制生長的特點,也限制硝化細菌可生存的環境。本研究使用的潘朵拉菌 Pantoea sp.屬於硝酸/
亞硝酸同化細菌,為異營性細菌無自營性細菌的缺點外,行政院農業委員會水產試驗所資料 中也提及Pantoea sp.和硝化細菌進行硝化作用來降解亞硝酸的方式不同,Pantoea sp.進行硝酸/
亞硝酸同化作用,無硝化細菌有硝酸根累積在水體的問題,不會對養殖水體有直接負面影響,
故適當添加Pantoea sp.可有效幫助水質控制且無明顯缺點。
本研究Pantoea sp.為未定種,查閱文獻後得知已建種的同屬菌種多與植株病害和人體 疾病有關,如 Carrie L Brady(2011)提及Pantoea allii 會造成葉枯萎和鱗莖腐爛,Jacek
Dutkiewicz(2016)提及Pantoea agglomerans 可與水稻共生,促進水稻生長,但會感染人類和脊 椎動物骨骼、關節,引起滑膜的敗血性關節炎等疾病,Michael Jeger(2018)也提及Pantoea stewartii 會造成疾病 "Stewart's wilt",使玉米枯萎,鮮少提到養殖漁業的水體亞硝酸降解,而 查閱文獻後,我們也利用以下表格呈現本研究與先前研究異同
本研究 文獻(Pantoea sp.) 溫
度
生長情形 低溫(22-28℃)生長狀況佳 測量 37℃生長速率 降解情形 22、25、28、31、34、37℃
25℃以下較差 糖及其他糖類模擬,最後也好奇 Pantoea sp.是否有廣鹽性,期待一系列研究可以對 Pantoea sp.
性質、機制有更多了解,也能應用在實際養殖中。以下是關於實驗的討論:
一、探討Pantoea sp.在不同溫度下降解亞硝酸情形 圖 46 得知Pantoea sp.在 31、34、37℃生長 情形較差,22、25、28℃生長情形較好,可圖 46 結果發現Pantoea sp.在高溫(28、31、34、37℃)時 有近 100%降解率,反之 22、25℃降解能力顯著 下降,25℃時降解率為 56%,22℃僅剩 13%,顯 示台灣冬季Pantoea sp.較無法降解亞硝酸,有應用 的困難,同時發現生長情形與降解能力無直接關
24 二、探討溫度影響Pantoea sp.降解亞硝酸能 力的原因
本實驗初步對溫度和Pantoea sp.細胞內 代謝進行探討,在圖 47 中可知 22℃起始時 會稍微降解亞硝酸,但目的一結果 16 小時降 解率可知其降解亞硝酸不多,而 28℃第二小 時濃度高過第三小時制,可能因Pantoea sp.經 亞硝酸同化作用的產物 NH4+,而會對代謝機 根據 Mia Kim(2008)可知添加葡萄糖可使同 樣與亞硝酸降解有關的菌種生長較為良好,若生 長較為良好則可合理推斷其降解亞硝酸能力會上 升,但根據圖 49 卻發現添加葡萄糖對Pantoea sp.
的生長情形並沒有顯著的影響,和文獻提及的不 同,而添加葡萄糖卻提升Pantoea sp.降解能力,令 我們思考葡萄糖是否啟動Pantoea sp.代謝的相關機 制,於是我們嘗試打破細胞,並比較其細胞內亞 硝酸含量的差異,從圖 50 中得知添加葡萄糖確實
圖 47 不同溫度單位質量可降解亞硝酸
圖 48 不同溫度單位質量細胞內亞硝酸含量
圖 49 葡萄糖生長情形和亞硝酸降解率
改變其細胞內亞硝酸含量,顯示葡萄糖可能影響細胞內代謝情形。
從 SOON-JUNG PARK(1995)可知添加葡萄糖會影響大腸桿菌的 MDH 表現量,在 Shaojuan Liu(2018)也提及酮戊二酸、麩胺酸、麩醯胺酸之間關聯,根據文獻及我們初步實驗 結果,我們繪製Pantoea sp.代謝亞硝酸可能機制的示意圖
圖 51 Pantoea sp.代謝亞硝酸可能機制示意圖
文獻提及添加葡萄糖會使 MDH 表現下降,導致圖 51 中路徑 A(TCA cycle)較無法進行,
此時細胞則可能進行路徑 B,將酮戊二酸和亞硝酸經Pantoea sp.降解產物銨根離子反應得到 麩胺酸和麩醯胺酸,我們推測Pantoea sp.葡萄糖與降解能力關聯便是藉此機制完成,但其中 過程仍有待更進一步實驗證實,如測量草醯乙酸、麩胺酸和麩醯胺酸,而我們也嘗試進行西
再次顯示Pantoea sp.的生長情形與降解能力可分開討論。改善 Pantoea sp.降解能力最重要的目 圖 52 不同糖類生長情形和亞硝酸降解率
的便是希望漁民可實際應用,而使用的成本多寡再一定程度上會影響漁民的使用,於是我們
四、探討Pantoea sp.在不同鹽度下降解亞硝酸 情形
在 0-3.5%添加葡萄糖時皆可降解亞硝酸,我們便好奇更高鹽度下Pantoea sp.是否仍有降解能 力,此外,我們同樣也好奇有鹽度的環境下若未添加葡萄糖的亞硝酸降解情形又是如何,以 上疑問都需更進一步的實驗證實。
圖 53 不同鹽度亞硝酸降解率