细胞，30%TFAA）在所有分析的物种中，精氨酸的含量比脯氨酸的还多In N. laevis中精氨酸是组要的游离氨基酸（0.7 fmol每细胞，43%TFAA），in N. cf中只有0.18 fmol每细胞（3%TFAA）A.luciae中精氨酸含量居中（1.5 fmol每细胞22%TFAA）在in N. laevis中谷氨酸含量跟其他二种藻相比是最少的，但是in N. laevis中发现了其他二种藻没有的谷氨酰胺in N. cf. lenzii 和A. luciae中蛋白质含量是相同的（32%DW），in N. laevis要高一点（38%DW）(表3)碳水化合物的含量在in N. laevis中（18％）最低，N. cf. lenzii中最高（25％）灰分含量在A.luciae（41％）最高2.培育稚鲵循环养殖系统设备：物理过滤器、硝化槽 3.纳滤过滤细菌与病毒（养殖水中无病原体） 4.藻水饵料对培育稚鲵作用(自然的饵料营养与藻蛋白抗体)4.1 藻蛋白抑制病毒机转 （1）. 有效阻止病毒进入细胞，具预防感染的功效； （2）. 有效延迟病毒RNA在受感染细胞内的合成，影响病毒复制周期，使病毒无法散播。

4.2.微藻与抗病毒活性的关系 （1）微藻硫酸酯化立体结构与抗病毒活性的关系 硫酸酯化多糖的抗病毒活性与糖链空间结构有关，多糖硫酸酯化后，糖链柔性降低，因而表现出抗病毒活性多糖引入硫酸基后，打破了原有的多糖之间的聚合链，使多糖构象得以伸展，另外，由于硫酸基之间的排斥作用导致糖环构象扭曲或者转变，使多糖卷曲构象呈伸展和刚性状态，可能是硫酸酯化多糖产生抗病毒活性的重要原因此外，多糖经硫酸硫酸酯化多糖在抗 H IV 病毒方面有着特殊的功能，最主要的机制之一是多糖大分子能够机械性或化学性结合到 H IV -I 的 gp 120 分子上, 遮盖了病毒与细胞的结合位点, 从而竞争性地封锁了病毒感染细胞对于多糖引入硫酸根后空间构象如何变化，从而影响其抗病毒活性，目前还缺乏深入系统的研究 （ 2）硫酸根取代度与抗病毒活性的关系 评价酯化多糖抗病毒作用的一个重要参数是其取代度（DS）有报道认为，硫酸化多糖的生物学活性与其硫酸基的取代度有关，在一定范围内取代度越高，生物学活性越强好[10]但对于大多说多糖来说，并非DS越高抗病毒活性就越强，一般认为，在平均每单位糖残基含 1.5～2.0个硫酸根为最佳，例如，抗HIV活性最强的硫酸酯化香菇多糖组分DS为1.7左右 （3）硫酸根的特异位置与抗病毒活性的关系抗病毒活性除依赖于 DS 之外，硫酸基团在硫酸酯化多糖中的特异位置是另外一个重要因素。

研究数据显示，在已知类型的硫酸软骨素（CS）中，从乌贼中分离的 CS-E 具有显著的抗 HSV-1 病毒活性，而 CS-A、B、C、D 或者没有或者只有很低的抗病毒作用，这和 CS-E中硫酸根的特异位置有关（4 位和 6 位）卡拉胶是某些红藻(Rh。