Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tính chất diệt tảo của sản phẩm lên men từ chủng Bacillus cereus JZBC1 làm tan biến các loài vi tảo chiếm ưu thế Scrippsiella trochoidea, Prorocentrum micans và Peridinium umbonatum
Tóm tắt
Các hệ thống nuôi trồng thủy sản cường độ cao và bán cường độ thường thải ra một lượng lớn chất dinh dưỡng, có khả năng dẫn đến sự phát triển và tồn tại của các vụ nở tảo độc hại (HABs). Vi khuẩn diệt tảo, những hợp chất ức chế sự tăng trưởng của tảo hoặc tiêu diệt tế bào tảo, hiện đang là một chiến lược kiểm soát sinh học hứa hẹn để giảm thiểu HAB. Chủng JZBC1, chủng này thể hiện hoạt tính diệt tảo mạnh mẽ đối với loài HAB Scrippsiella trochoidea, đã được phân lập trước đây từ khu vực nở rộ của sinh vật dinoflagellate và được xác định là Bacillus cereus. Trong nghiên cứu này, chủng JZBC1 đã được lên men trong các hệ thống 2 L và 50 L, sau đó, các tính chất diệt tảo của sản phẩm lên men JZBC1 trên các loài dinoflagellate độc hại S. trochoidea, Prorocentrum micans, và Peridinium umbonatum đã được kiểm tra. Nồng độ vi khuẩn của chủng JZBC1 đạt 6.23 × 10^9 và 4.47 × 10^9 CFU/mL trong các môi trường 2 L và 50 L, tương ứng, và do đó đã phát triển hiệu quả trong quá trình lên men. Chủng JZBC1 thể hiện hoạt tính diệt tảo đáng kể và có phạm vi tác động rộng đối với các loài dinoflagellate độc hại. Các tế bào JZBC1 ở trạng thái sinh dưỡng đã thể hiện hiệu ứng ức chế và diệt tảo tốt nhất trong vòng 1 ngày. Chủng JZBC1 có thể được định dạng thành dạng bột, và các bào tử có thể được kích hoạt trước khi áp dụng tại hiện trường để tăng hiệu quả. Những phát hiện này sẽ tạo điều kiện cho việc sản xuất và ứng dụng quy mô lớn của chủng Bacillus JZBC1 trong việc kiểm soát các vụ nở tảo dinoflagellate trong ao nuôi thủy sản.
Từ khóa
#diệt tảo #Bacillus cereus #JZBC1 #tảo độc hại #lên men #dinoflagellateTài liệu tham khảo
Alonso-Rodrıguez R, Páez-Osuna F (2003) Nutrients, phytoplankton and harmful algal blooms in shrimp ponds: a review with special reference to the situation in the Gulf of California. Aquaculture 219(1–4):317–336. https://doi.org/10.1016/S0044-8486(02)00509-4
Anderson DM, Glibert PM, Burkholder JM (2002) Harmful algal blooms and eutrophication: nutrient sources, composition, and consequences. Estuaries 25(4):704–726. https://doi.org/10.1007/BF02804901
Anderson DM, Cembella AD, Hallegraeff GM (2012) Progress in understanding harmful algal blooms: paradigm shifts and new technologies for research, monitoring, and management. Annu Rev Mar Sci 4:143–176. https://doi.org/10.1146/annurev-marine-120308-081121
Cao YC, Wen GL, Li ZJ, Liu XZ, Hu XJ, Zhang JS, He J (2014) Effects of dominant microalgae species and bacterial quantity on shrimp production in the final culture season. J Appl Phycol 26(4):1749–1757. https://doi.org/10.1007/s10811-013-0195-0
Cao YC, Wen GL, Li ZJ, Hu XJ, Xi JY, Li SS, Huang HH (2019) Bacillus cereus strain JZBC1 dissolving dominant dinoflagellate of pond-Scrippsiella trochoidea and its application. China patent. ZL201610209371.X
Chang M, Sun QH, Zhou SH, Ni JR (2010) Factors analysis and process selection for the production of Bacillus thuringiensis based biopesticides. Ecol Environ Sci 19(6):1471–1477. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-5906.2010.06.038
Chrisotph P, Uwe T, Hanne G (2000) Improved secondary metabolite production in the genus Streptosporangium by optimization of the fermentation condition. J Biotechnol 80(2):135–142. https://doi.org/10.1016/S0168-1656(00)00249-2
Gárate-Lizárraga I, Band-Schmidt CJ, López-Cortés DJ, Muñetón-Gómez Mdel S (2009) Bloom of Scrippsiella trochoidea (Gonyaulacaceae) in a shrimp pond in the southwestern Gulf of California, Mexico. Mar Pollut Bull 58(1):145–149. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2008.09.016
Guan C, Guo X, Cai G, Zhang H, Li Y, Zheng W, Zheng T (2014) Novel algicidal evidence of a bacterium Bacillus sp. LP-10 killing Phaeocystis globosa, a harmful algal bloom causing species. Biol Control 76:79–86. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2014.05.007
Guillard RRL (1975) Culture of phytoplankton for feeding marine invertebrates. In: Smith WL, Chanley MH (eds) Culture of marine invertebrate animals. Springer, Boston. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-8714-9_3
Hallegraeff GM (1992) Harmful algal blooms in the Australian region. Mar Pollut Bull 25(5–8):186–190. https://doi.org/10.1016/0025-326X(92)90223-S
Hare CE, Demir E, Coyne KJ, Craig Cary SC, Kirchman DL, Hutchins DA (2005) A bacterium that inhibits the growth of Pfiesteria piscicida and other dinoflagellates. Harmful Algae 4(2):221–234. https://doi.org/10.1016/j.hal.2004.03.001
Heisler J, Glibert PM, Burkholder JM, Anderson DM, Cochlan W, Dennison WC, Dortch Q, Gobler CJ, Heil CA, Humphries E, Lewitus A, Magnien R, Marshall HG, Sellner K, Stockwell DA, Stoecker DK, Suddleson M (2008) Eutrophication and harmful algal blooms: a scientific consensus. Harmful Algae 8(1):3–13. https://doi.org/10.1016/j.hal.2008.08.006
Hu XJ, Wen GL, Xu WJ, Xu Y, Su HC, Yang K, Xu YN, Li ZJ, Cao YC (2019) Effects of the algicidal bacterium CZBC1 on microalgal and bacterial communities in shrimp culture. Aquacult Environ Interact 11:279–290. https://doi.org/10.3354/aei00311
Khan MR, Majid S, Mohidin FA, Khan N (2011) A new bioprocess to produce low cost powder formulations of biocontrol bacteria and fungi to control fusarial wilt and root-knot nematode of pulses. Biol Control 59(2):130–140. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2011.04.007
Kim YS, Lee DS, Jeong SY, Lee WJ, Lee MS (2009) Isolation and characterization of a marine algicidal bacterium against the harmful Raphidophyceae Chattonella marina. J Microbiol 47(1):9–18. https://doi.org/10.1007/s12275-008-0141-z
Lalloo R, Maharajh D, Görgens J, Gardiner N (2010) A downstream process for production of a viable and stable Bacillus cereus aquaculture biological agent. Appl Microbiol Biotechnol 86(2):499–508. https://doi.org/10.1007/s00253-009-2294-z
Li ZH, Geng MX, Yang H (2015) Algicidal activity of Bacillus sp. Lzh-5 and its algicidal compounds against Microcystis aeruginosa. Appl Microbiol Biotechnol 99(2):981–990. https://doi.org/10.1007/s00253-014-6043-6
Li SS, Cao YC, Hu XJ, Li ZJ, Xu Y, Yang Y, Xu CW, Wen GL (2017a) Optimization for cultivatioparameters of Bacillus sp. A4 using response surface methodology. South China Fish Sci 13:85–93. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-0780.2017.05.012
Li SS, Cao YC, Li ZJ, Hu XJ, Xu Y, Xu WJ, Yang K, Su HC, Wen GL (2017b) The effects of different carbon and nitrogen nutrients and culture conditions on the growth of Bacillus sp. strain A4. Prog Fish Sci 38:119–126. https://doi.org/10.11758/yykxjz.20160923001
Mayali X, Azam F (2004) Algicidal bacteria in the sea and their impact on algal blooms. J Eukaryot Microbiol 51(2):139–144. https://doi.org/10.1111/j.1550-7408.2004.tb00538.x
Meyer N, Bigalke A, Kaulfuß A, Pohnert G (2017) Strategies and ecological roles of algicidal bacteria. FEMS Microbiol Rev 41(6):880–899. https://doi.org/10.1093/femsre/fux029
Mu RM, Fan ZQ, Pei HY, Yuan XL, Liu SX, Wang XR (2007) Isolation and algae-lysing characteristics of the algicidal bacterium B5. J Environ Sci 19(11):1336–1340. https://doi.org/10.1016/S1001-0742(07)60218-6
Pokrzywinski KL, Place AR, Warner ME, Coyne KJ (2012) Investigation of the algicidal exudate produced by Shewanella sp. IRI-160 and its effect on dinoflagellates. Harmful Algae 19:23–29. https://doi.org/10.1016/j.hal.2012.05.002
Pokrzywinski KL, Tilney CL, Modla S, Caplan JL, Ross J, Warner ME, Coyne KJ (2017) Effects of the bacterial algicide IRI-160AA on cellular morphology of harmful dinoflagellates. Harmful Algae 62:127–135. https://doi.org/10.1016/j.hal.2016.12.004
Prabakaran G, Hoti SL (2008) Optimization of spray-drying conditions for the large-scale preparation of Bacillus thuringiensis var. israelensis after downstream processing. Biotechnol Bioeng 100(1):103–107. https://doi.org/10.1002/bit.21722
Qiu J, Dong SL, Wang CY (2005) Allelopathic growth inhibition of Prorocentrum micans (Dinophyta) by Ulva pertusa and Ulva linza (Chlorophyta) in laboratory cultures. Eur J Phycol 40(1):31–37. https://doi.org/10.1080/09670260400019741
Shi SY, Liu YD, Shen YW, Li GB, Li DH (2006) Lysis of Aphanizomenon flos-aquae (Cyanobacterium) by a bacterium Bacillus cereus. Biol Control 39(3):345–351. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2006.06.011
Su JQ, Yang XR, Zheng TL, Tian Y, Jiao NZ, Cai LZ, Hong HS (2007) Isolation and characterization of a marine algicidal bacterium against the toxic dinoflagellate Alexandrium tamarense. Harmful Algae 6(6):799–810. https://doi.org/10.1016/j.hal.2007.04.004
Sun HY, Zhang Y, Chen HR, Hu CX, Li H, Hu ZL (2016) Isolation and characterization of the marine algicidal bacterium Pseudoalteromonas S1 against the harmful alga Akashiwo sanguinea. Mar Biol 163(3):66. https://doi.org/10.1007/s00227-016-2836-8
Sun R, Sun P, Zhang J, Esquivel-Elizondo S, Wu Y (2017) Microorganisms-based methods for harmful algal blooms control: a review. Bioresour Technol 248(B):12–20. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.07.175
Tang YZ, Gobler CJ (2012) Lethal effects of Northwest Atlantic Ocean isolates of the dinoflagellate, Scrippsiella trochoidea, on eastern oyster (Crassostrea virginica) and northern quahog (Mercenaria mercenaria) larvae. Mar Biol 159(1):199–210. https://doi.org/10.1007/s00227-011-1800-x
Tilney CL, Pokrzywinski KL, Coyne KJ, Warner ME (2014) Growth, death, and photobiology of dinoflagellates (Dinophyceae) under bacterial-algicide control. J Appl Phycol 26(5):2117–2127. https://doi.org/10.1007/s10811-014-0248-z
Wang BX, Yang XR, Lu JL, Zhou YY, Su JQ, Tian Y, Zhang J, Wang GZ, Zheng TL (2012) A marine bacterium producing protein with algicidal activity against Alexandrium tamarense. Harmful Algae 13:83–88. https://doi.org/10.1016/j.hal.2011.10.006
Wang SL, Cao YC, Xu Y, Hu XJ, Li ZJ, Wu Y (2016) Regulation of Bacillus cereus to microalgae community in shrimp aquaculture water. South China Fish Sci 12:9–16. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-0780.2016.01.002
Xi JY (2016) Algicidal effects of algicidal bacteria against dinoflagellate from shrimp ponds. Shanghai Ocean University
Xi JY, Cao YC, Li ZJ, Wen GL, Xu WJ, Zheng QH, Li ZC, Xu YN (2016) Specificity of algicidal activity against four species of microalgae by algicidal bacterium A2. South China Fish Sci 12(5):34–42. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-0780.2016.05.005
Xu J, Wu X, Yang Y, Xu S, Kang Y, Fu X, Yue H, Shi JQ, Wu ZX (2016) Changes in growth, photosynthesis and chlorophyll fluorescence in the freshwater dinoflagellate Peridinium umbonatum (Peridiniales, Pyrrophyta) in response to different temperatures. Phycologia 55(4):469–477. https://doi.org/10.2216/PH15-148.1
Yang YY, Li ZJ, Chen YQ, Yang K, Wen GL, Ding X (2005) Fermentation technology of probiotic strain D-1. South China Fish Sci 1:44–49. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-0780.2005.06.007
Yang YF, Hu XJ, Zhang J, Gong YX (2013) Community level physiological study of algicidal bacteria in the phycosphere of Skeletonema costatum and Scrippsiella trochoidea. Harmful Algae 28:88–96. https://doi.org/10.1016/j.hal.2013.05.015
Yang X, Li X, Zhou Y, Zheng W, Yu C, Zheng T (2014) Novel insights into the algicidal bacterium DH77-1 killing the toxic dinoflagellate Alexandrium tamarense. Sci Total Environ 482–483:116–124. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.02.125
Zhang Q, Liu GX, Hu ZY (2011) Morphological observation of a freshwater Peridinium strain and phylogenetic analysis of Peridinium. Plant Sci J 29(1):1–10. https://doi.org/10.3724/sp.j.1142.2011.10001
Zhang BZ, Cai GJ, Wang HT, Li D, Yang XJ, An XL, Zheng XW, Tian Y, Zheng W, Zheng TL (2014a) Streptomyces alboflavus RPS and its novel and high algicidal activity against harmful algal bloom species Phaeocystis globosa. PLoS One 9(3):e92907. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0092907
Zhang HJ, Lv JL, Peng Y, Zhang S, An XL, Xu H, Zhang J, Tian Y, Zheng W, Zheng TL (2014b) Cell death in a harmful algal bloom causing species Alexandrium tamarense upon an algicidal bacterium induction. Appl Microbiol Biotechnol 98(18):7949–7958. https://doi.org/10.1007/s00253-014-5886-1
Zhao L, Chen L, Yin P (2014) Algicidal metabolites produced by Bacillus sp. strain B1 against Phaeocystis globosa. J Ind Microbiol Biotechnol 41(3):593–599. https://doi.org/10.1007/s10295-013-1393-0