光合细菌的分类
自然界中能以光合作用产能的细菌根据它们所含光合色素和电子供体的不同而分为产氧光合细菌(蓝细菌、原绿菌)和不产氧光合细菌(紫色细菌和绿色细菌)。 蓝细菌(Cyanobacteria)的光合作用与传统的光合细菌不同,而与绿色植物更为相近。首先蓝细菌是产氧型光合细菌,碳源只有二氧化碳。它具有两个光系统,PSI及PSII,光合作用的原始供氢体是水,光合作用的结果是产生氧气。
这是一类含有叶绿素 a 、以水作为供氢体和电子供体、通过光合作用将光能转变成化学能、同化CO2为有机物质的光合细菌。由于它们具有与植物相同的光合作用系统,历史上曾被藻类学家归为藻类,称为蓝藻。对蓝细菌细胞结构的研究表明,蓝细菌的细胞核不具有核膜,没有有丝分裂器,细胞壁由含有二氨基庚二酸的肽聚糖和脂多糖层构成,革兰氏染色阴性,分泌粘液层、荚膜或形成鞘衣,细胞内含有70S核糖体,虽具有叶绿素的光合色素,但不形成叶绿体,进行光合作用的部位是含有叶绿素a、β-胡萝卜素、类胡萝卜素、藻胆素(包括藻蓝素和藻红素)的类囊体(thylakoids)。
蓝细菌的这些与原核生物相近的特征,使它们成为细菌家族的一员。 以藻蓝素占优势的色素使细胞呈现特殊的蓝色,故而得名为蓝细菌。按形态可分为5大类群,包括29个属。蓝细菌的细胞大小差异悬殊,最小的聚球蓝细菌属(Synechococcus)其直径仅为 0.5 -1μ m, 而大颤蓝菌属(Oscillatoria)可超过60 μ m 。蓝细菌在自然界中的分布极广,河流、湖泊和海水等水域中常见。蓝细菌的营养极为简单,不需要维生素,以硝酸盐或氨作为氮源,多数能固氮,在水稻田中培养蓝细菌可保持和提高土壤肥力。一些实验证明将蓝细菌作为食物和辅助营养物,可用于治疗肝硬化、贫血、白内障、青光眼、胰腺炎等疾病。对糖尿病、肝炎也有一定的疗效。蓝细菌有别于真核生物的放氧光合作用,可能是地球上生命进化过程中第一个产氧的光合生物,对地球上从无氧到有氧的转变、真核生物的进化起着里程碑式的作用。 随着水产养殖业的发展,水产养殖单位产量大幅度提高,但水质污染严重,特别是饲养后期,水中有机物、氨及亚硝酸盐含量偏高,严重影响了鱼的生长。光合细菌施入水体后,它可降解水体中的残存饲料、鱼类的粪便及其它有机物;同时,还能吸收利用水体中的氨、亚硝酸盐、硫化氢等有害物质。施用光合细菌,能有效避免固体有机物和有害物质的积累,起到净化水质的作用。
在水产养殖中运用的光合细菌主要是光能异养型红螺菌科(Rhodospirillaceae)中的一些品种,例如沼泽红假单胞菌(Rhodop seudanonas palustris);
在自然界淡、海水中通常每毫升含有近百个PSB菌,光合细菌的菌体以有机酸、氨基酸、氨和醣类等有机物和硫化氢作为供氧体,通过光合磷酸化获得能量,在水中光照条件下可直接利用降解有机质和硫化氢并使自身得以增殖,同时净化了水体。 光合细菌作为饲料添加剂使用时,可将光合细菌菌液喷洒于饲料中拌匀即可,菌液用量为投喂饲料量的1%,现配现用。