光合细菌的研究概述【文献综述】.docVIP

毕业论文文献综述 海洋生物资源与环境 光合细菌的研究概述 摘要：光合细菌是水环境中主要的微生物类群之一，是所在的环境物质循环和能量流动的主要参加者，在水产养殖业、环境治理、医疗保健、新能源开发利用等应用领域具有十分广阔的前景。本文主要介绍了光合细菌的分类、基本特性，以及光合细菌在生态上的作用及应用、其研究进展等方面内容。 关键词：光合细菌；基本特性；代谢类型；生态应用 光合细菌(Photosynthetic Bacteria)简称PSB，是地球上最早出现的具有原始光能合成体系的原核生物[1]。光合细菌属于水圈微生物的一种，光合细菌广泛分布于地球生物圈的各处，无论是海洋、湖泊、江河，还是水田、池塘、沼泽、污泥、氧化池、硫磺泉、土壤、极地，甚至在90℃ 的温泉中、在300℃ 的盐湖里、在深达2000 m的深海、在南极冰封的海岸上，都能找到其踪迹。在自然界的淡水、海水中，通常每毫升含有103-104个光合细菌[2]。PSB 均为革兰氏阴性细菌，一般为球型、卵形、杆形、弧形、螺旋形、环形、半环形丝形，也可随培养条件和生长阶段而改变，大部分单个存在[3]。光合细菌具有固氮、固碳、脱氢、硫化物氧化等不同的生理生化功能，是所在的环境物质循环和能量流动的主要参加者，对于研究光合作用机制、光合作用起源与进化、固氮机理具有重要的理论意义[4-5]。光合细菌在水产养殖、污水处理、饲料添加、保健品开发、药用、产氢、及农业增产等方面都得到广泛的应用。 1 光合细菌的分类 光合细菌根据它们所含光合色素和电子供体的不同分为不产氧光合细菌（Anoxyphotosynthetic Bacteria）和产氧光合细菌（Oxyphotosynthetic Bacteria），是地球上最早出现的具有原始光能合成体系的原核生物[6]。产氧光合细菌即蓝细菌，能够像植物一样，利用光合作用产生氧气；不产氧光合细菌，即狭义光合细菌，包括厌氧光合细菌（Anaerobic Photosynthetic Bacteria，APB）和最近提出的好氧不产氧光合细菌（Aerobic Anoxygenic Photosynthetic Bacteria，AAPB）。 根据《伯杰氏细菌鉴定手册》第九版，不产氧光合细菌被分成七大类群[2,7]：着色菌科（Chromatiaceae）、外硫红螺菌科（Ectothiorhodospiraceae）、紫色非硫细菌（Purple Nonsulfur Bacteria，简称PNSB）、绿硫细菌（Chlorobiaceae）、多细胞丝状绿细菌（Multicellular Filamentous，又称绿色非硫细菌）、螺旋杆菌（Haliobacteriaceae）、好氧不产氧光合细菌（Aerobic Anoxygenic Phototrophs）。 2 光合细菌的特性及生态作用 2.1 光合细菌分布广泛，适应能力强 光合细菌不同的种之间生理代谢丰富多样，而且同一种的生理代谢类型也有多种变化，以适应各种不同的自然环境，光合细菌有着光能自养、异养和混养多种营养生存方式。在光能辐射到的地方，利用氢气、硫化氢等同化CO2进行光能自养生长，又能利用小分子有机物如低级脂肪酸、醇类、糖类或氨基酸等作电子供体同化CO2进行光能异养生长，在两类电子供体同时存在时，则可进行光能混养生长，因此光合细菌环境适应性强，能够在一些不利于其他微生物生长的环境中发挥作用，广泛分布于海洋、湖泊、极地或温泉，以及高盐、高有机质含量等不同的等自然水环境中。 2.2光合细菌代谢途径灵活多样 光合细菌可利用多种碳源，通过光合作用，将无机态的碳转化为有机态的碳，合成菌体自身物质，同时又能利用小分子有机物如低级脂肪酸、醇类、糖类或氨基酸等作电子供体进行光能异养生长。 光合细菌的氮代谢也较复杂，几乎所有的PSB均能利用铵盐和氮气做氮源。在水田中当PSB与固氮菌共生时产生的固氮量，比任何一种菌单独的固氮量要多得多。所以光合细菌与固氮菌共生，可直接或间接地增加动植物可利用氮的量。 一些PSB能利用还原型含硫化合物，如硫化物，硫代硫酸盐，将其氧化成硫酸盐。在硫的生物循环中起着重要的作用。 光合细菌与发酵菌生长在一起可利用发酵菌产生的氢气。氮源不足时，在固氮酶的催化作用下释放氢气。在生物能源的生产中，该类群菌是重要的菌群。 3 光合细菌的生态应用 3.1 光合细菌在水产养殖中的应用 光合细菌菌体含蛋白质60%以上，并富含B族维生素、氨基酸和促生长因子，是优质安全的营养型饲料添加剂，光合细菌能释放胰蛋白等，激活虾体免疫系统，增强抗病力，促进新陈代谢，从而提高饲料效能。此外，光合细菌可使养殖水体中益生藻类群体大量繁殖生长，使菌相和藻相平衡，产生优势藻种群，抑制病原微生物的生长，保持池水肥、活、嫩、爽；同时具有增加水体中