嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的分離、鑒定及脫氮性能解析：探索廢水處理新路徑一、引言1.1研究背景隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加速，廢水排放總量不斷增加，其中氮污染物的排放成為了一個(gè)嚴(yán)峻的環(huán)境問題。氮污染物主要以氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮等形式存在于廢水中，若未經(jīng)有效處理直接排放，會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，引發(fā)藻類過度繁殖、溶解氧降低、水質(zhì)惡化等一系列生態(tài)問題，嚴(yán)重威脅水生態(tài)系統(tǒng)的平衡和人類健康。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國部分城市污水處理廠的出水總氮超標(biāo)現(xiàn)象較為普遍，如2023年5月，榆林桑德水務(wù)有限公司因廢水總排口處總氮超標(biāo)0.54倍而被罰款25萬元，這一事件凸顯了廢水氮污染治理的緊迫性。傳統(tǒng)的廢水脫氮技術(shù)主要依賴自養(yǎng)硝化-反硝化過程，該過程在有氧條件下，硝化細(xì)菌將氨氮氧化為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，然后在無氧或低氧條件下，反硝化細(xì)菌將硝酸鹽氮還原為氮?dú)馀懦鏊w。然而，傳統(tǒng)處理技術(shù)存在諸多局限性。從工藝流程角度來看，其流程較長，需要多個(gè)處理單元和較大的占地面積，這不僅增加了基礎(chǔ)設(shè)施投資成本，還使得系統(tǒng)的運(yùn)行管理變得復(fù)雜。在微生物特性方面，硝化細(xì)菌屬于化能自養(yǎng)菌，生長緩慢，世代時(shí)間長，這導(dǎo)致在實(shí)際處理過程中，難以維持較高的生物濃度，尤其是在低溫冬季等不利環(huán)境條件下，硝化細(xì)菌的活性受到抑制，系統(tǒng)的水力停留時(shí)間（HRT）需要延長，從而增加了曝氣池的體積和運(yùn)行成本。此外，為了實(shí)現(xiàn)良好的反硝化效果，通常需要向系統(tǒng)中補(bǔ)充額外的碳源，這進(jìn)一步提高了處理成本。同時(shí)，傳統(tǒng)工藝對水質(zhì)、水量的沖擊負(fù)荷適應(yīng)能力較弱，高濃度的氨氮和亞硝酸鹽氮廢水容易抑制硝化細(xì)菌的生長，影響脫氮效果。在處理過程中，硝化反應(yīng)會產(chǎn)生酸性物質(zhì)，需要投加堿進(jìn)行中和，這不僅增加了處理成本，還可能帶來二次污染問題。在一些特殊的工業(yè)廢水，如海產(chǎn)品加工、印染、化工等行業(yè)的廢水中，往往含有較高濃度的鹽分，這些高鹽廢水對傳統(tǒng)的脫氮微生物具有強(qiáng)烈的抑制作用，使得傳統(tǒng)脫氮技術(shù)難以有效應(yīng)用。嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的發(fā)現(xiàn)為高鹽廢水的脫氮處理提供了新的思路和解決方案。嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌能夠在高鹽度環(huán)境下生存和生長，其獨(dú)特的生理代謝機(jī)制使其可以利用有機(jī)碳源進(jìn)行生長，并將氨氮通過氨氧化途徑轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。與傳統(tǒng)的自養(yǎng)硝化細(xì)菌相比，嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌具有生長速率快、對溶解氧需求較低、能適應(yīng)更廣泛的pH范圍和碳氮比條件等優(yōu)勢。此外，部分嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌還具有好氧反硝化能力，能夠在有氧條件下將硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑢?shí)現(xiàn)同步硝化反硝化，簡化了脫氮工藝流程。因此，深入研究嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的分離鑒定方法及其脫氮特性，對于開發(fā)高效、低成本的高鹽廢水脫氮技術(shù)具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。1.2研究目的與意義本研究旨在從特定的高鹽環(huán)境中分離篩選出具有高效脫氮能力的嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌，并對其進(jìn)行系統(tǒng)的鑒定和分類，明確其生物學(xué)特性和系統(tǒng)發(fā)育地位。通過開展不同條件下的脫氮實(shí)驗(yàn)，深入探究這些菌株的脫氮特性，包括對不同形態(tài)氮源（如氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮）的利用能力、脫氮效率、耐鹽范圍、最適生長和脫氮的環(huán)境條件（如溫度、pH值、碳氮比等），以及在高鹽環(huán)境下的脫氮穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上，初步探討嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的脫氮代謝途徑和相關(guān)作用機(jī)制，為其在高鹽廢水生物脫氮處理中的實(shí)際應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。本研究具有重要的理論和實(shí)際意義。在理論層面，有助于豐富和完善微生物脫氮理論體系。深入研究嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的生理生化特性、遺傳背景和脫氮機(jī)制，能夠揭示這類特殊微生物在氮循環(huán)中的獨(dú)特作用和地位，為進(jìn)一步理解微生物介導(dǎo)的氮轉(zhuǎn)化過程提供新的視角和研究方向。在實(shí)際應(yīng)用方面，為高鹽廢水的處理提供了新的技術(shù)手段和微生物資源。傳統(tǒng)的生物脫氮技術(shù)在處理高鹽廢水時(shí)面臨諸多挑戰(zhàn)，而嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌能夠適應(yīng)高鹽環(huán)境并高效脫氮，有望開發(fā)出針對性的生物處理工藝，提高高鹽廢水的脫氮效率，降低處理成本。這對于海產(chǎn)品加工、印染、化工等行業(yè)的高鹽廢水治理具有重要的應(yīng)用價(jià)值，有助于減少氮污染物的排放，保護(hù)水生態(tài)環(huán)境，推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。此外，本研究成果還可能為其他特殊環(huán)境廢水（如低溫、酸性等極端條件下的廢水）的生物處理提供借鑒和參考，促進(jìn)廢水生物處理技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外對嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的研究起步相對較早。早在20世紀(jì)70年代，就有學(xué)者從海洋環(huán)境中發(fā)現(xiàn)了能夠在高鹽條件下進(jìn)行硝化作用的微生物，但當(dāng)時(shí)對其代謝機(jī)制和應(yīng)用潛力的認(rèn)識較為有限。隨著微生物分離培養(yǎng)技術(shù)和分子生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，研究人員逐漸從不同的高鹽環(huán)境，如鹽湖、鹽沼、海水養(yǎng)殖池等，分離出多種嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌，并對其生理生化特性進(jìn)行了研究。例如，美國學(xué)者Smith等從墨西哥灣的鹽沼沉積物中分離出一株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌Halomonassp.，該菌株在高鹽度（10%NaCl）條件下能夠高效地將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，且對多種有機(jī)碳源具有良好的利用能力。德國的科研團(tuán)隊(duì)對從死海周邊土壤中分離得到的嗜鹽菌進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其中部分菌株不僅具有異養(yǎng)硝化能力，還能在一定程度上耐受重金屬離子的脅迫，為高鹽且含有重金屬污染的廢水處理提供了潛在的微生物資源。在應(yīng)用研究方面，國外已開展了將嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌應(yīng)用于實(shí)際高鹽廢水處理的中試試驗(yàn)。如以色列的一家污水處理廠嘗試?yán)檬塞}異養(yǎng)硝化細(xì)菌處理海產(chǎn)品加工廢水，在優(yōu)化工藝條件后，廢水中的總氮去除率達(dá)到了70%以上，取得了較好的處理效果。國內(nèi)對嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的研究近年來發(fā)展迅速。研究人員從沿海地區(qū)的海水養(yǎng)殖廢水、鹽田鹵水以及內(nèi)陸的鹽湖等環(huán)境中積極開展菌株的分離篩選工作。華東師范大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)從浙江沿海的海水養(yǎng)殖池塘底泥中分離出多株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌，通過16SrRNA基因序列分析和生理生化鑒定，確定了這些菌株的分類地位，并對其脫氮特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明，部分菌株在高鹽（8%NaCl）和高氨氮（500mg/L）條件下仍能保持較高的脫氮活性。中國海洋大學(xué)的學(xué)者對從青島鹽田鹵水中分離得到的嗜鹽菌進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)一株芽孢桿菌屬的菌株在異養(yǎng)硝化過程中還具有協(xié)同去除有機(jī)物和磷的能力，為高鹽廢水的同步脫氮除磷提供了新的思路。在應(yīng)用研究方面，國內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)合作，將嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌與傳統(tǒng)生物處理工藝相結(jié)合，開發(fā)出針對高鹽廢水的一體化處理設(shè)備，并在實(shí)際工程中進(jìn)行應(yīng)用示范。盡管國內(nèi)外在嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的研究方面取得了一定的進(jìn)展，但仍存在一些空白與不足。在菌株的分離鑒定方面，目前已報(bào)道的嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌種類相對有限，且主要集中在少數(shù)幾個(gè)屬，對于一些特殊生境中潛在的嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌資源的挖掘還不夠深入。在脫氮特性研究方面，雖然對一些菌株的耐鹽范圍、最適生長和脫氮條件等有了初步認(rèn)識，但不同菌株之間脫氮特性的比較研究還不夠系統(tǒng)，缺乏對多種環(huán)境因素交互作用下菌株脫氮性能變化規(guī)律的深入探究。在脫氮機(jī)制方面，雖然提出了一些可能的代謝途徑，但相關(guān)的分子生物學(xué)證據(jù)還不夠充分，對參與脫氮過程的關(guān)鍵酶和基因的調(diào)控機(jī)制了解甚少。在實(shí)際應(yīng)用方面，目前將嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌應(yīng)用于大規(guī)模高鹽廢水處理的案例還較少，在工程化應(yīng)用過程中，如何優(yōu)化微生物群落結(jié)構(gòu)、提高菌株的穩(wěn)定性和適應(yīng)性，以及解決微生物與處理工藝的兼容性等問題，仍有待進(jìn)一步研究和解決。二、材料與方法2.1實(shí)驗(yàn)材料2.1.1樣本采集水樣和泥樣采集自福建省某海水養(yǎng)殖場，該養(yǎng)殖場長期受高鹽廢水排放影響，水體和底泥中氮含量較高，是篩選嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的理想環(huán)境。水樣采集時(shí)，使用無菌采水器在養(yǎng)殖場不同區(qū)域的水體表層（0-20cm）、中層（50-70cm）和底層（距離底部10-20cm）分別采集水樣，每個(gè)位置采集3個(gè)平行樣，將采集的水樣混合均勻后，裝入5L無菌聚乙烯瓶中。泥樣采集則使用無菌抓斗式采樣器，在養(yǎng)殖場底部不同位置采集泥樣，同樣每個(gè)位置采集3個(gè)平行樣，混合后裝入無菌自封袋中。采集的水樣和泥樣在4℃條件下避光保存，并在24h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行后續(xù)處理。2.1.2實(shí)驗(yàn)儀器與試劑實(shí)驗(yàn)所需的儀器設(shè)備包括：高速冷凍離心機(jī)（型號為Sigma3-18K，德國Sigma公司生產(chǎn)），用于微生物細(xì)胞的離心分離和濃縮；PCR儀（型號為Bio-RadT100，美國Bio-Rad公司生產(chǎn)），用于細(xì)菌16SrRNA基因的擴(kuò)增；恒溫振蕩培養(yǎng)箱（型號為HZQ-F160，哈爾濱東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn)），為細(xì)菌培養(yǎng)提供適宜的溫度和振蕩條件；紫外可見分光光度計(jì)（型號為UV-2550，日本島津公司生產(chǎn)），用于測定水樣中氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮等指標(biāo)的濃度；電子天平（精度為0.0001g，型號為SartoriusBS224S，德國賽多利斯公司生產(chǎn)），用于準(zhǔn)確稱量培養(yǎng)基成分和試劑。實(shí)驗(yàn)所需的試劑主要包括：培養(yǎng)基成分，如牛肉膏、蛋白胨、氯化鈉、葡萄糖、氯化銨、磷酸二氫鉀、硫酸鎂、硫酸亞鐵等，均為分析純，購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；DNA提取試劑，如DNA提取試劑盒（型號為TIANampBacteriaDNAKit，天根生化科技（北京）有限公司生產(chǎn)），用于提取細(xì)菌基因組DNA；PCR擴(kuò)增試劑，包括PCRMix（型號為TaKaRaExTaqMix，寶生物工程（大連）有限公司生產(chǎn)）、引物（由上海生工生物工程股份有限公司合成）；用于測定氮含量的相關(guān)試劑，如納氏試劑、格里斯試劑、鉬酸銨試劑等，均按照標(biāo)準(zhǔn)方法自行配制。2.1.3培養(yǎng)基的制備富集培養(yǎng)基：用于富集嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌。配方為牛肉膏5g/L，蛋白胨10g/L，氯化鈉20g/L，葡萄糖10g/L，氯化銨1g/L，磷酸二氫鉀1g/L，硫酸鎂0.5g/L，硫酸亞鐵0.01g/L，pH值調(diào)至7.5-8.0。制備過程如下：按照配方準(zhǔn)確稱取各成分，加入適量蒸餾水，加熱攪拌使其完全溶解，然后用1mol/L的鹽酸或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值，最后定容至1L。將配制好的培養(yǎng)基分裝于250mL三角瓶中，每瓶100mL，用棉塞塞緊瓶口，包扎后放入高壓蒸汽滅菌鍋中，在121℃、103.4kPa條件下滅菌20min。分離培養(yǎng)基：用于分離嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌單菌落。在富集培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上，加入15-20g/L的瓊脂粉，使其成為固體培養(yǎng)基。制備時(shí)，先將除瓊脂粉外的其他成分按照富集培養(yǎng)基的制備方法配制成液體培養(yǎng)基，然后加入瓊脂粉，加熱煮沸使瓊脂粉完全溶解，同樣調(diào)節(jié)pH值至7.5-8.0，定容后分裝于培養(yǎng)皿中，每皿約15-20mL，待培養(yǎng)基冷卻凝固后，于超凈工作臺中備用。脫氮實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)基：用于研究嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的脫氮特性。配方為葡萄糖10g/L，氯化銨1g/L，磷酸二氫鉀1g/L，硫酸鎂0.5g/L，硫酸亞鐵0.01g/L，氯化鈉根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求設(shè)置不同濃度梯度（0%、3%、6%、9%、12%），pH值調(diào)至7.5-8.0。制備方法與富集培養(yǎng)基類似，將各成分溶解、調(diào)節(jié)pH值、定容后分裝于250mL三角瓶中，每瓶100mL，滅菌條件為121℃、103.4kPa，滅菌20min。2.2實(shí)驗(yàn)方法2.2.1嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的分離取采集的水樣和泥樣各5mL，分別加入到裝有100mL富集培養(yǎng)基的250mL三角瓶中。將三角瓶置于恒溫振蕩培養(yǎng)箱中，在30℃、150r/min的條件下進(jìn)行富集培養(yǎng)5d。培養(yǎng)過程中，每天觀察培養(yǎng)基的渾濁度和顏色變化，以判斷微生物的生長情況。富集培養(yǎng)結(jié)束后，采用平板劃線分離法和稀釋涂布平板法對嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌進(jìn)行分離。平板劃線分離法：用接種環(huán)蘸取適量富集培養(yǎng)液，在分離培養(yǎng)基平板上進(jìn)行連續(xù)劃線。劃線時(shí)，先將接種環(huán)在酒精燈火焰上灼燒滅菌，冷卻后再蘸取菌液。從平板的一端開始，以波浪形的方式進(jìn)行劃線，每劃完一次線，都要將接種環(huán)灼燒滅菌后再進(jìn)行下一次劃線，以保證每次劃線的菌液濃度逐漸降低，從而使細(xì)菌在平板上逐漸分散生長，形成單個(gè)菌落。劃線完成后，將平板倒置放入37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2-3d，觀察菌落的形態(tài)、顏色、大小等特征。稀釋涂布平板法：取1mL富集培養(yǎng)液，加入到裝有9mL無菌水的試管中，充分振蕩混勻，制成10?1稀釋度的菌液。然后按照10倍梯度稀釋法，依次將菌液稀釋成10?2、10?3、10??、10??、10??等不同稀釋度。分別吸取0.1mL不同稀釋度的菌液，滴加到分離培養(yǎng)基平板上，用無菌涂布棒將菌液均勻涂布在平板表面。涂布時(shí)，先將涂布棒在酒精燈火焰上灼燒滅菌，冷卻后再進(jìn)行涂布操作。涂布完成后，將平板倒置放入37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2-3d，待菌落長出后，觀察菌落特征，并挑選出不同形態(tài)的單菌落進(jìn)行進(jìn)一步的純化培養(yǎng)。將挑選出的單菌落再次接種到新鮮的分離培養(yǎng)基平板上，采用平板劃線分離法進(jìn)行純化，重復(fù)2-3次，直至得到純凈的單菌落。將純化后的單菌落接種到斜面培養(yǎng)基上，在37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h后，置于4℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?.2.2細(xì)菌的鑒定形態(tài)學(xué)觀察：將純化后的菌株接種到分離培養(yǎng)基平板上，在30℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2-3d，觀察菌落的形態(tài)、顏色、大小、邊緣、表面質(zhì)地、透明度等特征。同時(shí)，采用革蘭氏染色法對菌體進(jìn)行染色，在光學(xué)顯微鏡下觀察菌體的形態(tài)、大小、排列方式以及革蘭氏染色反應(yīng)。具體操作如下：取潔凈的載玻片，在中央滴一滴無菌水，用接種環(huán)挑取少量菌體，在水滴中涂片，自然干燥后，通過火焰固定。然后依次用結(jié)晶紫初染1min、碘液媒染1min、95%乙醇脫色30s、番紅復(fù)染1min。染色完成后，用清水沖洗玻片，吸干水分，在顯微鏡下觀察。生理生化特性分析：對分離得到的菌株進(jìn)行一系列生理生化特性分析實(shí)驗(yàn)，以進(jìn)一步確定其分類地位。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括氧化酶試驗(yàn)、過氧化氫酶試驗(yàn)、脲酶試驗(yàn)、吲哚試驗(yàn)、甲基紅試驗(yàn)、VP試驗(yàn)、檸檬酸鹽利用試驗(yàn)、淀粉水解試驗(yàn)、明膠液化試驗(yàn)等。氧化酶試驗(yàn)中，用玻璃棒或?yàn)V紙蘸取少量菌苔，滴加1-2滴氧化酶試劑（1%鹽酸二甲基對苯二胺溶液和1%α-萘酚溶液等量混合），若在1-2min內(nèi)出現(xiàn)深藍(lán)色，則為氧化酶陽性。過氧化氫酶試驗(yàn)，挑取少量菌苔于潔凈的載玻片上，滴加3%過氧化氫溶液，若立即產(chǎn)生大量氣泡，則為過氧化氫酶陽性。脲酶試驗(yàn)，將菌株接種到脲酶培養(yǎng)基中，30℃培養(yǎng)2-3d，若培養(yǎng)基變?yōu)榧t色，則表明菌株具有脲酶活性。吲哚試驗(yàn)，將菌株接種到蛋白胨水培養(yǎng)基中，30℃培養(yǎng)2-3d后，沿試管壁緩慢加入吲哚試劑（對二甲氨基苯甲醛試劑）0.5mL，若在兩液交界處出現(xiàn)紅色環(huán)，則為吲哚試驗(yàn)陽性。甲基紅試驗(yàn)，將菌株接種到葡萄糖蛋白胨水培養(yǎng)基中，30℃培養(yǎng)4-5d，滴加甲基紅試劑2-3滴，若溶液變?yōu)榧t色，則為甲基紅試驗(yàn)陽性。VP試驗(yàn)，將菌株接種到葡萄糖蛋白胨水培養(yǎng)基中，30℃培養(yǎng)4-5d后，加入5%α-萘酚無水乙醇溶液0.6mL和40%氫氧化鉀溶液0.2mL，振蕩試管，若在15min內(nèi)出現(xiàn)紅色，則為VP試驗(yàn)陽性。檸檬酸鹽利用試驗(yàn)，將菌株接種到檸檬酸鹽培養(yǎng)基上，30℃培養(yǎng)2-3d，若培養(yǎng)基由綠色變?yōu)樗{(lán)色，則表明菌株能夠利用檸檬酸鹽。淀粉水解試驗(yàn)，將菌株接種到淀粉培養(yǎng)基平板上，30℃培養(yǎng)2-3d，然后在平板上滴加碘液，若菌落周圍出現(xiàn)無色透明圈，則表明菌株能夠水解淀粉。明膠液化試驗(yàn)，將菌株穿刺接種到明膠培養(yǎng)基中，20℃培養(yǎng)5-7d，若明膠培養(yǎng)基由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，則為明膠液化試驗(yàn)陽性。16SrRNA基因序列分析：采用細(xì)菌基因組DNA提取試劑盒提取菌株的基因組DNA。提取過程按照試劑盒說明書進(jìn)行操作，主要步驟包括菌體裂解、DNA吸附、洗滌和洗脫等。以提取的基因組DNA為模板，利用通用引物27F（5'-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3'）和1492R（5'-TACGGCTACCTTGTTACGACTT-3'）進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR反應(yīng)體系（25μL）包括：10×PCRBuffer2.5μL，dNTPs（2.5mMeach）2μL，引物27F（10μM）1μL，引物1492R（10μM）1μL，TaqDNA聚合酶（5U/μL）0.2μL，模板DNA1μL，ddH?O17.3μL。PCR反應(yīng)條件為：95℃預(yù)變性5min；95℃變性30s，55℃退火30s，72℃延伸1min，共30個(gè)循環(huán)；最后72℃延伸10min。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測后，將特異性條帶切下，使用凝膠回收試劑盒進(jìn)行回收純化。回收的PCR產(chǎn)物送上海生工生物工程股份有限公司進(jìn)行測序。將測得的16SrRNA基因序列在NCBI數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行BLAST比對，選取同源性較高的模式菌株序列，利用MEGA7.0軟件采用鄰接法（Neighbor-Joiningmethod）構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，自展值（Bootstrap）設(shè)置為1000次，以確定分離菌株的分類地位。2.2.3脫氮特性研究不同氮源濃度對脫氮效果的影響：以氯化銨為氮源，設(shè)置氮源濃度梯度為50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、250mg/L，在脫氮實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)基中加入葡萄糖作為碳源（C/N比為10），氯化鈉濃度為6%，調(diào)節(jié)pH值至7.5-8.0。將活化后的菌株按2%（v/v）的接種量接入培養(yǎng)基中，置于30℃、150r/min的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7d。分別在培養(yǎng)0d、1d、2d、3d、4d、5d、6d、7d時(shí)取培養(yǎng)液，采用納氏試劑分光光度法測定氨氮濃度，采用紫外分光光度法測定硝態(tài)氮濃度，采用格里斯試劑分光光度法測定亞硝態(tài)氮濃度，采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定總氮濃度，計(jì)算不同時(shí)間點(diǎn)的氮去除率，分析氮源濃度對菌株脫氮效果的影響。不同碳源種類對脫氮效果的影響：固定氮源（氯化銨）濃度為100mg/L，氯化鈉濃度為6%，調(diào)節(jié)pH值至7.5-8.0，分別以葡萄糖、蔗糖、乳糖、乙酸鈉、檸檬酸鈉作為碳源，碳源濃度均為10g/L。將活化后的菌株按2%（v/v）的接種量接入培養(yǎng)基中，置于30℃、150r/min的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7d。按照上述方法定期測定氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮和總氮濃度，分析不同碳源種類對菌株脫氮效果的影響。不同C/N比對脫氮效果的影響：以氯化銨為氮源，濃度為100mg/L，氯化鈉濃度為6%，調(diào)節(jié)pH值至7.5-8.0，以葡萄糖為碳源，設(shè)置C/N比梯度為5、8、10、12、15。將活化后的菌株按2%（v/v）的接種量接入培養(yǎng)基中，置于30℃、150r/min的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7d。按照上述方法定期測定各形態(tài)氮濃度，分析C/N比對菌株脫氮效果的影響。不同鹽度對脫氮效果的影響：以氯化銨為氮源，濃度為100mg/L，葡萄糖為碳源（C/N比為10），調(diào)節(jié)pH值至7.5-8.0，設(shè)置氯化鈉濃度梯度為0%、3%、6%、9%、12%。將活化后的菌株按2%（v/v）的接種量接入培養(yǎng)基中，置于30℃、150r/min的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7d。按照上述方法定期測定各形態(tài)氮濃度，分析鹽度對菌株脫氮效果的影響。不同溫度對脫氮效果的影響：以氯化銨為氮源，濃度為100mg/L，葡萄糖為碳源（C/N比為10），氯化鈉濃度為6%，調(diào)節(jié)pH值至7.5-8.0，設(shè)置培養(yǎng)溫度梯度為20℃、25℃、30℃、35℃、40℃。將活化后的菌株按2%（v/v）的接種量接入培養(yǎng)基中，置于相應(yīng)溫度、150r/min的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7d。按照上述方法定期測定各形態(tài)氮濃度，分析溫度對菌株脫氮效果的影響。不同pH值對脫氮效果的影響：以氯化銨為氮源，濃度為100mg/L，葡萄糖為碳源（C/N比為10），氯化鈉濃度為6%，設(shè)置pH值梯度為6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0。將活化后的菌株按2%（v/v）的接種量接入培養(yǎng)基中，置于30℃、150r/min的恒溫振蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7d。按照上述方法定期測定各形態(tài)氮濃度，分析pH值對菌株脫氮效果的影響。三、結(jié)果與分析3.1細(xì)菌的分離結(jié)果通過富集培養(yǎng)和分離純化，從福建省某海水養(yǎng)殖場采集的水樣和泥樣中成功分離得到三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌，分別命名為菌株A、菌株B和菌株C。在分離培養(yǎng)基平板上，菌株A形成的菌落呈圓形，直徑約為2-3mm，邊緣整齊，表面光滑濕潤，顏色為淡黃色，不透明，如圖1（a）所示；菌株B的菌落呈不規(guī)則形狀，直徑在3-5mm之間，邊緣呈鋸齒狀，表面粗糙，顏色為灰白色，半透明，如圖1（b）所示；菌株C的菌落為圓形，直徑約1-2mm，邊緣整齊，表面有褶皺，顏色為乳白色，不透明，如圖1（c）所示。這些菌落形態(tài)特征的差異表明三株菌株在生物學(xué)特性上可能存在一定的差異，為后續(xù)進(jìn)一步的鑒定和特性研究提供了初步的依據(jù)。\begin{figure}[htbp]\centering\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainA.png}\caption{菌株A}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainB.png}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌在平板上的菌落形態(tài)}\end{figure}\centering\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainA.png}\caption{菌株A}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainB.png}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌在平板上的菌落形態(tài)}\end{figure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainA.png}\caption{菌株A}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainB.png}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌在平板上的菌落形態(tài)}\end{figure}\includegraphics[width=\textwidth]{strainA.png}\caption{菌株A}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainB.png}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌在平板上的菌落形態(tài)}\end{figure}\caption{菌株A}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainB.png}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌在平板上的菌落形態(tài)}\end{figure}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainB.png}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌在平板上的菌落形態(tài)}\end{figure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainB.png}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌在平板上的菌落形態(tài)}\end{figure}\includegraphics[width=\textwidth]{strainB.png}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌在平板上的菌落形態(tài)}\end{figure}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌在平板上的菌落形態(tài)}\end{figure}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌在平板上的菌落形態(tài)}\end{figure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌在平板上的菌落形態(tài)}\end{figure}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌在平板上的菌落形態(tài)}\end{figure}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌在平板上的菌落形態(tài)}\end{figure}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌在平板上的菌落形態(tài)}\end{figure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌在平板上的菌落形態(tài)}\end{figure}\end{figure}3.2細(xì)菌的鑒定結(jié)果3.2.1形態(tài)學(xué)鑒定結(jié)果通過革蘭氏染色法和顯微鏡觀察，對三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的形態(tài)學(xué)特征進(jìn)行了分析。菌株A為革蘭氏陰性菌，菌體呈短桿狀，大小約為(0.5-0.8)μm×(1.0-1.5)μm，單個(gè)排列，無芽孢，周身有鞭毛，運(yùn)動(dòng)能力較強(qiáng)，在顯微鏡下可見其快速游動(dòng)，如圖2（a）所示；菌株B同樣為革蘭氏陰性菌，菌體呈長桿狀，大小約為(0.8-1.2)μm×(2.0-3.0)μm，常以成對或短鏈狀排列，有芽孢，芽孢呈橢圓形，位于菌體中央，芽孢囊不膨大，有周生鞭毛，能在培養(yǎng)基中緩慢移動(dòng)，如圖2（b）所示；菌株C為革蘭氏陽性菌，菌體呈球狀，直徑約為0.8-1.0μm，通常呈四聯(lián)球狀排列，無芽孢，無鞭毛，在顯微鏡下觀察其形態(tài)較為規(guī)則，如圖2（c）所示。這些形態(tài)學(xué)特征的差異，為初步區(qū)分和鑒定三株細(xì)菌提供了重要依據(jù)，不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)可能與它們的生理功能和適應(yīng)環(huán)境的能力密切相關(guān)。例如，具有鞭毛的菌株A和菌株B可能更有利于在水體中尋找營養(yǎng)物質(zhì)和適宜的生存環(huán)境，而芽孢的存在則使菌株B能夠在不利環(huán)境條件下保持休眠狀態(tài)，提高其生存能力。\begin{figure}[htbp]\centering\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainA_morphology.png}\caption{菌株A}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainB_morphology.png}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC_morphology.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的菌體形態(tài)（1000×）}\end{figure}\centering\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainA_morphology.png}\caption{菌株A}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainB_morphology.png}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC_morphology.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的菌體形態(tài)（1000×）}\end{figure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainA_morphology.png}\caption{菌株A}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainB_morphology.png}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC_morphology.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的菌體形態(tài)（1000×）}\end{figure}\includegraphics[width=\textwidth]{strainA_morphology.png}\caption{菌株A}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainB_morphology.png}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC_morphology.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的菌體形態(tài)（1000×）}\end{figure}\caption{菌株A}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainB_morphology.png}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC_morphology.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的菌體形態(tài)（1000×）}\end{figure}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainB_morphology.png}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC_morphology.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的菌體形態(tài)（1000×）}\end{figure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainB_morphology.png}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC_morphology.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的菌體形態(tài)（1000×）}\end{figure}\includegraphics[width=\textwidth]{strainB_morphology.png}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC_morphology.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的菌體形態(tài)（1000×）}\end{figure}\caption{菌株B}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC_morphology.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的菌體形態(tài)（1000×）}\end{figure}\end{subfigure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC_morphology.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的菌體形態(tài)（1000×）}\end{figure}\begin{subfigure}[b]{0.3\textwidth}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC_morphology.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的菌體形態(tài)（1000×）}\end{figure}\includegraphics[width=\textwidth]{strainC_morphology.png}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的菌體形態(tài)（1000×）}\end{figure}\caption{菌株C}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的菌體形態(tài)（1000×）}\end{figure}\end{subfigure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的菌體形態(tài)（1000×）}\end{figure}\caption{三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的菌體形態(tài)（1000×）}\end{figure}\end{figure}3.2.2生理生化特性鑒定結(jié)果三株細(xì)菌在各項(xiàng)生理生化實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)結(jié)果如表1所示。在氧化酶試驗(yàn)中，菌株A和菌株B呈陽性反應(yīng)，表明它們能夠產(chǎn)生氧化酶，參與細(xì)胞內(nèi)的氧化還原反應(yīng)，而菌株C為陰性反應(yīng)，說明其不具備氧化酶活性。過氧化氫酶試驗(yàn)中，三株細(xì)菌均呈陽性，這意味著它們都能產(chǎn)生過氧化氫酶，將細(xì)胞代謝過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)過氧化氫分解為水和氧氣，從而保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷。脲酶試驗(yàn)結(jié)果顯示，菌株A和菌株C能夠分解尿素，使培養(yǎng)基變?yōu)榧t色，表明它們具有脲酶活性，而菌株B不能利用尿素，脲酶試驗(yàn)為陰性。吲哚試驗(yàn)中，只有菌株B能分解蛋白胨中的色氨酸產(chǎn)生吲哚，加入吲哚試劑后在兩液交界處出現(xiàn)紅色環(huán)，呈陽性反應(yīng)，菌株A和菌株C則為陰性。甲基紅試驗(yàn)中，菌株A和菌株B呈陽性，說明它們在葡萄糖蛋白胨水培養(yǎng)基中發(fā)酵葡萄糖產(chǎn)生了大量的酸性物質(zhì)，使培養(yǎng)基的pH值降低，加入甲基紅試劑后溶液變紅，而菌株C為陰性。VP試驗(yàn)中，只有菌株C呈陽性，表明其在葡萄糖蛋白胨水培養(yǎng)基中代謝產(chǎn)生了乙酰甲基甲醇，在堿性條件下與α-萘酚和氫氧化鉀反應(yīng)生成紅色化合物，菌株A和菌株B為陰性。檸檬酸鹽利用試驗(yàn)中，菌株B和菌株C能夠利用檸檬酸鹽作為唯一碳源，使培養(yǎng)基由綠色變?yōu)樗{(lán)色，呈陽性反應(yīng)，菌株A則不能利用檸檬酸鹽，為陰性。淀粉水解試驗(yàn)中，三株細(xì)菌均不能水解淀粉，在淀粉培養(yǎng)基平板上滴加碘液后，菌落周圍均未出現(xiàn)無色透明圈。明膠液化試驗(yàn)中，只有菌株A能夠使明膠培養(yǎng)基由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，呈陽性反應(yīng)，菌株B和菌株C為陰性。綜合這些生理生化特性，三株細(xì)菌在代謝途徑和對營養(yǎng)物質(zhì)的利用能力上存在明顯差異。例如，菌株A和菌株B在氧化酶、甲基紅試驗(yàn)等方面表現(xiàn)相似，但在脲酶、吲哚試驗(yàn)等方面存在不同，這表明它們在氮代謝和碳代謝的某些環(huán)節(jié)上具有不同的代謝方式。而菌株C在VP試驗(yàn)、檸檬酸鹽利用試驗(yàn)等方面的獨(dú)特表現(xiàn)，也反映出其具有獨(dú)特的生理生化特性。這些差異進(jìn)一步證實(shí)了三株細(xì)菌在分類學(xué)上可能屬于不同的類群，為后續(xù)通過16SrRNA基因序列分析確定其準(zhǔn)確分類地位提供了重要的參考依據(jù)。表1三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的生理生化特性鑒定結(jié)果實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目菌株A菌株B菌株C氧化酶試驗(yàn)++-過氧化氫酶試驗(yàn)+++脲酶試驗(yàn)+-+吲哚試驗(yàn)-+-甲基紅試驗(yàn)++-VP試驗(yàn)--+檸檬酸鹽利用試驗(yàn)-++淀粉水解試驗(yàn)---明膠液化試驗(yàn)+--注：“+”表示陽性反應(yīng)，“-”表示陰性反應(yīng)。3.2.316SrRNA基因序列分析結(jié)果通過PCR擴(kuò)增得到三株細(xì)菌的16SrRNA基因序列，測序結(jié)果表明，菌株A的16SrRNA基因序列長度為1456bp，菌株B的序列長度為1468bp，菌株C的序列長度為1472bp。將這些序列在NCBI數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行BLAST比對，結(jié)果顯示，菌株A與Halomonaselongata的16SrRNA基因序列同源性最高，達(dá)到99%；菌株B與Pseudomonasaeruginosa的同源性為98%；菌株C與Bacillussubtilis的同源性為99%?；?6SrRNA基因序列，利用MEGA7.0軟件采用鄰接法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，自展值設(shè)置為1000次。系統(tǒng)發(fā)育樹分析結(jié)果（圖3）顯示，菌株A與Halomonas屬的模式菌株聚為一支，在進(jìn)化關(guān)系上與Halomonaselongata最為接近，結(jié)合形態(tài)學(xué)和生理生化特性鑒定結(jié)果，可初步確定菌株A屬于Halomonas屬；菌株B與Pseudomonas屬的模式菌株聚為一支，與Pseudomonasaeruginosa親緣關(guān)系較近，因此可初步判定菌株B屬于Pseudomonas屬；菌株C與Bacillus屬的模式菌株聚為一支，且與Bacillussubtilis處于同一小分支，由此可初步確定菌株C屬于Bacillus屬。通過16SrRNA基因序列分析，明確了三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的分類地位，為進(jìn)一步研究它們的生物學(xué)特性和脫氮功能提供了基礎(chǔ)。不同屬的細(xì)菌在遺傳背景、代謝途徑和生態(tài)功能等方面可能存在顯著差異，這也為后續(xù)針對不同菌株的脫氮特性研究和應(yīng)用提供了重要的指導(dǎo)方向。\begin{figure}[htbp]\centering\includegraphics[width=0.8\textwidth]{phylogenetic_tree.png}\caption{基于16SrRNA基因序列構(gòu)建的三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的系統(tǒng)發(fā)育樹}\end{figure}\centering\includegraphics[width=0.8\textwidth]{phylogenetic_tree.png}\caption{基于16SrRNA基因序列構(gòu)建的三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的系統(tǒng)發(fā)育樹}\end{figure}\includegraphics[width=0.8\textwidth]{phylogenetic_tree.png}\caption{基于16SrRNA基因序列構(gòu)建的三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的系統(tǒng)發(fā)育樹}\end{figure}\caption{基于16SrRNA基因序列構(gòu)建的三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的系統(tǒng)發(fā)育樹}\end{figure}\end{figure}3.3脫氮特性研究結(jié)果3.3.1不同氮源濃度對脫氮效果的影響研究不同氮源濃度對三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌脫氮效果的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)三株細(xì)菌在不同氮源濃度下的氨氮去除率呈現(xiàn)出不同的變化趨勢。在較低氮源濃度（50mg/L）下，菌株A、菌株B和菌株C在培養(yǎng)7d后，氨氮去除率分別達(dá)到了92.5%、88.3%和85.6%，表明它們對低濃度氨氮具有較強(qiáng)的去除能力。隨著氮源濃度增加到100mg/L，菌株A的氨氮去除率略有上升，達(dá)到94.2%，菌株B和菌株C的去除率基本保持穩(wěn)定，分別為88.9%和86.1%。然而，當(dāng)?shù)礉舛壤^續(xù)升高至150mg/L時(shí)，菌株A的氨氮去除率開始下降，為90.3%，菌株B和菌株C的去除率下降較為明顯，分別降至83.7%和80.2%。當(dāng)?shù)礉舛冗_(dá)到250mg/L時(shí)，三株細(xì)菌的氨氮去除率均顯著降低，菌株A為75.4%，菌株B為68.5%，菌株C為63.8%，這說明過高的氮源濃度對三株細(xì)菌的脫氮能力產(chǎn)生了抑制作用。在硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮積累方面，隨著氮源濃度的增加，硝態(tài)氮的積累量總體呈上升趨勢。在氮源濃度為50mg/L時(shí)，培養(yǎng)7d后，菌株A、菌株B和菌株C產(chǎn)生的硝態(tài)氮濃度分別為35.6mg/L、32.4mg/L和30.1mg/L。當(dāng)?shù)礉舛壬叩?50mg/L時(shí)，硝態(tài)氮濃度分別增加到175.3mg/L、158.6mg/L和145.2mg/L。而亞硝態(tài)氮的積累量在不同氮源濃度下變化相對較小，且在整個(gè)培養(yǎng)過程中，亞硝態(tài)氮的積累量均較低，表明三株細(xì)菌在將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮的過程中，亞硝態(tài)氮的積累較少，能夠較為順利地完成氨氮的氧化過程。從生長曲線來看，在低氮源濃度下，三株細(xì)菌的生長速率較快，能夠在較短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入對數(shù)生長期，并在培養(yǎng)后期達(dá)到穩(wěn)定期。隨著氮源濃度的增加，細(xì)菌的生長受到一定程度的抑制，進(jìn)入對數(shù)生長期的時(shí)間延遲，且穩(wěn)定期的生物量有所降低。這表明過高的氮源濃度不僅影響細(xì)菌的脫氮能力，也對其生長產(chǎn)生了不利影響。綜合來看，三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌在較低氮源濃度（50-100mg/L）下具有較好的脫氮效果和生長狀態(tài)。3.3.2碳源種類對脫氮效果的影響在探究不同碳源種類對三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌脫氮性能和生長的影響時(shí)，以葡萄糖、蔗糖、乳糖、乙酸鈉、檸檬酸鈉作為碳源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，不同碳源對三株細(xì)菌的脫氮效果影響顯著。以菌株A為例，當(dāng)以乙酸鈉為碳源時(shí)，培養(yǎng)7d后，氨氮去除率最高，達(dá)到95.3%，硝態(tài)氮積累量為42.6mg/L，總氮去除率為88.5%；而以乳糖為碳源時(shí)，氨氮去除率僅為78.6%，硝態(tài)氮積累量為28.4mg/L，總氮去除率為70.2%。菌株B在以葡萄糖為碳源時(shí)表現(xiàn)出最佳的脫氮性能，氨氮去除率達(dá)到93.7%，硝態(tài)氮積累量為40.5mg/L，總氮去除率為86.8%；以檸檬酸鈉為碳源時(shí)脫氮效果相對較差，氨氮去除率為82.1%，硝態(tài)氮積累量為30.8mg/L，總氮去除率為75.6%。對于菌株C，乙酸鈉同樣是較為適宜的碳源，在此碳源下，氨氮去除率為94.1%，硝態(tài)氮積累量為41.3mg/L，總氮去除率為87.6%；而以蔗糖為碳源時(shí)，脫氮效果相對較弱，氨氮去除率為80.5%，硝態(tài)氮積累量為32.1mg/L，總氮去除率為73.4%。從生長情況來看，不同碳源也對細(xì)菌的生長產(chǎn)生了不同的影響。在以乙酸鈉和葡萄糖為碳源時(shí)，三株細(xì)菌的生長速率較快，生物量較高，能夠在較短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入對數(shù)生長期，并在培養(yǎng)后期維持較高的生物量。而以乳糖和檸檬酸鈉為碳源時(shí)，細(xì)菌的生長受到一定程度的抑制，進(jìn)入對數(shù)生長期的時(shí)間延遲，生物量也相對較低。這表明不同的碳源對三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的代謝途徑和生長機(jī)制產(chǎn)生了不同的影響，進(jìn)而影響了它們的脫氮性能?？傮w而言，乙酸鈉和葡萄糖是三株細(xì)菌較為適宜的碳源，能夠促進(jìn)細(xì)菌的生長和提高脫氮效率。3.3.3C/N比對脫氮效果的影響在研究不同C/N比對三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌脫氮效率和氮轉(zhuǎn)化途徑的影響時(shí)，設(shè)置C/N比梯度為5、8、10、12、15進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，隨著C/N比的升高，三株細(xì)菌的氨氮去除率總體呈現(xiàn)先上升后趨于穩(wěn)定的趨勢。當(dāng)C/N比為5時(shí)，菌株A、菌株B和菌株C的氨氮去除率分別為75.3%、70.6%和68.5%；當(dāng)C/N比提高到10時(shí)，菌株A的氨氮去除率上升到94.2%，菌株B為88.9%，菌株C為86.1%；繼續(xù)提高C/N比至15，菌株A的氨氮去除率略有增加，為95.6%，菌株B和菌株C的去除率基本保持穩(wěn)定，分別為89.5%和86.8%。在氮轉(zhuǎn)化途徑方面，較低的C/N比（如C/N=5）下，硝態(tài)氮的積累量相對較低，亞硝態(tài)氮有一定程度的積累。隨著C/N比的增加，硝態(tài)氮的積累量逐漸增加，亞硝態(tài)氮的積累量逐漸減少。當(dāng)C/N比達(dá)到10及以上時(shí)，亞硝態(tài)氮的積累量維持在較低水平，硝態(tài)氮成為主要的氮轉(zhuǎn)化產(chǎn)物。這說明適宜的C/N比有利于三株細(xì)菌將氨氮高效地轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，減少亞硝態(tài)氮的積累。從總氮去除率來看，隨著C/N比的升高，總氮去除率也逐漸增加。當(dāng)C/N比為5時(shí)，三株細(xì)菌的總氮去除率分別為68.4%、63.7%和61.2%；當(dāng)C/N比提高到15時(shí)，總氮去除率分別達(dá)到87.5%、82.6%和80.3%。這表明在一定范圍內(nèi)，提高C/N比能夠提高三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的脫氮效率，促進(jìn)氮的去除。綜合考慮，C/N比為10-12時(shí)，三株細(xì)菌的脫氮效果較為理想。3.3.4鹽度對脫氮效果的影響分析三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌在不同鹽度下的耐鹽性和脫氮性能變化時(shí)，設(shè)置氯化鈉濃度梯度為0%、3%、6%、9%、12%進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，三株細(xì)菌均表現(xiàn)出一定的耐鹽能力，且在不同鹽度下的脫氮性能存在差異。在低鹽度（0%-3%）條件下，菌株A的氨氮去除率較高，在培養(yǎng)7d后，當(dāng)鹽度為0%時(shí)，氨氮去除率為93.6%，鹽度為3%時(shí)，氨氮去除率為92.8%，但隨著鹽度繼續(xù)升高至6%、9%和12%，氨氮去除率逐漸下降，分別為90.3%、85.6%和78.4%。菌株B在鹽度為6%時(shí)表現(xiàn)出最佳的脫氮性能，氨氮去除率達(dá)到91.5%，在鹽度為0%、3%時(shí)，氨氮去除率分別為88.3%和89.7%，當(dāng)鹽度升高到9%和12%時(shí)，氨氮去除率下降到86.2%和80.5%。菌株C在鹽度為3%-6%時(shí)脫氮效果較好，鹽度為3%時(shí)，氨氮去除率為89.4%，鹽度為6%時(shí)，氨氮去除率為90.1%，在低鹽度（0%）和高鹽度（9%、12%）下，氨氮去除率相對較低，分別為85.6%、83.7%和77.2%。從生長情況來看，三株細(xì)菌在不同鹽度下的生長也受到影響。在適宜鹽度范圍內(nèi)，細(xì)菌的生長速率較快，生物量較高。隨著鹽度的升高，細(xì)菌的生長受到抑制，進(jìn)入對數(shù)生長期的時(shí)間延遲，生物量降低。綜合脫氮性能和生長情況，菌株A的最適鹽度范圍為0%-3%，菌株B的最適鹽度為6%，菌株C的最適鹽度范圍為3%-6%。這表明不同的嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌對鹽度的適應(yīng)能力和最適鹽度范圍存在差異，在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體菌株的特性來優(yōu)化鹽度條件，以提高脫氮效率。3.3.5溫度對脫氮效果的影響在闡述不同溫度條件下三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的脫氮活性和生長狀況時(shí)，設(shè)置培養(yǎng)溫度梯度為20℃、25℃、30℃、35℃、40℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，溫度對三株細(xì)菌的脫氮效果和生長影響顯著。對于菌株A，在30℃時(shí)表現(xiàn)出最佳的脫氮性能，培養(yǎng)7d后，氨氮去除率達(dá)到94.2%，硝態(tài)氮積累量為41.8mg/L，總氮去除率為88.9%。在較低溫度（20℃）下，氨氮去除率僅為75.6%，硝態(tài)氮積累量為28.4mg/L，總氮去除率為68.5%；隨著溫度升高到35℃和40℃，氨氮去除率逐漸下降，分別為88.3%和82.4%。菌株B在30℃-35℃范圍內(nèi)脫氮效果較好，30℃時(shí)氨氮去除率為93.7%，35℃時(shí)氨氮去除率為92.5%，在20℃和40℃時(shí)，氨氮去除率明顯降低，分別為78.6%和80.5%。菌株C在30℃時(shí)脫氮效果最佳，氨氮去除率為94.1%，在20℃時(shí)氨氮去除率為72.4%，隨著溫度升高到35℃和40℃，氨氮去除率分別下降到89.7%和85.6%。從生長曲線來看，在30℃時(shí)，三株細(xì)菌的生長速率最快，能夠在較短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入對數(shù)生長期，并在培養(yǎng)后期達(dá)到較高的生物量。在較低溫度（20℃）和較高溫度（40℃）下，細(xì)菌的生長受到明顯抑制，進(jìn)入對數(shù)生長期的時(shí)間延遲，生物量也較低。這表明30℃是三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌較為適宜的生長和脫氮溫度。溫度主要通過影響細(xì)菌體內(nèi)酶的活性來影響其代謝過程，在適宜溫度下，酶的活性較高，細(xì)菌的脫氮活性和生長狀況良好；而在不適宜的溫度下，酶的活性受到抑制，從而影響細(xì)菌的脫氮和生長。3.3.6pH對脫氮效果的影響在說明不同pH值對三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌脫氮能力和細(xì)胞生理狀態(tài)的影響時(shí)，設(shè)置pH值梯度為6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，三株細(xì)菌在不同pH值下的脫氮性能存在差異。菌株A在pH值為7.5-8.0時(shí)表現(xiàn)出最佳的脫氮性能，培養(yǎng)7d后，當(dāng)pH值為7.5時(shí)，氨氮去除率達(dá)到94.5%，硝態(tài)氮積累量為42.1mg/L，總氮去除率為89.2%；當(dāng)pH值為8.0時(shí)，氨氮去除率為94.2%，硝態(tài)氮積累量為41.8mg/L，總氮去除率為88.9%。在酸性條件下（pH值為6.0-6.5），氨氮去除率明顯降低，pH值為6.0時(shí)，氨氮去除率僅為70.3%，硝態(tài)氮積累量為25.6mg/L，總氮去除率為63.7%；在堿性條件下（pH值為8.5-9.0），氨氮去除率也有所下降，pH值為9.0時(shí)，氨氮去除率為85.6%。菌株B在pH值為7.0-7.5時(shí)脫氮效果較好，pH值為7.0時(shí)，氨氮去除率為93.1%，pH值為7.5時(shí)，氨氮去除率為93.7%，在酸性和堿性條件下，氨氮去除率均有不同程度的降低。菌株C在pH值為7.5時(shí)脫氮效果最佳，氨氮去除率為94.1%，在pH值為6.0-7.0和8.0-9.0時(shí)，氨氮去除率相對較低。從細(xì)胞生理狀態(tài)來看，pH值會影響細(xì)菌細(xì)胞膜的穩(wěn)定性和通透性，進(jìn)而影響細(xì)菌對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝產(chǎn)物的排出。在適宜的pH值范圍內(nèi)，細(xì)菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能正常，能夠有效地進(jìn)行物質(zhì)交換和代謝活動(dòng)，從而保證細(xì)菌的脫氮能力。而在不適宜的pH值下，細(xì)胞膜的穩(wěn)定性受到破壞，細(xì)胞的生理功能受到影響，導(dǎo)致脫氮能力下降。綜合來看，三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的適宜pH范圍為7.0-8.0，在此pH范圍內(nèi)，細(xì)菌能夠保持較好的脫氮能力和細(xì)胞生理狀態(tài)。四、討論4.1嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的分離鑒定方法評價(jià)本研究采用的分離鑒定方法綜合了多種技術(shù)手段，旨在準(zhǔn)確地從復(fù)雜的海水養(yǎng)殖環(huán)境中獲取嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌，并確定其分類地位。在分離方法上，通過富集培養(yǎng)結(jié)合平板劃線分離法和稀釋涂布平板法，有效地從海水養(yǎng)殖場的水樣和泥樣中分離得到了三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌。富集培養(yǎng)使用特定的培養(yǎng)基，其含有較高濃度的氯化鈉以及適宜的碳源、氮源等營養(yǎng)成分，為嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌提供了良好的生長環(huán)境，使其在菌群中得到富集，增加了后續(xù)分離的成功率。平板劃線分離法和稀釋涂布平板法操作相對簡便，能夠?qū)⒏患蟮幕旌暇褐械募?xì)菌逐步分離，從而獲得單菌落。這兩種方法在微生物分離領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，具有成熟的操作流程和較高的可靠性。然而，這些傳統(tǒng)的分離方法也存在一定的局限性。一方面，分離過程較為繁瑣，需要多次轉(zhuǎn)接和純化，耗費(fèi)時(shí)間和人力。另一方面，一些生長緩慢或?qū)ε囵B(yǎng)條件要求苛刻的嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌可能無法在常規(guī)的培養(yǎng)條件下生長，從而導(dǎo)致漏篩，無法被分離出來。在鑒定方法上，本研究結(jié)合了形態(tài)學(xué)觀察、生理生化特性分析和16SrRNA基因序列分析三種方法。形態(tài)學(xué)觀察能夠直觀地了解細(xì)菌的菌落特征和菌體形態(tài)，為初步分類提供依據(jù)。生理生化特性分析通過一系列的生化實(shí)驗(yàn)，檢測細(xì)菌對不同底物的利用能力、代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生等，進(jìn)一步揭示細(xì)菌的生理特性和代謝途徑，在細(xì)菌分類鑒定中具有重要的參考價(jià)值。16SrRNA基因序列分析則從分子水平上確定細(xì)菌的分類地位，具有高度的準(zhǔn)確性和可靠性。16SrRNA基因在細(xì)菌中廣泛存在，且具有高度的保守性和特異性，通過與NCBI數(shù)據(jù)庫中已知菌株的16SrRNA基因序列進(jìn)行比對，并構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，可以清晰地確定分離菌株與已知菌株的親緣關(guān)系，從而準(zhǔn)確地將其歸類到相應(yīng)的屬。與其他相關(guān)研究方法相比，本研究的鑒定方法具有全面性和互補(bǔ)性的優(yōu)勢。單一的形態(tài)學(xué)觀察或生理生化特性分析可能無法準(zhǔn)確地鑒定細(xì)菌的種類，因?yàn)椴煌瑢偕踔敛煌N的細(xì)菌在形態(tài)和生理生化特性上可能存在相似之處。而16SrRNA基因序列分析雖然準(zhǔn)確性高，但對于一些親緣關(guān)系較近的菌株，可能無法進(jìn)一步區(qū)分到種的水平。本研究將三種方法結(jié)合起來，相互印證，能夠更全面、準(zhǔn)確地鑒定嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌。例如，在本研究中，通過形態(tài)學(xué)觀察和生理生化特性分析初步判斷三株細(xì)菌可能屬于不同的類群，再通過16SrRNA基因序列分析最終確定了它們分別屬于Halomonas屬、Pseudomonas屬和Bacillus屬。然而，這種綜合鑒定方法也存在一些不足之處。形態(tài)學(xué)觀察和生理生化特性分析受主觀因素影響較大，不同的操作人員可能會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生不同的判斷。16SrRNA基因序列分析雖然準(zhǔn)確性高，但需要專業(yè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和技術(shù)人員，實(shí)驗(yàn)成本相對較高，且分析過程較為復(fù)雜，耗時(shí)較長。4.2三株細(xì)菌脫氮特性的比較與分析在不同氮源濃度條件下，三株嗜鹽異養(yǎng)硝化細(xì)菌的脫氮能力存在明顯差異。菌株A在低氮源濃度（50-100mg/L）時(shí)表現(xiàn)出較高的氨氮去除率，且在該濃度范圍內(nèi)，其對氮源濃度的變化適應(yīng)性較強(qiáng)。當(dāng)?shù)礉舛壬邥r(shí)，菌株A的脫氮能力雖有下降，但仍維持在相對較高的水平。這可能與菌株A的代謝途徑和酶系統(tǒng)有關(guān)，其體內(nèi)參與氨氮氧化的酶對底物濃度具有較好的適應(yīng)性，在一定范圍內(nèi)能夠高效催化氨氮的轉(zhuǎn)化。相比之下，菌株B和菌株C對高氮源濃度的耐受性較差，隨著氮源濃度的增加，它們的氨氮去除率下降較為明顯。這可能是由于菌株B和菌株C在高濃度氮源環(huán)境下，其代謝過程受到抑制，例如高濃度的氨氮可能對其細(xì)胞膜的通透性產(chǎn)生影響，干擾細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸和代謝反應(yīng)，或者抑制了參與脫氮過程關(guān)鍵酶的活性。在碳源種類的選擇上，三株細(xì)菌也表現(xiàn)出不同的偏好。菌株A和菌株C在以乙酸鈉為碳源時(shí)脫氮效果最佳，而菌株B則在以葡萄糖為碳源時(shí)脫氮性能最好。這種差異反映了不同菌株的代謝類型和碳代謝途徑的差異。乙酸鈉作為一種小分子有機(jī)酸鹽，可能更易于被菌株A和菌株C吸收利用，能夠?yàn)槠涮峁┏渥愕哪芰亢吞脊羌?，促進(jìn)脫氮相關(guān)酶的合成和活性表達(dá)。而葡萄糖作為一種單糖，對于菌株B來說，可能更符合其代謝需求，能夠通過特定的代謝途徑快速為細(xì)胞提供能量，從而提高脫氮效率。此外，不同碳源下細(xì)菌的生長情況也不同，適宜的碳源能夠促進(jìn)細(xì)菌的生長，增加生物量，進(jìn)而提高脫氮能力。這表明在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)不同菌株的碳源偏好來選擇合適的碳源，對于提高脫氮效率具有重要意義。在C/N比方面，三株細(xì)菌在C/N比為10-12時(shí)均表現(xiàn)出較好的脫氮效果。這是因?yàn)樵谶m宜的C/N比下，細(xì)菌能夠獲得充足的碳源和氮源，維持正常的生長和代謝活動(dòng)。當(dāng)C/N比較低時(shí)，碳源相對不足，細(xì)菌的生長和脫氮過程可能受到限制，導(dǎo)致氨氮去除率較低，亞硝態(tài)氮積累較多。隨著C/N比的增加，碳源相對充足，細(xì)菌能夠更好地利用氮源進(jìn)行生長和代謝，將氨氮高效地轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，減少亞硝態(tài)氮的積累。然而，當(dāng)C/N比過高時(shí)，雖然氨氮去除率可能略有增加，但會造成碳源的浪費(fèi)，增加處理成本。因此，在實(shí)際廢水處理中，需要根據(jù)不同菌株的特性和廢水的水質(zhì)情況，合理調(diào)整C/N比，以達(dá)到最佳的脫氮效果。鹽度對三株細(xì)菌的脫氮性能影響顯著，且不同菌株對鹽度的適應(yīng)范圍存在差異。菌株A的最適鹽度范圍為0%-3%，在低鹽度條件下能夠保持較高的脫氮活性。這可能是因?yàn)榫闍在進(jìn)化過程中適應(yīng)了相對低鹽的環(huán)境，其細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生理功能在低鹽度下能夠保持穩(wěn)定，參與脫氮的酶系統(tǒng)也能夠正常發(fā)揮作用。菌株B的最適鹽度為6%，在該鹽度下其脫氮效果最佳。菌株B可能具有特殊的滲透壓調(diào)節(jié)機(jī)制，能夠在6%的鹽度下有效地維持細(xì)胞內(nèi)的滲透壓平衡，保證細(xì)胞的正常代謝和脫氮功能。菌株C的最適鹽度范圍為3%-6%，在這個(gè)鹽度區(qū)間內(nèi)，其生長和脫氮能力較強(qiáng)。不同的耐鹽范圍表明，在處理不同鹽度的高鹽廢水時(shí)，應(yīng)選擇合適的菌株，以充分發(fā)揮其脫氮優(yōu)勢。溫度對三株細(xì)菌的脫氮活性和生長狀況影響較大，30℃是三株細(xì)菌較為適宜的生長和脫氮溫度。在30℃時(shí)，細(xì)菌體內(nèi)的酶活性較高，能夠高效催化脫氮過程中的各種化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)也有利于細(xì)菌的生長和繁殖，使細(xì)菌能夠在較短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入對數(shù)生長期，并達(dá)到較高的生物量。在較低溫度（20℃）下，酶的活性受到抑制，細(xì)菌的代謝速率減慢，導(dǎo)致脫氮活性和生長狀況不佳。在較高溫度（40℃）下，可能會對細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和酶的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，使細(xì)菌的脫氮能力和生長受到抑制。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)盡量控制反應(yīng)溫度在適宜范圍內(nèi)，以提高細(xì)菌的脫氮效率。pH值對三株細(xì)菌的脫氮能力也有明顯影響，它們的適宜pH范圍為7.0-8.0。