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第 16 卷第 6 期 南 方 水 产 科 学 Vol.16,No.6 2020 年 12 月 South China Fisheries Science Dec. ,2020

doi: 10.12131/20200061 文章编号: 2095 − 0780 −(2020)06 − 0089 − 08

不同培养条件下菌株NB5对氨氮的去除效果研究

胡晓娟1, 2,文国樑1,田雅洁1,苏浩昌1, 2,徐武杰1, 2, 徐 煜1, 2,许云娜1,曹煜成1, 2 (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/广东省渔业生态环境重点实验室, 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)

+ 摘要: 文章研究了从硝化菌群中分离的菌株NB5在不同培养条件下的生长情况及其对氨氮 (NH4 -N) 和亚硝氮 − (NO2 -N) 的去除效果,并对菌株NB5进行了鉴定。结果发现,菌株NB5在盐度25~45、pH 6.0~9.0、15~35 ℃ −1 + 和通气量1~2 L·min 的条件下生长良好 (P>0.05)。在盐度45、35和25条件下对NH4- N的最大去除率分别为 96.24%、88.93%和75.08%;pH 7.5和9.0条件下分别为99.53%和99.37%;温度30、25、15和35 ℃条件下分 −1 别为99.53%、97.22%、97.29%和71.26%;通气量为2和1 L·min 时分别为99.87%和99.82%。在上述培养条 + 件下菌株NB5对NH4 -N的最大去除率均显著高于对照组和其他条件组 (P<0.05)。菌株NB5在不同培养条件下 − 对NO2 -N浓度变化无显著作用 (P>0.05)。经16S rDNA序列分析,菌株NB5鉴定为海水硝酸盐还原菌 (Nitratire- ductor aquimarinus)。研究表明,菌株NB5具有较好的环境适应性和氨氮去除效果,尤其适合中高盐度 (25~45) 养殖池塘环境。

关键词: 海水硝酸盐还原菌;氨氮;培养条件 中图分类号: Q 178.1 文献标志码: A 开放科学(资源服务)标识码(OSID):

Removal effect of strain NB5 on ammonia nitrogen under different aquaculture conditions

HU Xiaojuan1, 2, WEN Guoliang1, TIAN Yajie1, SU Haochang1, 2, XU Wujie1, 2, XU Yu1, 2, XU Yunna1, CAO Yucheng1, 2 (1. South China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences/Key Laboratory of South China Sea Fishery Resources Exploitation & Utilization, Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Guangdong Provincal Key Laboratory of Fishery Ecology and Environment, Guangzhou 510300, China; 2. Shenzhen Base of South China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Shenzhen 518121, China)

+ Abstract: We studied the growth of strain NB5 isolated from nitrifying and its removal effect on ammonia nitrogen (NH4 - − N) and nitrite nitrogen (NO2 -N) under different aquaculture conditions, and identified this bacterium. The results show that strain −1 NB5 grew well at salinity of 25−45, pH of 6.0−9.0, temperature of 15−35 ℃ and ventilations of 1−2 L·min (P>0.05). At salinities

收稿日期:2020-04-01;修回日期:2020-06-30 资助项目:中国水产科学研究院基本科研业务费专项资金 (2020TD54);国家重点研发计划“蓝色粮仓科技创新”专项 (2019YFD0900402);中国水产 科学研究院南海水产研究所中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目All Rights Reserved. South China Fisheries Science http://www.schinafish.cn (2019TS06);现代农业产业技术体系建设专项资金 (CARS-48);广东省促进经济发展专项资金 (现代渔业发展用途) (粤农2019B12) 作者简介:胡晓娟 (1984—),女,博士,助理研究员,从事养殖水环境与微生物调控研究。E-mail: [email protected]

通信作者:曹煜成 (1979—),男,博士,副研究员,从事水产健康养殖和养殖生态环境调控与修复研究。E-mail: [email protected] 90 南 方 水 产 科 学 第 16 卷

+ of 45, 35 and 25, the maximum removal rates of NH4 -N were 96.24%, 88.93% and 75.08%, respectively. At pHs of 7.5 and 9.0, they were 99.53% and 99.37%, respectively. At temperatures of 30, 25, 15 and 35 ℃, they were 99.53%, 97.22%, 97.29% and 71.26%, respectively. At ventilations of 2 and 1 L·min−1, they were 99.87% and 99.82%, respectively. Under the above conditions, the maxi- + mum removal rates of NH4 -N were significantly higher than those of the control group and the other groups (P<0.05). Strain NB5 − had no significant effect on NO2 -N concentration under different aquaculture conditions (P>0.05). By 16S rDNA sequence analysis, strain NB5 was identified as aquimarinus. The results indicate that strain NB5 has good environmental adaptability, especially suitable for aquaculture pond environment at medium and high salinities (25−45). Key words: Nitratireductor aquimarinus; Ammonia nitrogen; Aquaculture conditions

2019年我国水产养殖总产量超5 000万t,占 种资源。 [1] 水产品总供给量的78%以上 。在水产养殖过程 1 材料与方法 中若管理不善,残余饲料、养殖代谢物和水生生物 残体会聚集于水体环境中,形成自源性的养殖尾水 1.1 菌株 [2] 或污染物 。当前养殖水体或其尾水的潜在污染源 菌株NB5筛选自对虾集约化养殖中后期水体 + − 主要有氨氮 (NH4 -N)、亚硝氮 (NO2 -N)、磷 (P)、 的硝化菌群。此硝化菌群经富集驯化获得,原水体 [3] + − 有机物及污损生物等 。其中NH4 -N、NO2 -N等有 环境为盐度23~25,pH 7.3~8.5,温度28~30 ℃。 害氮素在高密度集约化养殖水体中极易大量积累, 1.2 培养基 [4-5] 是影响养殖生物健康的主要胁迫因子 ,具有严 筛选基础液体培养基为:氯化铵 (NH4Cl) −1 −1 重毒害作用,可致使养殖生物抗病机能下降甚至诱 1 g·L ,醋酸钠 [C2H3NaO2·3 (H2O)] 3 g·L ,酵母 [6-8] −1 −1 发疾病或死亡 。因此,有效控制有害氮素成为 膏1 g·L ,硫酸镁 (MgSO4) 0.2 g·L ,磷酸二氢钾 [9] −1 −1 [19-20] 水产养殖水环境控制的关键技术环节之一 。 (KH2PO4) 0.5 g·L ,生长因子1 mL·L 。其 −1 应用微生物处理养殖水体具有环境友好、不易 中生长因子的配方为氯化钙 (CaCl2) 50 g·L ,硫酸 −1 −1 产生二次污染等优点,因此一直被认为是调控或处 锰 (MnSO4) 2.5 g·L ,硫酸亚铁 (FeSO4) 5 g·L , [10-12] [13] −1 理水质的优选方法之一 。Grommen等 将复 谷氨酸 (C5H9NO4) 0.2 g·L 。固体培养基在上述液 + −1 合菌液用于养殖尾水氮素净化,4 d内NH4 -N即可 体培养基的基础上添加琼脂粉20 g·L 。种子液培 −1 由10 mg·L 降至检测限以下。由于硝化菌、反硝 养基为:将基础液体培养基中NH4Cl的添加量降 −1 化菌相对难以分离纯化,国内外大多数研究者都采 为0.068 g·L 。实验培养液为:将筛选基础液体 −1 用活性污泥来富集培养,较少采用纯菌扩大培养方 培养基中NH4Cl的添加量降为0.068 g·L ,另 [14-15] [16] −1 式 。全向春等 从城市污水处理厂活性污泥 添加亚硝酸钠 (NaNO2) 0.134 g·L ,使培养液 + − 中筛选了2株假单胞菌 (Pseudomonas aeruginosa 的初始NH4- N和NO2- N质量浓度分别约24和 + −1 和P. putida),其对模拟废水中的总氮 (TN)、NH4 - 20 mg·L 。 − [17] N、NO2 -N的去除率达64%以上。王光玉等 1.3 不同盐度、pH和温度条件下菌株NB5的生长 + − 认为基于硝化菌群的富集培养技术所构建的适用于 及其对NH4 -N和NO2 -N的去除效果 水产养殖的生物脱氮系统,可高效、稳定地去除养 实验设置不同的盐度、pH和温度梯度,每组 殖水体中的有害氮素。但当前在水产养殖领域有关 设3个平行。各实验组菌株NB5的初始菌浓度为 [18-19] 7 −1 硝化菌群定向培育及硝化功能菌株的研究较少 。 10 个·mL ,对照组不加菌。将保存的菌株NB5 笔者从对虾集约化养殖中后期水体中富集驯化 于固体平板活化后,接入600 mL灭菌的实验培养 + − 获得具有高效去除NH4 -N和NO2 -N能力的硝化菌 液后放入摇床。实验共9 d,于第0、第1、第2、 群,筛选出土著菌株NB5,开展了不同盐度、 第3、第4、第5、第6、第9天取样,依照GB + − pH、温度、通气量条件下菌株NB5生长及其对 17378.4—2007的方法检测培养液中NH4 -N、NO2 - + All Rights Reserved. South China Fisheries Science http://www.schinafish.cn NH4 -N的去除效果研究,并对菌株进行了菌种鉴 N质量浓度,同时用血球计数板在光学显微镜下计 定,以期分析评估菌株的环境适应性、生态功能效 数,检测菌量变化。 + 率,并为养殖水体NH4 -N去除的实际应用提供菌 1.3.1 盐度 实验组的盐度分别设置为5、15、 第 6 期 胡晓娟等: 不同培养条件下菌株NB5对氨氮的去除效果研究 91

25、35、45,对照组的盐度为25且不加菌。实验 2 结果 −1 的培养温度为30 ℃、转速200 r·min 、pH 6.0。 + 2.1 不同盐度下菌株NB5的生长及其对NH4 -N 1.3.2 pH 实验组的pH分别设置为4.5、6.0、 − 和NO2 -N的去除效果 7.5、9.0、10.5,对照组的pH为6.0且不加菌。实 −1 菌株NB5在中高盐度 (盐度25~45) 生长较 验的培养温度为30 ℃、转速200 r·min ,每天测 好,盐度25、35、45的条件下分别在第5、第4、 定培养液pH并进行调节,使各实验组pH维持初 9 −1 第5天菌量达到最高,超过10 个·mL (图1-a)。 始设定水平。 盐度为15时,菌株NB5的生长延迟,在第6天达 1.3.3 温度 实验组的温度分别设置为5、15、 9 −1 到10 个·mL 。盐度5时菌株NB5在第6天后才 25、30、35和45 ℃,对照组的温度为30 ℃且不 −1 进入对数生长期。 加菌。实验的培养温度为30 ℃、转速200 r·min , + 实验过程中对照组NH4 -N质量浓度维持在 盐度和pH分别设为25和7.5。 −1 19.58~24.40 mg·L ,盐度45、35和25条件下培 1.4 不同通气条件下菌株NB5的生长及其对 + + − 养液的NH4 -N质量浓度均在第4天降至最低,其 NH4 -N和NO2 -N的去除效果 最大去除率分别为96.24%、88.93%和75.08%,显 采用Biostat B型自控通气2 L发酵罐,设置 −1 著高于低盐度组 (盐度5和15,P<0.01)。但在第4 1 2 L·min 2 3 和 个通气量组,每组设 个平行。实 + 天达到最大去除率后,盐度45、35和25的NH -N pH 4 验前矫正发酵罐的溶氧和 ,实验过程中系统自 −1 质量浓度逐步上升,于第9天回升至11.79~12.77 mg·L 动记录溶氧量变化,并自动调节罐内培养液的温 (图1-b)。在9 d的实验过程中各实验组和对照组培 pH NB5 度和 。各实验组菌株 的初始菌浓度为 − −1 7 −1 养液中的NO -N质量浓度介于13.13~20.46 mg·L , 10 个·mL ,实验过程中的pH设置为7.5、盐度 2 −1 各组均无显著变化 (P>0.05,图1-c)。 25、温度30 ℃,转速为200 r·min ,实验共进行 2.2 不同pH下菌株NB5的生长及其对NH+ -N 5 d,每天取样,测定指标同1.3。 4 和NO− -N的去除效果 1.5 菌株鉴定 2 菌株NB5在pH 6~9生长良好,pH 6.0、7.5、 将菌株NB5于固体平板活化,挑取单菌落, 9 9.0条件下分别在第4、第1、第1天菌量超过10 采用细菌基因组提取试剂盒提取DNA。对其16S −1 个·mL (图2-a)。而pH过高 (10.5) 或过低 (4.5), rDNA片段进行PCR扩增。通用引物8F (5'-AGA 菌株NB5基本不生长。 GTTTGATCCTGGCTCAG-3'),1492R (5'-GGT + 实验过程中对照组NH4 -N质量浓度维持在 TACCTTGTTACGACTT-3'),反应体系50 μL, −1 + 18.92~23.45 mg·L ,pH 7.5和9.0培养液的NH4 -N 其中加入2 μL模板DNA。反应条件95 ℃ 4 min; 质量浓度在第2天降至最低,最大去除率分别为 95 ℃ 1 min,48 ℃ 1 min,72 ℃ 2 min,30个循 99.53%和99.37%,显著优于pH 6.0条件下的60.07% 72 10 min 环; ℃ 。扩增产物经琼脂糖凝胶电泳检 和pH 10.5组的23.41%及pH 4.5组的14.22% (P< 测后,送上海生工生物工程有限公司测序。测序结 + 0.01)。但达到最大去除率后,其NH4 -N质量浓度 −1 果在NCBI数据库BLAST检索中进行核酸序列同 逐步上升,于第9天回升至12.48~15.65 mg·L (图2-b)。 源性比较,挑选近缘菌株16S rDNA基因序列,利 在9 d的实验过程中,pH 6.0~10.5实验组和对 MEGA 7.0 − 用 软件以邻接法构建系统发育进化树。 照组培养液中的NO2 -N质量浓度介于15.08~20.87 −1 根据菌株分子鉴定结果,利用硝酸盐还原的生化鉴 mg·L ,无显著差异 (P>0.05,图2-c)。pH 4.5培 − 定管检测了菌株对硝酸盐的作用特性。 养液的NO2 -N质量浓度在第3天降至最低,其最 1.6 数据统计分析 大去除率为47.96%,显著高于其他组 (P<0.05)。 + − + NH4 -N和NO2 -N去除率计算公式为:去除率 2.3 不同温度下菌株NB5的生长及其对NH4 -N − R= (初始浓度C0−培养后浓度Ct)/初始浓度 和NO2 -N的去除效果 All Rights Reserved. South China Fisheries Science http://www.schinafish.cn C0×100%。采用SPSS 20.0软件对结果进行方差分 菌株NB5在温度15~35 ℃之间生长良好,在 析 (ANOVA),显著水平设为P<0.05。数据以“平 温度15、25、30和35 ℃下分别在第2、第2、第 9 −1 均值±标准差 (X  SD) ”的形式绘制数据图。 1和第1天菌量超过10 个·mL ,之后维持稳定 92 南 方 水 产 科 学 第 16 卷

盐度 Salinity pH 对照 Control 25 对照 Control 7.5 5 35 4.5 9.0 15 45 6.0 10.5 (a) 9.5 (a) ) 9 ) 9.0 −1 −1 ·mL ·mL 个 个 8.5 8 8.0 菌量 菌量

7.5 7 Bacteria amount/(lg Bacteria amount/(lg Bacteria amount/(lg Bacteria amount/(lg 7.0

6 6.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 t/d t/d ) ) −1 −1 (b) 30 (b) 30 25

20 20

15 氨氮质量浓度 10 氨氮质量浓度 10

5

0 Ammonia nitrogen mass concentration/(mg·L

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ammonia nitrogen mass concentration/(mg·L 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 t/d t/d ) )

−1 25 (c) −1 25 (c)

20 20

15

亚硝氮质量浓度 15 亚硝氮质量浓度 10 Nitrite nitrogen mass concentration/(mg·L

10 Nitrite nitrogen mass concentration/(mg·L 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 t/d t/d

图1 不同盐度条件下菌株NB5的菌量、培养液中 图2 不同pH条件下菌株NB5的菌量、培养液中 氨氮和亚硝氮的质量浓度变化 氨氮和亚硝氮的质量浓度变化 Figure 1 Changes of strain NB5 amount, ammonia nitrogen Figure 2 Changes of strain NB5 amount, ammonia nitrogen and nitrite nitrogen mass concentrations at different salinities and nitrite nitrogen mass concentrations at different pHs

(图3-a)。而温度过高 (45 ℃) 或过低 (5 ℃),菌株 和第2天降至最低,最大去除率分别为99.53%、 NB5生长较慢或基本不生长。 97.22%、97.29%和71.26%,显著优于温度5和45 ℃ All Rights Reserved.+ South China Fisheries Science http://www.schinafish.cn 实验过程中对照组NH4 -N质量浓度维持在 组 (P<0.01)。温度30、25和35 ℃组在达到最大 −1 + 23.56~25.64 mg·L ,温度30、25、15和35 ℃培 去除率后,其NH4 -N质量浓度逐步上升,于第 + −1 养液的NH4 -N质量浓度分别在第2、第4、第4 9天回升至7.40~13.98 mg·L (图3-b),而温度 第 6 期 胡晓娟等: 不同培养条件下菌株NB5对氨氮的去除效果研究 93

+ −1 15 ℃组的NH4 -N质量浓度一直维持在1.34 mg·L 2.4 不同通气条件下菌株NB5的生长及其对 + − 以下。在9 d的实验中各实验组和对照组培养液中 NH4 -N和NO2 -N的去除效果 − −1 NB5 1 2 L·min−1 的NO2 -N质量浓度介于16.06~22.57 mg·L ,各组 菌株 在通气量为 和 时均生长 9 −1 均无显著变化 (P>0.05,图3-c)。 良好,在第1天的菌量即超过10 个·mL ,之后 维持稳定 (图4-a)。培养液中的溶解氧饱和度在第

温度 Temperature/℃ 15小时达到最低,随后不断升高并稳定在85%以 对照 Control −1 5 25 35 上 (图4-b)。菌株NB5在通气量为2和1 L·min 30 + 9.5 15 45 (a) 时,第1天对NH4 -N的去除率分别可达99.87%、 + 99.82%,此后这两组培养液中的NH4 -N质量浓度 )

−1 + 略有回升,最后第5天对NH4- N的去除率为 ·mL 8.5 − 个 85.47%、82.42% (图4-c)。两实验组的NO2 -N质量 −1 浓度维持在18.95~23.15 mg·L ,均无显著变化 菌量 (P>0.05,图4-d)。 7.5 2.5 菌株NB5的鉴定

Bacteria amount/(lg Bacteria amount/(lg 以菌株NB5的16S rDNA序列在美国国家生

6.5 物技术信息中心 (NCBI) 数据库中进行核酸数据比 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 对,结果显示NB5与Nitratireductor aquimarinus t/d ) CL-SC21 100% −1 的序列相似度达 ,与该属的其他 (b) 种,如N. pacificus、N. kimnyeongensis、N. lacus、 30 N. indicus、N. aestuarii等距离较远 (图5)。由此 表明,菌株NB5可鉴定为海水硝酸盐还原菌 20 (N. aquimarinus)。 根据菌株的分子鉴定结果,利用硝酸盐还原的

氨氮质量浓度 10 生化鉴定管检测了菌株NB5对硝酸盐的作用特 性,结果发现菌株NB5具有硝酸盐还原特性。

3 讨论

Ammonia nitrogen mass concentration/(mg·L 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 t/d 硝化菌具有转化水产养殖水体有害氮素的功

) 25 [20-21] −1 (c) 能 ,基于硝化菌群的富集培养技术构建适用于 [17] 水产养殖的生物脱氮系统具有良好的应用前景 。 笔者研究团队通过富集驯化从对虾集约化养殖水体 + − 中获得了具有高效去除有害氮素 (NH4 -N和NO2 - 20 N) 能力的硝化菌群。但由于硝化菌群的富集驯化 过程耗时较长,且随着转接次数增加,其硝化功能

亚硝氮质量浓度 [18-19] 存在逐渐减弱甚至丧失的问题 。为了缩短硝化 菌群的起效时间、强化硝化效果,本研究从硝化菌 + 15 群中筛选出了对NH4 -N具有良好去除效果的菌株 Nitrite nitrogen mass concentration/(mg·L 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 NB5,研究了其在不同培养条件下的生长及对 t/d + NH4 -N的去除效果。 图3 不同温度条件下菌株NB5的菌量、培养液中氨氮和 水产养殖中,盐度、温度、pH和溶氧是重要 All Rights Reserved. South China Fisheries Science http://www.schinafish.cn 亚硝氮的质量浓度变化 水质理化指标。华南地区的养殖生产中适宜的水体 Figure 3 Changes of strain NB5 amount, ammonia nitrogen and nitrite nitrogen mass concentrations at 盐度、pH、温度的覆盖区间分别为0~38.1,6.9~ [22] different temperatures 8.7,15~35 ℃ 。本研究表明,菌株NB5在盐度 94 南 方 水 产 科 学 第 16 卷

通气量 Ventilation/(L·min−1) 1 2 10 (a) 120 (b) )

−1 100

·mL 9 个

80 菌量

8 溶解氧饱和度 60 Bacteria amount/(lg Dissolved oxygen saturation/%

7 40 0 1 2 3 4 5 0 30 60 90 120 t/h t/h

) 30 30 (c) (d) −1 ) −1

25 20

20 氨氮质量浓度 10 亚硝氮质量浓度 15 Nitrite nitrogen mass concentration/(mg·L Nitrite nitrogen mass Ammonia nitrogen mass concentration/(mg·L 10 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 t/h t/h

图4 不同通气量条件下菌株NB5的菌量和培养液中溶解氧、氨氮、亚硝氮的质量浓度变化 Figure 4 Changes of strain NB5 amount, dissolved oxygen, ammonia nitrogen and nitrite nitrogen mass concentrations at different ventilations

63 Nitratireductor lacus GSS14 (NR153723.1) 100 Nitratireductor aquibiodomus NL21JCM21793 (NR025262.1)

49 Nitratireductor kimnyeongensis KY101 (NR042613.1) Nitratireductor aquimarinus CL-SC21 (NR117929.1) 33 100 NB5 44 Nitratireductor indicus C115 (NR117518.1) 66 Nitratireductor basaltis J3 (NR044414.1) Nitratireductor pacificus pht-3B (NR115822.1) 99 Nitratireductor soli ZZ-1 (NR148327.1) Nitratireductor lucknowense llTR-21 (NR118014.1)

Nitratireductor aestuarii LMG29090 (NR156984.1)

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图5 菌株NB5的系统发育树 Figure 5 Phylogenetic tree of strain NB5 第 6 期 胡晓娟等: 不同培养条件下菌株NB5对氨氮的去除效果研究 95

+ 25~45、pH 6.0~9.0、15~35 ℃条件下生长良好, 期与NH4 -N浓度大幅下降期相吻合,说明菌量的 [23] [24] + − 这与Chen等 和Pan等 分离到的Nitratireduct- 增加与对NH4 -N的去除效果基本同步,而NO2 - or 属菌株的最适温度和pH基本一致,但不同菌株 N的浓度没有明显变化,这可能是菌株将大部分 [23] + [18-19] + 所适应的盐度范围有所不同。Chen等 分离菌株 NH4 -N用于其自身生长繁殖 。后期NH4 -N的 N. soli在温度15~37 ℃ (最适为25~30 ℃)、pH为 回升,可能是由于该菌株具有硝酸盐还原特性,在 + 6.0~10.0 (最适为7.5)、盐度0~80 (最适为5) 下生 培养液中的大部分NH4 -N被菌株同化吸收后,菌 [24] − + 长良好;Pan等 从受石油污染的盐渍土中筛选到 株再将NO3 -N等其他氮源还原,代谢产生NH4 - 分离自福建九龙江河口的菌株N. aestuarii,该菌株 N。鉴于在未对菌株NB5进行菌种鉴定前,研究 + − 可在温度25~45 ℃、pH 5.0~9.0、盐度5~20条件 的关注点在于其对NH4 -N和NO2 -N等有害氮素的 + 下生长。从对NH4- N的去除效果来看,菌株NB5 去除效果,而后续研究将综合分析其对不同氮素的 + 在盐度45、35和25下对NH4 -N的最大去除率分 作用效果与转化机制,及其与硝化菌群协同净化水 别为96.24%、88.93%和75.08%,pH 7.5和9.0分 质的作用效果。 别为99.53%和99.37%,温度30、25、15和35 ℃ 分别为99.53%、97.22%、97.29%和71.26%,通 参考文献: −1 气量为2和1 L·min 时分别为99.87%和99.82%。 [1] 农业农村部渔业渔政管理局. 中国渔业统计年鉴2020[M]. 北 : , 2020: 17. 由此可见,与菌株NB5的生长适宜范围基本一 京 中国农业出版社 [2] 曹煜成, 文国樑, 李卓佳. 南美白对虾高效养殖与疾病防治技 致,在中高盐度 (25~45)、中性偏碱环境 (pH 术[M]. 北京: 化学工业出版社, 2014: 42-47. −1 7.5~9.0)、温度15~35 ℃、通气量1~2 L·min 的条 [3] 舒廷飞, 罗琳, 温琰茂. 海水养殖对近岸生态环境的影响[J]. 海 + 件下菌株NB5对NH4 -N的去除效果显著 (P<0.05)。 洋环境科学, 2002, 21(2): 74-80. [19] 与田雅洁等 筛选的Rhodococcus rhodochrous [4] KOO J G, KIM S G, JEE J H, et al. Effects of ammonia and ni- [18] XH2和胡晓娟等 研究的Citreicella thiooxidans trite on survival, growth and moulting in juvenile tiger crab, Orithyia sinica (Linnaeus)[J]. Aquacult Res, 2005, 36(1): 79-85. XH1相比,菌株NB5更适合中高盐度的池塘环境。 [5] BENLI A C K, KÖKSAL G, OZKUL A. Sublethal ammonia ex- NB5 (Nitratireduct- 菌株 属于硝酸盐还原菌属 posure of Nile tilapia (Oreochromis niloticus L.): effects on gill, or),隶属于Proteobacteria门、Alphaproteobac- liver and kidney histology[J]. Chemosphere, 2008, 72(9): 1355- [23-24] teria纲、Rhizobiales目、Phyllobacteriaceae科 。 1358. 目前针对该属的研究主要集中于新菌种资源的挖掘 [6] 方金龙, 王元, 房文红, 等. 氨氮胁迫下白斑综合征病毒对凡纳 [25-26] [26] 上 。Manickam等 从农药污染的土壤中分离 滨对虾的致病性[J]. 南方水产科学, 2017, 13(4): 52-58. [23] [7] BENLI A C K, KOKSAL G, SAMPAIO L A, et al. Ammonia and 到一株新型N. lucknowense菌株;Chen等 从苯 nitrite toxicity to false clownfish Amphiprion ocellaris[J]. 酚污染的土壤中分离到Nitratireductor属的一株新 Aquacult Int, 2016, 24: 985-993. 种N. soli,该菌株与N. pacificus的序列相似度为 [8] 肖炜, 李大宇, 徐杨, 等. 慢性氨氮胁迫对吉富罗非鱼幼鱼生 98.5%,与其他Nitratireductor属菌株的序列相似 长、免疫及代谢的影响[J]. 南方水产科学, 2015, 11(4): 81-87. 度低于97%,该菌株能将硝酸盐还原为亚硝酸 [9] 李敬源, 林炜铁, 罗剑飞, 等. 典型对虾养殖水体中参与硝化与 [J]. , 2012, 52(4): 盐。但并非该属所有菌株都具有硝酸盐还原特性,Ou 反硝化过程的微生物群落结构 微生物学报 [27] 478-488. 等 从福建九龙江河口分离到新菌株N. aestua- [10] 信艳杰, 胡晓娟, 曹煜成, 等. 光合细菌菌剂和沼泽红假单胞菌 rii,经证实该菌株不能降解硝酸盐。本研究分离的 对实验水体氮磷营养盐和微生物群落的影响[J]. 南方水产科 菌株来自对虾养殖水体,其与N. aquimarinus 学, 2019, 15(1): 32-41. CL-SC21的序列相似度达100%,鉴定其为 [11] HU X J, CAO Y C, WEN G L, et al. Effect of combined use of N. aquimarinus,且具有硝酸盐还原的特性。研究 Bacillus and molasses on microbial communities in shrimp cultur- + al enclosure systems[J]. Aquacult Res, 2017, 48(6): 2691-2705. 表明,微生物可利用硝化作用将NH4 -N转化为 All Rights Reserved. South China Fisheries Science[12] XU W J, XU Y, HUANG X S, et al. Addition of algicidal http://www.schinafish.cn bacteri- NO− -N (NO− -N) NH+ -N 2 、硝氮 3 等,也可将 4 同化为 um CZBC1 and molasses to inhibit cyanobacteria and improve + 生长所需的含氮物质,还可将NH4 -N转化为含氮 microbial communities, water quality and shrimp performance in [28] 气体 。本研究中实验组中菌株NB5的对数生长 culture systems[J]. Aquaculture, 2019, 502: 303-311. 96 南 方 水 产 科 学 第 16 卷

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