光合細菌又稱光養(yǎng)細菌，是能進行光合作用的一群原核生物。廣泛分布于湖泊、海洋、土壤中，是地球上最古老的生物之一。
人類對光合細菌的認識始于19世紀30年代。我國早在20世紀50年代就對光合細菌進行了一些基礎(chǔ)理論研究，1987年11月在上海召開的“第一屆光合細菌國際學(xué)術(shù)會議”大大推動了我國光合細菌的基礎(chǔ)性研究、應(yīng)用研究也取得很大的進展，諸多研究結(jié)果表明，光合細菌在農(nóng)業(yè)、環(huán)保、醫(yī)藥等方面均有較高的應(yīng)用價值?，F(xiàn)已恬的光合細菌包括1目、2亞目、4科、19屬共約49種，其中應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖中較多的是紅色無硫菌科，一般以紫色非硫細菌和紫硫細菌較為普遍。近20年來，以小林正泰（1981）、小川靜夫（1985）等人為代表的一批學(xué)者首先把它應(yīng)用于高濃度有機廢水處理，并把它作為優(yōu)質(zhì)飼料和餌料，開展了水產(chǎn)、畜牧養(yǎng)殖等多方面實驗。取得了顯著成效。此后，我國學(xué)者亦于近年對光合細菌在水產(chǎn)上的應(yīng)用進行了多方面的研究。
1、優(yōu)化水質(zhì)，改善養(yǎng)殖環(huán)境
在人工養(yǎng)殖環(huán)境中，生物密度大，是自然界的幾倍甚至幾十倍，并且由于施肥、投餌及水生物排泄物造成的污染相當嚴重，從而導(dǎo)致水產(chǎn)動物缺氧、生病乃至死亡。遇到這種情況，一般需馬上換水，但采用換水難以保持池塘水的適當肥度，且受水源水質(zhì)情況的限制，在解決水質(zhì)的問題上，效果往往不能令人滿意。而光合細菌是光能異氧菌，能在厭氧光照和耗氧黑暗兩種不同條件下，以水中的有機物作為自身繁殖的營養(yǎng)源，迅速分解利用水中的氨態(tài)氮、亞硝酸鹽、硫化氫等有害物質(zhì)，以及水產(chǎn)動物的餌料及糞便，有利于藻類和浮游動物數(shù)量的增加，起到保護和凈化水體水質(zhì)的作用。
目前，光合細菌作為養(yǎng)殖水質(zhì)凈化劑，在國內(nèi)外均已進入生產(chǎn)性應(yīng)用階階段。日本、東南亞各國和我國的養(yǎng)蝦池和養(yǎng)魚池均已普遍投放光合細菌來改善水質(zhì)，并取得了明顯效果。于偉君等（1991）以每平方米水面用1.5ml的光合細菌，拌入泥沙后撤于蝦池中，30h后，氨態(tài)氮比對照組降低了0.08-0.4mg/L，并減少換水量多達30%。馬述法等（1989）每天向無沙養(yǎng)鱉池中潑灑2mg/L的光合細菌，可使氨態(tài)氮比對照組降低21.33mg/L，溶解氧增加1.02mg/L。何筱沽等（1997）每10天向花鱸池中潑灑一次光合細菌，濃度為10mg/L、20mg/L、30mg/L，結(jié)果，池中的亞硝酸鹽含量比對照組池降低0.080-0.086mg/L，氨態(tài)氮降低0.100-0.125mg/L。王緒峨（1994）等在扇貝育苗期減少換水量的1/3，每天潑灑光合細菌2-6mg/L，氨態(tài)氮降低0.004-0.012mg/L，PH降低0.05-0.07。田曉琴等人（1998）報道了光合細菌在室溫養(yǎng)鱉中的應(yīng)用。實驗用光合細菌菌液主要由球形紅假單胞菌組成。每天飼料中添加4%的光合細菌液20-40ml/m3，結(jié)果實驗池的溶氧比對照池高，化學(xué)耗氧量、氨氮和硫化物比對照池低。實驗組與對照組相比，稚鱉組氨氮降低了0.9-1.07mg/L，幼鱉組降低了0.07-0.24mg/L。戰(zhàn)培榮等研究中還發(fā)現(xiàn)，在水中游離的光合細菌細胞不如經(jīng)固化的光合細菌細胞發(fā)揮作用更持久，后者改善水質(zhì)和促進魚類生長的效果更明顯。據(jù)王育鋒（1992）報道，使用濃度為5.0×1010個細胞/ml的紅假單胞菌菌液作為飼料添加劑，每千克飼料加原液0.4-0.8ml，每天2次，加水稀釋后拌入多微飼料酵母配成的飼料中，每25天潑灑1次光合細菌菌液，使水中光合細菌濃度為3×106個細胞/ml。結(jié)果，上午8時實驗池的溶氧比對照池高70.8%；17時實驗池的溶氧比對照池高31.6%。楊紹斌（2004）用復(fù)合光合細菌去除水中氨態(tài)氮、硫化氫，當復(fù)合光合細菌投放量達到1.5%時，總氮量下降了83.5%，當其投放量達到2%時，總氮量不再下降，說明已達到最佳去除效果，試驗結(jié)果表明復(fù)合光合細菌對魚塘水中的氨態(tài)氮、硫化氫有較好的去除作用。
2、用于水產(chǎn)動物幼體培育
光合細菌可直接或間接用作魚、蝦蟹類育苗中的初期餌料。魚苗培育成敗的關(guān)鍵在于充足的開口餌料。在育苗池中施放的光合細菌可被浮游動物捕食，而浮游動物又作為各種魚類的開口餌料，被魚苗攝食，從而能大幅度提高魚苗的成活率。王緒峨（1994）分別在對蝦、扇貝育苗中，利用光合細菌和單胞藻混合投喂，明顯地提高了幼體成活率，用光合細菌和單胞藻混合投喂扇貝親貝，則能提高親貝性腺指數(shù)，促進性腺發(fā)育。
此外，光合細菌對幼體的生長、變態(tài)和提高成活率也有明顯效果。李光龍等（1993）用光合細菌投喂蝦苗，苗種存活率提高30%，變態(tài)率提高10%；郭慶文（1993）在大棚蝦苗培育中應(yīng)用光合細菌一個月，蝦苗存活率提高11%，體長增加18.2%；劉中等（1995）用光合細菌投喂鰱鳙魚苗，存活率提高13.5%，體長增加24%。據(jù)王育鋒報道，用光合細菌培養(yǎng)鰱等夏花魚種，魚種每667m2產(chǎn)量提高90.9%。丁美麗等（1993）報道從櫛孔扇貝幼體開始的12d補充光合細菌，幼體平均增長量為5.91-6.6μm，對照組為4.8μm，發(fā)育成稚貝數(shù)比對照組增加43.2%-62.0%。龐金釗等（1994）應(yīng)用光合細菌進行生產(chǎn)性河蟹育苗試驗，變態(tài)率提高了11.6%。
3、作為動物性生物餌料的餌料
有研究表明，光合細菌的菌體無毒，營養(yǎng)豐富，蛋白質(zhì)含量高達64.1%-66%，脂肪7.18%，粗纖維2.78%，碳水化合物23.0%，灰分4.28%，每克干菌體相當于21KJ熱量。PSB不僅蛋白質(zhì)豐富，而且氨基酸組成齊全，光合細菌蛋白水解后，其氨基酸含量（%）為：Asp9.7-12.8；Thr6.6-7.4；Ser5.2-5.5；Glul0.7-12.8；Gly9.0-10.1；Alal1.0-13.1；Cys0.4；Val6.2-6.8；Met0.8-2.8；Ile3.7-4.7；Lue8.5-8.8；Phe3.9-4.5；Lys4.3-5.1；His1.8；Arg4.5-5.5；Pro5.2-5.5；Tyr2.4-2.9。
輪蟲、枝角類、豐年蟲等浮游動物是養(yǎng)殖業(yè)中常用的餌料。由于光合細菌營養(yǎng)非常豐富且個體較小，因此是枝角類和輪蟲等餌料生物最適宜的餌料之一。
朱厲華等（1997）用光合細菌混以藻類培養(yǎng)輪蟲，輪蟲的增殖率明顯高于單一的藻類、酵母培養(yǎng)組；小林正泰（1981）將光合細菌與酵母、小球藻三者對枝角類、輪蟲的增殖效果進行比較，結(jié)果以光合細菌為好。王金秋等（1999）報道，養(yǎng)殖水體因投喂光合細菌，水體中的枝角類和昆蟲生長繁殖速度加快，數(shù)量增加。張明等（1999）證明，用光合細菌培養(yǎng)的枝角類數(shù)量是酵母和小球藻培養(yǎng)的2-4倍；培養(yǎng)的蚤和輪蟲的氨基酸含量明顯增加，品質(zhì)也更加接近天然生長的浮動物。許兵（1992）用球型紅細菌的新鮮培養(yǎng)物，混以青島大扁藻和海洋酵母培養(yǎng)的輪蟲，也高于光合細菌和海洋酵母混合培養(yǎng)的輪蟲。
4、作為飼料添加劑
光合細菌不僅具有刺激魚的非特異性免疫功能，投高魚的免疫力，還可促進魚的生長。所以可作為飼料添加劑應(yīng)用。其原因可能與光合細菌菌體成分有關(guān)，光合細菌菌體營養(yǎng)豐富，蛋白質(zhì)含量高達60%以上；且富含生物素，如維生素B12和輔酶Q10具有多種生理功能，包括可明顯提高人和動物的免疫能力。王鑒等（1994）用光合細菌作餌料添加劑投喂輪蟲，日增殖率平均提高3.5%。戰(zhàn)培榮（1995）用固定化或游離光合細菌在1.3kg/m3條件下喂養(yǎng)鯉魚30d，體重比對照組增加21.3%，體長增加15%，存活率提高4.25%。李勤生（1998）報道了以光合細菌作為飼料添加劑，飼養(yǎng)團頭魴、草魚均取得明顯的捉生長效果，團頭魴魚種日增重率和總增重率分別是對照組的4.71倍和5.1倍，草魚種日增重率和總增重率分別為對照組的3.2倍和2.5倍。劉中等（1995）以光合細菌作為成魚養(yǎng)殖飼料添加劑，經(jīng)兩個月投喂，出塘試驗池的鯉魚每667m2增產(chǎn)11.7%，羅非魚每667m3增產(chǎn)44.8%。黃均等（2000）在養(yǎng)殖水體中潑灑光合細菌1-2mg/L，對蝦產(chǎn)量增加11.65%-21.35%；于偉軍等（1991）用紅假單胞菌作對蝦的飼料添加劑，產(chǎn)量增加21.7%-34.7%。
5、預(yù)防疾病
研究和試驗證明，光合細菌對許多魚蝦病害有防治效果。例如鯉魚爛鰓病、金魚水霉病、鰻魚赤霉病與水霉病、黑綢擦傷病，對蝦爛尾病等的防治效果可達100%。據(jù)中國科學(xué)院生物工作研究所試驗，應(yīng)用光合細菌可使蝦苗成活率由27%-30%提高到50%-77%，且病苗消失，出苗整齊，蝦苗強壯；當成蝦受到暴發(fā)性蝦病流行的嚴重威協(xié)時，使用光合細菌40d，成活率就比對照組提高18.3%。達到31.6%-39.2%，從而實現(xiàn)大幅度增產(chǎn)。楊紹斌等（2005）實驗證明，央有臭氧配合下，隨著光合細菌投放量的增加，患病魚數(shù)量呈遞減趨勢，當光合細菌投放量達到1%時，即可有效預(yù)防觀賞魚爛鰓病和水霉病。李勤生（1995）用光合細菌（稀釋）浸泡患有爛鰓病的鯉、水霉病的金魚10-15min，這些魚都全部存活。崔競進等（2000）報道，投喂光合細菌的中國對蝦幼體腸道內(nèi)致病減少。黃美珍等（1995）實驗證明，光合細菌的營養(yǎng)還可通過光食物鏈的傳遞促進幼蝦的生長，光合細菌還能放出抗病性的胰蛋白酶，提高幼蝦抗病能力，降低發(fā)病率和死亡率。
6、光合細菌的應(yīng)用前景
21世紀，生物工程全面發(fā)展，生物技術(shù)廣泛應(yīng)用，光合細菌便成為生物工程中最具前景的領(lǐng)域，將對人類生存產(chǎn)生巨大的影響。光合細菌在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的作用可總結(jié)為10個字：清污、防病、營養(yǎng)、高效、環(huán)保。光合細菌以其獨特的生理功能和高營養(yǎng)價值，在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用前景。
