神奇的蓝细菌

2016/6/25
参考文献：
1.春季与秋季渤海蓝细菌(聚球蓝细菌属)的分布特点 肖天; 王荣 生态学报 2002/12 2.蓝细菌多糖及其应用研究概况 黄泽波； 刘永定 生物技术通报 1997/04 3.蓝细菌的固氮 郑典元 生物学通报 1990 4.海洋蓝细菌生物固氮的研究进展 侯建军 ；黄邦钦 地球科学进展 2005/3 5.聚球藻(Synechococcus)分子生态学研究进展. 马 英 焦念志 自然科学进展 2004/9 6.陆生念珠藻的耐干旱机制 张爱红 邱保胜 刘志礼 西北植物学报 2003 7.蓝细菌(Cyanobacteria)毒素对水环境的影响 曾昭琪 环境监测管理与技术 1990 8.可以用作肥料和处理废物的蓝细菌 Rabindra N.Padhy； 孙熙年 世界科学 1986 9.我国植物蓝细菌共生研究进入世界前沿 李成昭 科技经济市场 2002/12 10.蓝细菌多糖研究进展 王志方,艾秀莲,李晨华,王玮,王成,张伟,王博 新疆农业科学 2003/1
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蓝细菌的环境应用及原理
污染处理：蓝细菌在污水处理方面的作用已经得到证实。 原理：蓝细菌能进行放养的光合作用，有时能产生 结合胞外金属离子的胞外化合物。 作用：蓝细菌在污水处理，水体自净中起积极作用。 在氮、磷丰富的水体中生长旺盛，可作为水体富营养化的指示生 物。
蓝细菌毒素对水体的影响
蓝细菌的毒素(Cyanobacteria toxicant)给世界各国造成的经济损失是巨大 的.这种毒素在蓝细菌内逐渐积累,以蓝细菌水花(Water bloom) 的形式出现, 当干渴牛羊或马群饮用了这种含有毒素的水.在短时间内便要病倒或成群的死 亡.经半个多世纪的研究表明造成这种生物性灾害(Biological disaster)的 原因是蓝细菌产生的肽类所致,这种肽是由几种氨基酸组成,称为神经毒肽或 快速致死素(FDF) 或极快致死毒(VFDF).也有另一类为生物硷.总之对水环境 的生物特别是鱼类和哺乳类有很大的潜在危害.现在的环境微生物工作者应及 时作出判断及时预报以免造成损失[7].
2016/6/25
聚球藻： 地球海洋中的聚球藻和原绿 球藻（聚球藻的近缘种）每 年要从大气中吸收相当于海 洋固定大气二氧化 碳总量的三分之二。此外， 聚球藻在海洋微食物网中生 物量循环迅速，能量转换效 率高是微型浮游动物最重要 的食物源之一［5］。
多种类 蓝细菌 介绍
基因组分析还发现聚球藻似 乎能够利用一些有机化合物 来做为合成氮和磷的原料。
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蓝细菌的应用前景
4.我国植物蓝细菌共生研究进入世界前沿
中瑞科技合作项目一固氮蓝细菌基因组多态性研究与分子标记技术 平台的建立及应用,经过双方技术人员3年的共同努力,于2002年12月 11日通过鉴定。 固氮蓝细菌是地球上最早出现的绿色自养原核生物, 不仅以其光合作用为绿色植物提供了物质基础(叶绿体的前身)和生 存条件(氧气),而月在其进化过程中,分别与真菌、苔、醉、蔽、裸 子直至被子植物的某些种属形成共生固氮体系,具有明显的固氮能力。 如果将其固氮能力转移到水稻、小麦等作物体内,使之实现氮肥自给, 将导致农业生产的革命[9]。
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蓝细菌的特点
季节分布特点：在季节变化中海水温度可能是影响蓝细菌生长的主
要原因。以渤海为例，秋季蓝细菌生物量较春季蓝细菌生物量高21倍， 在春季蓝细菌生物量的变化较其他浮游生物敏感，但在春季和秋季各 水层的蓝细菌变化分布均与水温分布相反，说明在某一海区的某一时 段温度可能不是影响蓝细菌分布变化的主要原因【1】
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蓝细菌的应用前景
2.可以处理废物的蓝细菌的前景
抗化学物的蓝细菌突变型一旦分离出来，就可以利用它裂解存 在于接纳工厂和城市排放物的废水稳定池中的化学物。在生态 系模型中进行实验。可在广泛的生境中找到蓝细菌，他们是把 远古地球上的还原性大气转变成今天的氧化性状态的第一批需 氧光自养生物。曾有报告指出：一种形成菌绒的物种水花鱼腥 藻能很好地长于污染有从大型油页岩矿中沥滤出的石油的实验 培养基中。
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总结
广泛分布的原核微生物蓝细菌是一种多功能的神奇的细菌。她能够在 光合作用时释放氧气，还是海洋生态系统和海洋初级生产力的重要组成部 分。随着科研力量的进步，蓝细菌在环境中的作用也逐渐显露出来。它可 以用于稻田固氮和沙漠治理，还在污水处理和水体的自净中起积极作用， 用它可以有效的去除氮和磷。有些蓝细菌体内含对人体营养价值很高的营 养成分，可以作为食物食用。并且，蓝细菌有着很好地应用前景。分离得 到的抗农药的固氮蓝细菌的突变型能增加水稻栽培时使用肥力，减少对化 工过程的依赖；还可以用蓝细菌裂解工厂和城市排放物的废水稳定池中的 化学物，处理污染问题；有的蓝细菌多糖具有良好的悬浮和乳化特性，也 具有良好的前景。有的蓝细菌多糖具有潜在的生物医学活性，可以用作抑 癌剂的制作。 • 总之，蓝细菌还有很多神奇之处有待我们去开发和探索。
原因。以渤海为例，秋季蓝细菌生物量较春季蓝细菌生物量高21倍， 在春季蓝细菌生物量的变化较其他浮游生物敏感，但在春季和秋季各 水层的蓝细菌变化分布均与水温分布相反，说明在某一海区的某一时 段温度可能不是影响蓝细菌分布变化的主要原因【1】 形态特征：蓝细菌的细胞一般比细菌大，通常直径为3～10μm，最大 的可达60μm，如巨颤蓝细菌。根据细胞形态差异，蓝细菌可分为单细 胞和丝状体两大类。单细胞类群多呈球状、椭圆状和杆状，单生或团 聚体；丝状体蓝细菌是有许多细胞排列而成的群体。蓝细菌最独特之 处是含有两个或多个双键组成的不饱和脂肪酸，而细菌通常只含有饱 和脂肪酸和一个双键的不饱和脂肪酸。
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渤海春季蓝细菌生物量和叶绿 素在各水层的水平分布
渤海秋季蓝细菌生物量和叶绿素 在各水层的水平分布
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蓝细菌的环境应用及原理
沙漠治理： 蓝细菌能在干燥和极端环境下生存。 原理：蓝细菌是自养生物，不需要外源有机氮， 其中的固氮蓝细菌还能固定空气中碳，而碳在沙漠中尤其缺乏 【2】。最成功的蓝细菌有性质为多糖的丰富的鞘或荚膜。 作用：多糖类蓝细菌可保持土壤湿润，并且具有 较好的粘性，防止水和风的侵蚀。 稻田固氮：蓝细菌和藻类是土壤肥力的来源之一。 原理 ：固氮蓝细菌产生的大量胞外聚糖，可以形 成粘质或胶质，在旱季固定水分【3】。 作用：稻田水分充足时固氮蓝细菌能迅速繁殖，为 水稻的生长提供氮源。从而延长水稻的生长季节，提高产量。
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蓝细菌的应用前景
3.有些种类的蓝细菌可做食用用途
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蓝细菌的应用前景
3.有些种类的蓝细菌在食用用途上的前景
有些蓝细菌长期以来被用作食品来源,如螺旋藻被用作有价值 的食品添加剂。在我国,发菜、葛仙米和地木耳等念珠藻是传 统的珍奇佳肴,营养丰富,价值昂贵,具有食用和药用价值,在 《本草纲目》和《本草纲目拾遗》等书上有详细记载。有些 蓝细菌可产生一系列有用的化合物如藻胆蛋白、磷光染料、 药物和疫苗等。几种念珠藻的多糖具有很高的粘度，有希望 开发为食物工业上的悬浮剂、增稠剂等。
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水华现象
颤藻
2016/6/25
念珠藻(Nostoc)： 一类典型的耐干旱植物,它们的分布相当广泛,许多种 都可在极端干燥的条件下生存数百上千年，复吸水后 仍能迅速恢复代谢活性。从总体上来说,念珠藻耐干 旱的机制是其结构、生理及分子水平上协调作用的综 合反映[6]。
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蓝细菌的应用前景
1.可以做肥料的蓝细菌的前景
自由生活的固氮微生物中,具分枝状异形细胞的蓝细菌(蓝绿藻)对 生物固氮作出了最大的全球性贡献。在亚洲,它们能自然生长或被 培养于稻田中以用作绿肥,在几个具有不同农业条件和土壤类型的 国家内已经确知:稻田中的蓝细菌减少了为获得水稻高产所需要的 以氮为基础的化肥量。更为有效的是利用满江红,一种与兰细菌即 满江红鱼腥藻共生的水生蕨类,它能产生每天每公顷固定约3公斤 的大气氮。不过由于在水稻栽培期间经常使用农药,导致其残留浓 度增加到足以抑制蓝细菌生长的水平。最近分离得一些抗农药的 固氮蓝细菌的突变型,它们能增加水稻栽培时使用的绿肥的效力, 因此减少了对生产肥料时的昂贵的化工过程的依赖[8]。
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细胞结构：
营养细胞：1、细胞壁与G－类似，分内外两层。 2、类囊体：是光合作用的部位，平行于细胞膜， 含藻胆蛋白。光合作用包括PSⅠ、PSⅡ。 特化细胞： 1、异形胞：蓝细菌特有，结构和 功能独特。一般存在于呈丝状生长的种类中。 如鱼腥蓝菌属、念珠蓝菌属和单歧蓝菌属。位 于细胞链的中间或末端，数目少而不定。光镜 可见，厚壁、浅色，在细胞两端常有折光率高 的颗粒存在。异形胞的功能：适应于在有氧条 件下进行固氮作用，不含藻胆蛋白，只存在光 系统I，异形胞与临近的营养细胞间有厚壁孔道 相连。 2、静息孢子：长在细胞链中间或末端的形大、 色深、壁厚的休眠细胞富含贮藏物，能抵御干 旱等不良环境。 3、链丝段（连锁体）：又称连锁体或藻殖段， 是由长细胞链断裂而成的短链段，具繁殖功能。 4、内孢子：少数种类如Chamaesiphon(管孢 蓝细菌属)能在细胞内形成许多球形或三角形的 内孢子，待成熟后可释放，具有繁殖作用。
海洋中固氮蓝细菌的介绍
• 海水中固定氮的量对海洋与大气间的CO2通量有很大的影响”。固定氮的量 会影响海藻生长,而海藻生长时会吸收CO2,因此足够的固氮可以协助海洋吸 收大气中的CO2。固氮作用也经常被用来估计海洋中的CO2储存量和吸收量, 海洋因此被称为又一个“热带雨林”[4]。 • 生物固氮是限制海洋水生生物群落中有机体生长的重要因子,生物固氮的可 利用性也影响海洋的CO2平衡和吸收,固氮藻类对营养盐贫乏海区的有机物生 产具有重要意义。
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蓝细菌的应用前景
5.蓝细菌多糖的生物活性的应用前景
有科学家对大约600株（300种）蓝细菌的提取物进行了抗病毒活性 的筛选，发现其中很多具有抗HIV活性的物质是硫脂类或多糖类。 多种念珠藻的胞外产物及细胞提取物有广谱的抗菌作用。Hori等报 道地木耳及其纤维状物质具有明显的降低大鼠胆固醇的作用，这种 纤维物质应为多糖类。以上说明，蓝细菌多糖具有潜在的生物医学 活性[10]。
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蓝细菌的应用前景
6.蓝细菌多糖的流变学特性的应用前景
许多蓝细菌能分泌大量的胞外多糖，这些胞外多糖在低浓度下就 能形成很高粘度的溶液。其流变学特性的切力依赖性与黄原胶类 似，其时间依赖又与一些豆料植物中的半乳甘露聚糖类似。由于 其粘弹特性可与市场上的其他微生物多糖相比，而且初步的技术 试验表明该胞外多糖具有良好的悬浮和乳化特性，因此具有良好 的前景。
蓝细 菌简 介
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蓝细菌的特点
与光合细菌相比：光合细菌不产O2，有菌绿素。 与绿色植物相比：无叶绿素b，有β－胡萝卜素和藻胆蛋白。 分裂方式：主要以二分裂或多分裂方式进行繁殖，少数蓝细菌可形成
孢子，孢子壁厚，能抵抗不良环境。
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蓝细菌的特点
季节分布特点：在季节变化中海水温度可能是影响蓝细菌生长的主要
2016/6/25
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神奇 的 蓝细菌
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2015年4月12日
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蓝细菌的 特点
2 环境应用 及原理
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3 应用前景
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蓝细菌(Cyanobacteria)曾被称为蓝
藻或蓝绿藻，是一类分布很广、含有 叶绿素a，无鞭毛，能够在光合作用 时释放氧气的原核微生物。
蓝细菌 简介
蓝细菌有广泛的分布，从水生到
陆生生态系统，从热带到南北极 都有分布。它们已经被证实：可 以通过氮气的固定来提高稻田和 其他土壤的肥力。蓝细菌是海洋 生态系统和海洋初级生产力的重 要组成部分。
聚球藻 吸水后聚成合丝
2016/6/25
多种类 蓝细菌 介绍
颤藻：
颤藻和其他蓝藻一样是最原始的绿色植物之一。它 的丝状藻体是由许多原核细胞组成的。颤藻分布广 泛，水沟、湿地、树皮、墙壁，池塘以及温泉中皆 可发现。此外，颤藻在含有机质的水中迅速繁殖， 可做为水质中有机质污染的标志之一。 颤藻是分布最为广泛、生命力极强的藻类，其生长 不受季节变化的影响，同时也是引起水华的主要藻 体。