全 文 ：缢蛏滩涂养殖环境的细菌群落组成及分析*
金 珊1* * 薛超波1, 2 王国良1 陆彤霞1 王一农1 陈寅儿1
( 1 宁波大学生命科学与生物工程学院, 宁波 315211; 2舟山市疾病预防控制中心, 舟山 316000)
Bacterial flora composition and its dynamics in tidalf lat Sinonovacula constricta aquaculture area. JIN Shan1 ,
XUE Chaobo1, 2 , WANG Guoliang1 , LU Tongx ia1, WANG Yinong1 , CHEN Yiner1 ( 1Faculty of L if e Science and
Technology, N ingbo Univer sity , N ingbo 315211, China; 2Center f or D isease Pr ev ention and Contr ol of
Zhoushan, Zhoushan 316000, China) . Chin . J . A pp l. Ecol . , 2005, 16( 7) : 1380~ 1382.
In this study, the bacteria from the mud in tidalflat Sinonov acula constr icta aquaculture area w ere isolated each
mont h from March to December, 2002, and the tempo ral and spatial distr ibution of heterot rophic bacteria, am
monify ing bacteria, denitrifying bacteria, and sulphate reducing bacteria were analyzed. T he results showed that
all the 515 isolated bacteria mainly belonged to 1 family and 13 gener a. The bacterial flora in different layers of
the mud was almost consistent, while the composition w as differ ent. T he predominant genera were Clostr idium ,
Bacillus, Corynebacter ium , Photobacterium , and some Enterobacteriaceae. The number o f heterotr ophic bacteria
in the surface layer and the bottom fluctuated in 7. 6 103 cfu g- 1~ 2. 0 105 and 1 6 103~ 1 0 105 cfu
g- 1 , ammonify ing bacteria fluctuated in 1. 5 106~ 9. 0 107 and 90 105~ 10 107 cfu g- 1 , denit rifying
bacter ia fluctuated in 9 0 103~ 4 0 106 and 5 0 102~ 19 106 cfu g- 1 , and sulphate reducing bacteria
fluctuated in 5 0 104~ 5. 0 106 and 1 9 104~ 2 0 106 cfu g- 1 , respectively . The detection r ates of am
monify ing bacteria, denitrifying bacter ia and sulphate r educing bacteria in the mud w ere all 100% , and these bac
ter ia increased significantly in t he second half of the year, indicating that the environment of the Sinonovacula
constricta aquaculture area w as deter iorated due to the accumulation of NH3 , nitrite and H2S, and it is impo rtant
to regulate the breed capacity and redistribute the breeding environment.
Key words Sinonovacula constr icta, T idalflat ar ea, Heterotrophic bacter ia, Ammonifying bacter ia, Denitrify
ing bacter ia, Sulphate reducing bacter ia.
文章编号 1001- 9332( 2005) 07- 1380- 03 中图分类号 Q939. 1; S944. 4+ 8 文献标识码 A
* 浙江省科技厅基金资助项目( 991102071) .
* * 通讯联系人.
2004- 07- 27收稿, 2005- 01- 25接受.
1 引 言
滩涂贝类养殖由于实行生态养殖,目前已成为宁波市海
水养殖业的一大热点.近几年来, 随着沿海经济的高速发展,
滩涂环境污染问题日趋严重,养殖贝类大规模死亡的现象时
有发生, 给海洋水产经济造成了严重损失. 而微生物数量及
种群分布与区域环境有着密切联系,它可直接或间接地反映
区域环境的营养水平、污染程度及底质状况等.目前有关养
殖环境微生物学的研究主要是针对水体及养殖池底泥中的
细菌[ 1, 4, 7~ 10] , 而对养殖滩涂环境细菌的研究很少[ 15, 18, 19] .
为此, 本文以宁波市昆亭缢蛏滩涂养殖区为研究对象, 从细
菌生态学角度对滩涂缢蛏养殖环境进行研究,以期为今后贝
类的滩涂养殖防病及滩涂贝类养殖生产最佳结构模式的确
定提供科学依据.
2 材料与方法
21 样品采集
昆亭地区缢蛏养殖期为每年 4 ~ 11 月, 研究组于 2002
年 3~ 12月, 依据潮汐变动情况, 每月前往养殖滩涂定点采
样,设两个平行采样点, 刮去涂面 1 cm 后, 分别在表层( 5 cm
处)和底层( 20 cm 处)两个断面采集泥样, 放置于无菌培养
皿中,于 3 h 内带回实验室处理.
22 异养菌培养及计数
准确称取湿重泥样 5 g ,置于盛有 445 ml无菌陈海水
的锥形瓶中, 并加入 0 5 ml 灭菌的 Tw een80 水溶液, 充分
震荡做成悬浮液,梯度稀释后接种. 总异养细菌采用 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
还原菌采用液体培养基, MPN 法计数[ 2, 20] .
2 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, 参照文献进行鉴定[ 3, 12, 14] .
2 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 Magaur ran [ 11]所阐述的方
法, 以香农指数( Shannon index)作为指标计算各样品中细菌
群落的多样性指数, 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 Pielou 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.
3 结果与讨论
3 1 缢蛏养殖期滩涂异养菌的群落组成
从缢蛏养殖滩涂泥样共分离出细菌 515 株, 经鉴定属于
应 用 生 态 学 报 2005 年 7 月 第 16 卷 第 7 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Jul. 2005, 16( 7)#1380~ 1382
1 个科和 13 个属 (表 1) , 其中梭状芽孢杆菌属 ( Clostr idi
um)、芽孢杆菌属( Bacillus )、棒状杆菌属( Corynebacter ium )、
发光杆菌属 ( Photobacter ium ) 及肠杆菌科 ( Enter obacteri
aceae)的部分属为优势菌属 .表层和底层菌群组成基本一致,
呈现出明显的陆源性特点,即梭状芽孢杆菌和芽孢杆菌等陆
源性细菌占较大比例.表层和底层年优势菌属均为革兰氏阳
性菌,表层革兰氏阳性菌占总菌株的 506% , 底层革兰氏阳
性菌占总菌株的 67 8% . 这可能是由于昆亭缢蛏养殖滩涂
受沿岸流的影响,且随着深度的增加, 细菌生理和代谢活动
受表层海水的影响逐渐减弱,其异养细菌的菌群组成和分布
与虾池、池塘等封闭性的养殖区域有较大的差异[ 5, 8, 16 ] .
从表 1 还可看出,底层泥样中细菌的 ShannonWiener指
数和均匀度指数均低于表层泥样,说明滩涂表层中细菌群落
多样性比较丰富,群落稳定性也较滩涂底层高,这可能与潮
汐和滩涂养殖贝类的生理代谢活动有关.
32 缢蛏养殖期滩涂异养菌数量变化
经定时定点采样,异养细菌培养计数结果见图 1a. 表层
异养细菌数量波动于7 6 103~ 2 0 105cfu g- 1之间 , 底
表 1 缢蛏养殖滩涂表层( 5 cm处( A)和 20 cm( B)处)细菌菌群
Table 1 Bacterial flora in surface layer ( 5cm ( A) and 20 cm( B) ) of
culture shoal for Sinonovacula constr icta
属名
Genus
采样点
Sample site
月份 Month
3 4 5 6 7 8 9 10 1 1 12
梭状芽孢杆菌属 A 10 0 2 10 5 6 0 1 7 3
Clostridium B 4 0 6 9 7 9 1 6 10 8
芽孢杆菌属 A 8 2 2 2 12 2 7 9 1 2
Bacillus B 9 3 4 12 12 9 15 12 5 10
棒状杆菌属 A 0 3 6 2 2 2 2 0 2 6
Corynebac ter ium B 1 10 4 0 2 0 0 1 5 0
微球菌属 A 0 3 0 1 0 0 0 1 0 0
M icr ococcus B 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
葡萄球菌属 A 1 0 0 0 2 0 3 0 0 3
S taphylococcus B 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
发光杆菌属 A 4 4 0 3 0 1 6 1 7 4
Photobacterium B 5 3 0 1 2 3 5 0 3 4
黄单胞菌属 A 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0
Xanthomonas B 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
气单胞菌属 A 0 1 0 0 0 0 1 0 0 2
Aer omonas B 5 2 0 0 2 3 1 0 0 0
黄色杆菌属 A 1 3 3 0 0 1 0 2 0 0
Flavobacte rium B 0 1 3 0 0 1 0 0 0 0
假单胞菌属 A 0 5 0 0 1 2 0 6 0 4
Pseudomonas B 2 3 0 0 0 2 1 0 2 1
弧菌属 A 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
Vibrio B 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0
产碱菌属 A 0 0 0 0 1 5 0 2 2 0
Alcaligenes B 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
不动杆菌属 A 0 1 1 1 0 5 0 4 1 1
Acinetobac te r B 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1
肠肝菌科 A 0 4 2 4 4 2 6 1 9 4
Enterobacter iaceae B 1 5 1 1 0 1 4 1 2 4
总计 Total A 24 30 17 23 27 26 25 27 29 29
B 28 28 19 23 26 29 28 21 27 29
H! A 129 223 176 163 159 201 163 186 165 21
B 18 179 162 098 143 173 14 111 16 162
E A 08 09 091 084 081 092 091 085 085 096
B 087 086 09 071 08 083 072 069 089 083
层异养细菌的数量波动在 1 6 103~ 1 0 105 cfu g- 1之
间, 温度变化对异养细菌数量分布没有直接影响.从图 1a 还
可看出, 3 月和 10 月异养细菌数量明显高于其它月, 尤其是
10 月滩涂异养细菌数量急剧上升. 其主要原因是: 该地区一
般在 4 月下旬开始放养缢蛏, 在放养前要对滩涂进行整修、
翻晒并用药物消毒, 因此使得养殖滩涂 4 月份泥样中的细菌
含量大大低于 3 月; 而 10 月正值缢蛏繁殖盛期, 代谢物和排
泄量增加,同时该时期缢蛏体质较弱, 遇到不良环境时极易
引起死亡,死亡的缢蛏残体大量分解, 使滩涂底质环境中有
机物含量迅速增加, 从而导致异养菌大量繁殖. 这与我们 10
月采样时发现养殖滩涂随处可见缢蛏死亡后留下的蛏壳, 涂
质明显发黑并带有恶臭味等现象相吻合 .
3 3 缢蛏养殖期滩涂氨化细菌数量的变化
氨化细菌是海洋滩涂环境中与营养盐转化密切相关的
特殊生理类群, 它可以将生物体不能利用的有机氮化合物转
化为可供态氮及 NH3, 为底栖藻类及滩涂微生物生长提供营
养物质. 但是,如果氨化细菌大量繁殖, 一方面造成环境富营
养化、藻类及好氧微生物大量繁殖, 使滩涂底质环境中含氧
量减少; 另一方面, 由于大量有害物质 NH3 的产生, 可使养
殖环境恶化. 由图 1b 可以看出, 表层氨化细菌数量变动在
1 5 106~ 9 0 107 cfu g - 1之间, 底层氨化细菌数量变动
在 90 105~ 1 0 107 cfu g - 1之间, 从 9 月开始, 数量明显
升高, 说明经过几个月的养殖后,滩涂环境已逐渐变差,这也
是造成缢蛏大量死亡的主要原因之一.
图 1 异养细菌( a)、氨化细菌( b)、反硝化细菌( c)、硫酸还原细菌( d)
数量的周年变化
Fig. 1 Annual variat ion of the numbers of heterot rophic bacteria( a) , am
monifying bacteria( b ) , denitrif ying bacteria( c) an d sulphate reducing
bacteria ( d) .
13817 期 金 珊等: 缢蛏滩涂养殖环境的细菌群落组成及分析
34 缢蛏养殖期滩涂反硝化细菌数量的变化
反硝化细菌的主要生理功能是可将硝酸盐还原为亚硝
酸盐、氨( NH3) ,甚至还原成氮气, 因而可以利用反硝化细菌
的丰度指示滩涂环境中硝酸盐的浓度[ 13, 17] . 由图 1c可知,
在缢蛏养殖期反硝化细菌数量变化较大, 表层数量变动在
90 103~ 4 0 106 cfu g- 1之间, 底层数量波动在 5 102
~ 19 106 cfu g- 1之间; 5~ 7 月数量很低, 从 8 月开始, 数
量逐渐增多,并于 10 月达到全年最高,说明经过几个月的养
殖后,滩涂环境硝酸盐、亚硝酸盐、NH3 等物质已大量积累,
而亚硝酸盐、NH3 对缢蛏具有毒害作用, 可造成缢蛏死亡.
35 缢蛏养殖期滩涂硫酸还原菌数量的变化
硫酸还原菌主要使硫酸盐还原产生 H2S,而 H2S 是有害
物质,因此, 硫酸还原菌如果大量出现,可以作为环境恶化的
标志之一[ 6, 16] . 从图 1d 可以看出,表层硫酸还原菌数量波动
在 5 0 104~ 50 106 cfu g- 1之间, 底层硫酸还原菌的数
量波动在 19 104~ 2 0 106 cfu g - 1之间; 养殖周期中硫
酸还原菌的检出率为 100% , 且数量较高, 说明昆亭缢蛏养
殖滩涂环境已经明显恶化.因此,应尽快调整合理的养殖容
量和对养殖环境的重新布局,创建切实可行的滩涂贝类生态
养殖模式.
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作者简介 金 珊, 女, 1964 年生, 硕士, 副教授. 主要从事
微生物学及水产养殖动物病害防治研究, 发表论文 20 余篇.
T el: 057487600916; Email: jinshan@ nbu. edu. cn
1382 应 用 生 态 学 报 16 卷