光合細菌的研究概述【文獻綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻綜述海洋生物資源與環(huán)境光合細菌的研究概述摘要：光合細菌是水環(huán)境中主要的微生物類群之一，是所在的環(huán)境物質(zhì)循環(huán)和能量流動的主要參加者，在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、環(huán)境治理、醫(yī)療保健、新能源開發(fā)利用等應(yīng)用領(lǐng)域具有十分廣闊的前景。本文主要介紹了光合細菌的分類、基本特性，以及光合細菌在生態(tài)上的作用及應(yīng)用、其研究進展等方面內(nèi)容。關(guān)鍵詞：光合細菌；基本特性；代謝類型；生態(tài)應(yīng)用光合細菌(PhotosyntheticBacteria)簡稱PSB，是地球上最早出現(xiàn)的具有原始光能合成體系的原核生物[1]。光合細菌屬于水圈微生物

2、的一種，光合細菌廣泛分布于地球生物圈的各處，無論是海洋、湖泊、江河，還是水田、池塘、沼澤、污泥、氧化池、硫磺泉、土壤、極地，甚至在90℃的溫泉中、在300℃的鹽湖里、在深達2000m的深海、在南極冰封的海岸上，都能找到其蹤跡。在自然界的淡水、海水中，通常每毫升含有103-104個光合細菌[2]。PSB均為革蘭氏陰性細菌，一般為球型、卵形、桿形、弧形、螺旋形、環(huán)形、半環(huán)形絲形，也可隨培養(yǎng)條件和生長階段而改變，大部分單個存在[3]。光合細菌具有固氮、固碳、脫氫、硫化物氧化等不同的生理生化功能，是所在的環(huán)境物

3、質(zhì)循環(huán)和能量流動的主要參加者，對于研究光合作用機制、光合作用起源與進化、固氮機理具有重要的理論意義[4-5]。光合細菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖、污水處理、飼料添加、保健品開發(fā)、藥用、產(chǎn)氫、及農(nóng)業(yè)增產(chǎn)等方面都得到廣泛的應(yīng)用。1光合細菌的分類光合細菌根據(jù)它們所含光合色素和電子供體的不同分為不產(chǎn)氧光合細菌（AnoxyphotosyntheticBacteria）和產(chǎn)氧光合細菌（OxyphotosyntheticBacteria），是地球上最早出現(xiàn)的具有原始光能合成體系的原核生物[6]。產(chǎn)氧光合細菌即藍細菌，能夠像植物一樣，

4、利用光合作用產(chǎn)生氧氣；不產(chǎn)氧光合細菌，即狹義光合細菌，包括厭氧光合細菌（AnaerobicPhotosyntheticBacteria，APB）和最近提出的好氧不產(chǎn)氧光合細菌（AerobicAnoxygenicPhotosyntheticBacteria，AAPB）。根據(jù)《伯杰氏細菌鑒定手冊》第九版，不產(chǎn)氧光合細菌被分成七大類群[2,7]：著色菌科（Chromatiaceae）、外硫紅螺菌科（Ectothiorhodospiraceae）、紫色非硫細菌（PurpleNonsulfurBacteria，簡

5、稱PNSB）、綠硫細菌（Chlorobiaceae）、多細胞絲狀綠細菌（MulticellularFilamentous，又稱綠色非硫細菌）、螺旋桿菌（Haliobacteriaceae）、好氧不產(chǎn)氧光合細菌（AerobicAnoxygenicPhototrophs）。2光合細菌的特性及生態(tài)作用2.1光合細菌分布廣泛，適應(yīng)能力強光合細菌不同的種之間生理代謝豐富多樣，而且同一種的生理代謝類型也有多種變化，以適應(yīng)各種不同的自然環(huán)境，光合細菌有著光能自養(yǎng)、異養(yǎng)和混養(yǎng)多種營養(yǎng)生存方式。在光能輻射到的地方，利用氫

6、氣、硫化氫等同化CO2進行光能自養(yǎng)生長，又能利用小分子有機物如低級脂肪酸、醇類、糖類或氨基酸等作電子供體同化CO2進行光能異養(yǎng)生長，在兩類電子供體同時存在時，則可進行光能混養(yǎng)生長，因此光合細菌環(huán)境適應(yīng)性強，能夠在一些不利于其他微生物生長的環(huán)境中發(fā)揮作用，廣泛分布于海洋、湖泊、極地或溫泉，以及高鹽、高有機質(zhì)含量等不同的等自然水環(huán)境中。2.2光合細菌代謝途徑靈活多樣光合細菌可利用多種碳源，通過光合作用，將無機態(tài)的碳轉(zhuǎn)化為有機態(tài)的碳，合成菌體自身物質(zhì)，同時又能利用小分子有機物如低級脂肪酸、醇類、糖類或氨基酸等

7、作電子供體進行光能異養(yǎng)生長。光合細菌的氮代謝也較復(fù)雜，幾乎所有的PSB均能利用銨鹽和氮氣做氮源。在水田中當(dāng)PSB與固氮菌共生時產(chǎn)生的固氮量，比任何一種菌單獨的固氮量要多得多。所以光合細菌與固氮菌共生，可直接或間接地增加動植物可利用氮的量。一些PSB能利用還原型含硫化合物，如硫化物，硫代硫酸鹽，將其氧化成硫酸鹽。在硫的生物循環(huán)中起著重要的作用。光合細菌與發(fā)酵菌生長在一起可利用發(fā)酵菌產(chǎn)生的氫氣。氮源不足時，在固氮酶的催化作用下釋放氫氣。在生物能源的生產(chǎn)中，該類群菌是重要的菌群。3光合細菌的生態(tài)應(yīng)用3.1光合

8、細菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用光合細菌菌體含蛋白質(zhì)60%以上，并富含B族維生素、氨基酸和促生長因子，是優(yōu)質(zhì)安全的營養(yǎng)型飼料添加劑，光合細菌能釋放胰蛋白等，激活蝦體免疫系統(tǒng)，增強抗病力，促進新陳代謝，從而提高飼料效能。此外，光合細菌可使養(yǎng)殖水體中益生藻類群體大量繁殖生長，使菌相和藻相平衡，產(chǎn)生優(yōu)勢藻種群，抑制病原微生物的生長，保持池水肥、活、嫩、爽；同時具有增加水體中溶氧量，調(diào)節(jié)水體pH值等作用[8-10]。王桂文等測定了池塘水中溶氧、pH、氨氮、亞