فناوری Biofloc (BFT)

تبلیغات

خلاصه
فناوری Biofloc (BFT) به عنوان “انقلاب آبی” جدید در آبزی پروری در نظر گرفته می شود. چنین تکنیکی مبتنی بر تولید میکروارگانیسم درجا است که سه نقش اصلی را ایفا می کند: (1) حفظ کیفیت آب، با جذب ترکیبات نیتروژن که پروتئین میکروبی درجا تولید می کند. (2) تغذیه، افزایش امکان سنجی کشت با کاهش ضریب تبدیل خوراک (FCR) و کاهش هزینه های خوراک. و (iii) رقابت با پاتوژن ها. سنگدانه ها (بیوفلوک ها) به دلیل تعامل پیچیده بین مواد آلی، بستر فیزیکی و طیف وسیعی از میکروارگانیسم ها، یک منبع طبیعی غنی پروتئین-لیپیدی از مواد غذایی هستند که به صورت 24 ساعته در روز در دسترس هستند. این بهره وری طبیعی نقش مهمی در بازیافت مواد مغذی و حفظ کیفیت آب دارد. فصل حاضر در مورد نقش میکروارگانیسم ها در BFT بحث خواهد کرد.

کلید واژه ها
لخته میکروبیمیگوماهیمیکروارگانیسم هاترکیبات نیتروژنمتاژنومیکس
اطلاعات فصل و نویسندهنمایش +

فناوری Biofloc (BFT)

1. آبزی پروری: وضعیت هنر و چالش ها
   در جهانی که بیش از 800 میلیون نفر همچنان از سوءتغذیه مزمن رنج می برند و انتظار می رود که جمعیت جهان با افزایش 2 میلیاردی دیگر تا سال 2050 به 9.6 میلیارد نفر برسد، مهم است که با چالش بزرگ تغذیه سیاره خود مقابله کنیم و در عین حال از آن محافظت کنیم. منابع طبیعی برای نسل های آینده [ 1 ]. در این زمینه، آبزی پروری نقش اساسی در رفع گرسنگی، ارتقای سلامت، کاهش فقر و همچنین ایجاد شغل و فرصت های اقتصادی دارد. طبق گزارش فائو [ 1تولید جهانی آبزی پروری ماهی با نرخ متوسط ​​سالانه 6.2 درصد در دوره 2000-2012 از 32.4 میلیون به 66.6 میلیون تن افزایش یافت که در آن آفریقا 11.7 درصد، آمریکای لاتین و کارائیب 10 درصد، آسیا (به استثنای چین) رشد کرد. ) 8.2 و چین 5.5. اشتغال در این بخش سریعتر از جمعیت جهان رشد کرده است. این بخش برای ده ها میلیون شغل ایجاد می کند و معیشت صدها میلیون نفر را پشتیبانی می کند. ماهی همچنان یکی از پرمعامله ترین کالاهای غذایی در سراسر جهان است. این امر به ویژه برای کشورهای در حال توسعه اهمیت دارد که گاهی اوقات ارزش آن نصف کل ارزش کالاهای مبادله شده آنها است.

از سوی دیگر، آبزی پروری جهانی هنوز با چالش های جدی مواجه نشده است. به عنوان مثال، آبزی پروری به دلیل پساب های تخلیه شده به محیط که حاوی مواد آلی بیش از حد، ترکیبات نیتروژن دار، متابولیت های سمی و میزان بالای نیازهای شیمیایی و بیوشیمیایی اکسیژن است، به عنوان یک فعالیت ناپایدار متهم شده است [ 2 ]. دیگر اتهامات جدی عبارتند از رقابت برای زمین و آب، معرفی گونه های عجیب و غریب در سراسر جهان، از overexploitation از ذخایر ماهی اقیانوس به دست آوردن نفت پودر ماهی و ماهی، پراکندگی از عوامل بیماری زا، توسعه ژن مقاومت به آنتی بیوتیک، و غیره [ 3 ، 4 ].

علاوه بر این، آبزی پروری باید دائماً با مشکلات دیگری مانند کمبود مواد تشکیل دهنده و نوسانات قیمت آنها دست و پنجه نرم کند. بنابراین، استراتژی هایی با هدف غلبه بر این چالش ها مورد نیاز است. در این راستا، اصلاح متغیرهای فیزیکوشیمیایی سیستم کشت به نفع تکثیر جوامع زیستی خاص، نه تنها برای بهبود گردش مجدد مواد مغذی (و در نتیجه سم‌زدایی سیستم) بلکه برای استفاده از زیست توده این گونه‌های زیستی اتخاذ شده است. جوامع به عنوان منبع غذایی مستقیم برای ارگانیسم های پرورش یافته [ 5 ]. این نوع سیستم‌ها که به عنوان سیستم‌های فناوری بیوفلوک (BFT) نیز شناخته می‌شوند، نوید حل برخی از چالش‌های فوق را می‌دهند و آبزی پروری را متحول می‌کنند [ 6 ].

تبلیغات

2. تعریف و کاربردهای فناوری بیوفلوک (BFT) در آبزی پروری
   فناوری بیوفلوک (BFT) به عنوان یک تکنیک آبزی پروری دوستدار محیط زیست است که بر اساس تولید میکروارگانیسم درجا است. ماهی و میگو به روش فشرده رشد می کنند (حداقل 300 گرم زیست توده در هر متر مربع [ 7 ]]) با تبادل آب صفر یا حداقل. علاوه بر این، حرکت مداوم آب در ستون کاملاً آب برای القای تشکیل ماکروآگرگات (بیوفلوک) مورد نیاز است. مواد مغذی موجود در آب (مطابق با نسبت کربن به نیتروژن شناخته شده 12-20:1) به طور طبیعی به تشکیل و تثبیت جامعه میکروبی هتروتروف کمک می کند. این میکروارگانیسم‌ها سه نقش اصلی را ایفا می‌کنند: (1) حفظ کیفیت آب، با جذب ترکیبات نیتروژن که پروتئین میکروبی درجا تولید می‌کنند. (2) تغذیه، افزایش امکان سنجی کشت با کاهش ضریب تبدیل خوراک (FCR) و کاهش هزینه های خوراک. و (iii) رقابت با پاتوژن ها.

BFT به عنوان “انقلاب آبی” جدید در نظر گرفته می شود زیرا مواد مغذی را می توان به طور مداوم بازیافت کرد و در محیط کشت مجدداً استفاده کرد و از تبادل حداقل یا صفر آب بهره مند شد. همچنین رویکرد پایدار چنین سیستمی مبتنی بر تولید بالای ماهی/میگو در مناطق کوچک است. علاوه بر این، بیوفلوکس یک منبع طبیعی غنی از پروتئین و چربی است که به دلیل تعامل پیچیده بین مواد آلی، بستر فیزیکی و طیف وسیعی از میکروارگانیسم‌ها، در 24 ساعت در روز در دسترس است. این بهره وری طبیعی نقش مهمی در بازیافت مواد مغذی و حفظ کیفیت آب دارد. مصرف بیوفلوک توسط میگو یا ماهی مزایای بی شماری مانند بهبود نرخ رشد، کاهش FCR و هزینه های مرتبط در خوراک را نشان داده است [ 8 ].

با توجه به برنامه های کاربردی، در سال گذشته، BFT در فاز رشد کردن برای تیلاپیا [استفاده 9 ، 10 ] و میگو دریایی [ 11 ، 12 ]، فاز مهد کودک [ 13 – 15 ]، فرهنگ میگو آب شیرین [ 16 ، 17 ] ، تشکیل مولدین و بلوغ در ماهی [ 18 ] و میگو [ 7 – 19 ]، و به عنوان ماده aquafeed نیز به عنوان “غذا biofloc” [به نام 20 – 22 ]. علاوه بر این، اخیراً BFT در کشت کپور [ 23 ]، کشت گربه ماهی [ 24 ] و کشت کاچاما [ 25] نیز استفاده شده است.].

فناوری Biofloc (BFT)

3. میکروارگانیسم ها به عنوان ابزاری برای مدیریت کیفیت آب
   3.1. پارامترهای اصلی کیفیت آب در BFT
   نگهداری و نظارت بر کیفیت آب در آبزی پروری از اقدامات ضروری با هدف موفقیت چرخه های رشد است. دما، اکسیژن محلول (DO)، pH، شوری، جامدات [کل جامدات معلق (TSS) و جامدات ته نشین شده]، قلیاییت و ارتوفسفات نمونه هایی از پارامترهایی هستند که باید به طور مداوم به ویژه در BFT کنترل شوند. درک و درک پارامترهای کیفیت آب و تعاملات آن در BFT برای توسعه صحیح و حفظ چرخه تولید بسیار مهم است. به عنوان مثال، محدوده ایمنی pH، DO، نیتروژن آمونیاکی کل (TAN)، مواد جامد و قلیاییت باعث رشد سلامتی و جلوگیری از مرگ و میر می شود. نسبت N:P (معمولاً با استفاده از مقادیر نیترات و ارتوفسفات) بر جامعه اتوتروفی که در سیستم رخ می دهد تأثیر می گذارد (مثلاً کلروفیت ها در مقابل سیانوفیت ها).Litopenaeus vannameiو تیلاپیا) در BFT در جدول 1 ارائه شده است .

پارامتر محدوده های مشاهده شده ایده آل و/یا نرمال مشاهدات
اکسیژن محلول (DO) بالا از 4.0 میلی گرم L -1 (ایده آل) و حداقل 60٪ اشباع برای ماهی، میگو، تنفس میکروبیوتا و رشد صحیح
درجه حرارت 28-30 درجه (ایده آل برای گونه های گرمسیری) علاوه بر ماهی/میگو، دمای پایین (~20 درجه سانتیگراد) می تواند بر رشد میکروبی تأثیر بگذارد
pH 6.8-8.0 مقادیر کمتر از 7.0 در BFT طبیعی است اما می تواند بر فرآیند نیتریفیکاسیون تأثیر بگذارد
شوری بستگی به گونه های پرورش یافته دارد امکان تولید BFT، به عنوان مثال، از 0 تا 50 ppt وجود دارد
TAN کمتر از 1 میلی گرم L -1 (ایده آل) مقادیر سمیت وابسته به pH است
نیتریت کمتر از 1 میلی گرم L -1 (ایده آل) پارامتر بحرانی (کنترل آن مشکل است). توجه ویژه ای باید انجام شود، به عنوان مثال، در سطح پروتئین خوراک، شوری، و قلیاییت
نیترات 0.5-20 میلی گرم L -1 در این محدوده ها، به طور کلی برای حیوانات کشت شده سمی نیست
ارتوفسفات 0.5-20 میلی گرم L -1 در این محدوده ها، به طور کلی برای حیوانات کشت شده سمی نیست
قلیایی بودن بیش از 100 میلی گرم L -1 مقادیر بالاتر قلیائیت به جذب نیتروژن توسط باکتری های هتروتروف و فرآیند نیتریفیکاسیون توسط باکتری های شیمیائی اتوتروف کمک می کند.
ته نشینی جامدات (SS) ایده آل: 5-15 میلی لیتر L -1 (میگو)، 5-20 (تیلاپیا انگشتری) و 20-50 میلی لیتر L -1 (تیلاپیا نوجوانان و بالغ) سطوح بالای SS (اندازه گیری شده در مخروط های Imhoff) به مصرف DO توسط جامعه هتروتروف و انسداد آبشش کمک می کند.
کل مواد جامد معلق (TSS) کمتر از 500 میلی گرم L -1 من به اس اس می روم
میز 1.
پارامترهای اصلی کیفیت آب در سیستم‌های BFT و محدوده‌های مشاهده‌شده ایده‌آل و/یا نرمال پایش شده‌اند.

3.2. نقش میکروارگانیسم ها در سیستم های آبزی پروری BFT
میکروارگانیسم ها نقش کلیدی در سیستم های BFT دارند. حفظ کیفیت آب، عمدتاً با کنترل جامعه باکتریایی بر روی میکروارگانیسم‌های اتوتروف، با استفاده از نسبت کربن به نیتروژن (C:N) بالا به دست می‌آید، زیرا محصولات جانبی نیتروژن به راحتی توسط باکتری‌های هتروتروف جذب می‌شوند. نسبت کربن به نیتروژن بالا برای تضمین رشد بهینه باکتری های هتروتروف مورد نیاز است و از این انرژی برای نگهداری (تنفس، تغذیه، حرکت، هضم و غیره) و همچنین برای رشد و تولید سلول های باکتریایی جدید استفاده می شود.

پایداری تبادل آب صفر یا حداقل به تعامل دینامیکی بین جوامع باکتری ها، ریزجلبک ها، قارچ ها، تک یاخته ها، نماتد، روتیفر و غیره بستگی دارد که به طور طبیعی رخ می دهد. چنین کنسرسیومی از میکروارگانیسم ها به حفظ کیفیت آب و بازیافت ضایعات برای تولید یک غذای با ارزش کمک می کند. در مطالعه ای با ایزوتوپ های پایدار، برفورد و همکاران. [ 12 ] احتباس روزانه نیتروژن را 18 تا 29 درصد در میگوهای به دست آمده از بیوفلوک زیستی تخمین زدند، در حالی که Avnimelech و Kochba [ 26 ] حدود 25 درصد از جذب را برای تیلاپیا با استفاده از روش مشابه یافتند.

مواد آلی و ضایعات نیتروژن یک مشکل بزرگ در آبزی پروری است. فیتوپلانکتون ها، هتروتروف ها و باکتری های نیتروف کننده مهمترین نقش را در استفاده مجدد از نیتروژن و OM دارند. قارچ‌ها، مژه‌داران، تک یاخته‌ها، روتیفر، غلاف و نماتد مکمل جامعه بیوفلوک هستند و در بازیافت مواد آلی به عنوان بخشی از شبکه‌های غذایی پیچیده که شامل گونه‌های پرورش‌یافته است، شرکت می‌کنند.

روابط متقابل و همسویی در میان برخی از گروه‌های میکروارگانیسم‌ها در BFT رخ می‌دهد، به عنوان مثال، باکتری-باکتری یا باکتری-ریزجلبک. در کشت‌های تبادل آب کم، بیوفیلم‌های پیچیده‌ای تولید می‌شوند که در آن باکتری‌های هتروتروف و نیتریف‌کننده وجود دارند. یون های معدنی به سطح این بیوفیلم ها و سطوح جامد زیرلایه جذب می شوند و فرآیندهای نیتریفیکاسیون بیشتر را ترویج می کنند [ 27 ]. برخی از سویه های باکتریایی تأثیر مثبتی بر رشد ریزجلبک ها نه تنها برای گونه های پلانکتون، بلکه بر روی گونه های چسبیده (کمتری) دارند [ 28 ]. پلی ساکاریدهای خارج سلولی دیاتومه های اعماق دریا ممکن است توسط ارگانیسم های هتروتروف به عنوان منبع کربن استفاده شوند [ 29 ].

یکی از روش های فعلی در BFT استفاده از کنسرسیوم های باکتری های تجاری (پروبیوتیک ها) است. دلایل اصلی پروبیوتیک های مورد استفاده در BFT عبارتند از: (1) کمک به تثبیت جامعه هتروتروف و رقابت با میکروارگانیسم های اتوتروف (عمدتاً در مراحل اولیه)، (ب) کمک به بازیافت مواد آلی، و (iii) کنترل مواد جامد و TAN. سطوح

3.2.1. باکتری ها
باکتری های هتروتروف از ترکیبات آلی به عنوان منبع کربن استفاده می کنند. این جامعه می تواند تجمع آمونیاک در ستون آب را از طریق ترکیب به عنوان زیست توده باکتریایی به حداقل برساند. در شرایط مناسب (دما، نسبت کربن به نیتروژن، pH و غیره)، باکتری ها رشد سریعی دارند. لئونارد و همکاران [ 30 ] تخمین زد که زمان تولید برای جمعیت های هتروتروف زنده زنده حدود 2.5 ساعت در شرایط آزمایشگاهی بود.

باکتری های هتروتروف از قند، الکل و اسیدهای آلی به عنوان منبع انرژی استفاده می کنند اما در گونه های تخصصی که قادر به تجزیه سلولز، لیگنین، کیتین، کراتین، هیدروکربن ها، فنل و سایر مواد هستند، وجود دارند [ 31 ]. باکتری‌های هتروتروف می‌توانند محیط‌های مختلفی را مستعمره کنند. آنها در خاک، آب شیرین و آب شور رایج هستند. محیط های آبی مسئول بازیافت مقادیر زیادی از مواد آلی محلول و ذرات آلی هستند که یکی از مهمترین نقش ها را در شبکه های غذایی ایفا می کند [ 32 ]. در سیستم بیوفلوک، باکتری‌های هتروتروف، مدفوع، پوست‌اندازی، ارگانیسم‌های مرده و مواد غذایی مصرف‌نشده را برای تولید زیست توده باکتریایی که توسط آفت‌خواران مصرف می‌شود، مستعمره می‌کنند [ 8 ]. براون و همکاران [ 33] ترکیبات بیوشیمیایی هفت سویه از باکتری های دریایی را ارزیابی کرد و محتوای پروتئین (وزن خشک) 29-49٪، کربوهیدرات ها 2.5-11.2، چربی ها 4-6٪ و علاوه بر این، وجود تمام اسیدهای آمینه ضروری را گزارش کرد.

جامعه باکتریایی شیمی اتوتروف (یعنی باکتری های نیتریفیک کننده) از طریق اکسیداسیون ترکیبات نیتروژن سمی انرژی به دست می آورند. باکتری های نیتریف کننده به طور طبیعی با حضور آمونیاک و نیتریت و همچنین تجمع مواد لخته شده (که به عنوان بستر استفاده می شود) تقویت می شوند. قلیائیت مصرف شده توسط این میکروارگانیسم ها باید با منابع مختلف جایگزین شود (یعنی بی کربنات سدیم، کربنات کلسیم یا هیدروکسید کلسیم [ 34 ]). در شرایط آزمایشگاهی، زمان تولید باکتری اکسید کننده آمونیاک 25 ساعت و اکسید کننده نیتریت تا 60 ساعت برآورد شد [ 30 ].

باکتری های نیتریف کننده در محیط های متنوعی رشد می کنند [ 35 ]. علاوه بر اکسیژن، ترکیبات نیتروژن سمی نگرانی اصلی در سیستم های بیوفلوک هستند. منابع اصلی آمونیاک دفع ارگانیسم های کشت شده و تجزیه مواد غیر زنده (محلول و ذرات) است. (یک) حذف photoautotrophic توسط جلبک ها، (ب) تبدیل باکتریایی اتوتروف از آمونیاک به نیترات، و (ج) تبدیل هتروتروف باکتریایی نیتروژن، آمونیاک به طور مستقیم به زیست توده میکروبی [: در BFT، سه مسیر تبدیل نیتروژن برای حذف نیتروژن، آمونیاک رخ می دهد 36]. در درازمدت، کارآمدترین فرآیند اتوتروفیک است که در آن دو گروه باکتریایی درگیر هستند: (الف) باکتری های اکسید کننده آمونیاک، که انرژی خود را با کاتابولیزاسیون آمونیاک یونیزه شده به نیتریت، از جمله جنس ها، به دست می آورند.نیتروزوموناس، نیتروسوکوکوس، نیتروسپیرا، نیتروسولوبوس، و نیتروسویبریو و (ب) باکتری اکسید کننده نیتریت، که نیتریت را به نیترات متابولیزه می کند، از جمله جنس نیترو باکتر، نیتروکوک، نیتروسپیرا، و نیتروسپینا[ 37 ].

3.2.2. قارچ
قارچ ها گروهی از موجودات یوکاریوتی هستند که شامل میکروارگانیسم های تک سلولی مانند مخمرها و کپک ها و همچنین قارچ های چند سلولی می شوند. اکثر مخمرها با میتوز و بسیاری دیگر با تقسیم نامتقارن به صورت غیرجنسی تولید مثل می کنند [ 38 ]. به طور معمول با قطر 3-4 میکرومتر، آنها به طور گسترده در آب شیرین و آب شور توزیع می شوند.کاندیدا، کریپتوکوکوس، رودوتورولا، و Debaryomyces). برخی از گونه های دریایی در دمای 13- درجه و در اعماق 4000 متر زندگی می کنند. برخی دیگر تقریباً می توانند محلول های آب نمک را اشباع کنند. آب دریا به طور معمول حاوی 10-100 L -1 مخمر است ، اما در محیط های رودخانه ای، این تعداد به طور قابل توجهی افزایش می یابد [ 39 ]. براون و همکاران [ 33 ] هفت گونه از مخمرها را برای تعیین ارزش غذایی آنها ارزیابی کردند و 25-37٪ پروتئین، 21-39٪ کربوهیدرات و 4-6٪ چربی و همچنین مشخصات کامل اسیدهای آمینه ضروری را یافتند. مخمرها به شدت شیمی‌ارگانوتروف هستند و به اشکال آلی کربن نیاز دارند که کاملاً متنوع هستند و شامل قندها، پلی‌ال‌ها، اسیدهای آلی و چرب، الکل‌های آلیفاتیک و ترکیبات هتروسیکلیک و پلیمری مختلف می‌شوند [ 39 ].

قارچ‌ها، به‌ویژه مخمرها (میکروارگانیسم‌های شیمی‌ارگانوتروف) نیز در بیوفلوک گزارش شده‌اند. آنها از ترکیبات آلی به عنوان منبع انرژی استفاده می کنند. کربن بیشتر از قندهای هگزوز مانند گلوکز و فروکتوز به دست می آید. در کشت بیوفلوک ماهی تیلاپیا، مونروی-دوستا و همکاران. [ 40 ] وجود مخمر را گزارش کردرودوتورولاsp. در طول هفته پنجم، که زیست توده آن را تا پایان دوره کشت افزایش می دهد.

3.2.3. ریزجلبک ها
جامعه فوتواتوتروفیک (ریزجلبک ها) نیز نقش مهمی در سیستم بیوفلوک دارند. ریزجلبک ها عمدتاً آمونیاک و نیترات را برای تولید زیست توده جذب می کنند، علاوه بر این، دی اکسید کربن را مصرف می کنند و اکسیژن تولید می کنند. تقسیم بندی ریزجلبک های گزارش شده در کشت های بیوفلوک عبارتند از Chlorophyta، Chrysophyta و Cyanophyta. این میکروارگانیسم ها با جذب انرژی خورشیدی، انرژی شیمیایی (کربوهیدرات ها) تولید می کنند که در فرآیند متابولیک آنها استفاده می شود.

در کشت‌های بیوفلوک، ریزجلبک‌ها می‌توانند به‌عنوان سلول آزاد در ستون آب زندگی کنند یا می‌توانند توده‌هایی را تشکیل دهند. در برخی موارد، تجمع کریزوفیت ها و سیانوفیت ها می تواند تا 2 میلی متر قطر داشته باشد [ 41 ]. اندازه آنها بسیار متغیر است، با سلول های کمتر از 10 میکرومتر تا 50 میکرومتر بیشتر [ 42 ].

کلروفیت ها ریزجلبک های سبز رنگی هستند که بیشترین تعداد و متنوع ترین در آب شیرین هستند. آنها می توانند شکوفه های تشکیل دهنده انبوه را تکثیر کنند، اما در تفاوت سیانوفیت ها غیر سمی هستند. این تقسیم‌بندی انعطاف‌پذیری بالایی دارد و می‌تواند زیستگاه‌های متنوع را مستعمره کند. آنها کروی یا مستطیلی هستند و ممکن است تاژک داشته باشند یا نداشته باشند [ 43 ].

کریزوفیت ها نماینده ترین موجوداتی هستند که به کلاس Bacillariophyceae (دیاتوم ها) مطابقت دارند که به دو دسته مرکزی و پنتی تقسیم می شوند. گونه های پلانکتون عمدتاً مرکزی هستند. در همین حال، پنت ها معمولاً کفی هستند. همه گونه های مرکزی دریایی هستند، در حالی که بیشتر پنت ها در آب های شیرین زندگی می کنند [ 43 ]. در آبزی پروری، دیاتوم ها به عنوان جلبک های مفید در نظر گرفته می شوند زیرا منبع غذا و مواد مغذی برای اکثر آبزیان هستند [ 44 ].

سیانوفیت ها به عنوان قدیمی ترین موجودات فتوسنتزی شناخته می شوند. تنوع مورفولوژیکی و ساختاری بالایی دارند. در طول تکامل آن، آنها استراتژی های سازگاری اکوفیزیولوژیکی مختلفی را برای زنده ماندن در شرایط محیطی شدید توسعه داده اند [ 45 ]. با توجه به فراوانی آن در محیط‌های مختلف، تقسیم سیانوفیتا برای گردش مواد مغذی مهم است و نیتروژن را در زنجیره غذایی ترکیب می‌کند، که آنها را تولیدکننده یا تجزیه‌کننده اولیه می‌کند.

در استخرهای آبزی پروری، غلظت بیش از حد مواد مغذی اصلی (نیتروژن و فسفر) می‌تواند منجر به شکوفایی ریزجلبک‌های کنترل نشده شود، گاهی اوقات سیانوباکتری‌ها تحت سلطه هستند که به تولید برخی از ترکیبات سمی برای حیوانات آبزی معروف است و می‌تواند باعث ایجاد طعم ناخوشایند در گونه‌های پرورش‌یافته شود [ 46 ]. چندین نویسنده وجود سیانوباکتری ها را در بیوفلوک گزارش کرده اند که غلظت آنها بر اساس نوع بیوفلوک متفاوت است. Becerra-Dórame و همکاران. [ 47 ] 2.1 × 104 سلول mL -1 را در بیوفلوک هتروتروف گزارش کردند، در حالی که در اتوتروف، آنها 3.3 × 106 سلول mL -1 پیدا کردند . اگرچه سیانوباکتری ها می توانند سمی یا مشکل ساز شوند، لزاما-سروانتس و همکاران. [ 48 ] گونه های مختلفی از سیانوباکتری ها را یافتند (نوستوک sp.، آنابائنا sp.، باکتری sp.، کروکوکوس sp.، اسیلاتوریا sp.، و لینگبیا sp.) در یک تشک میکروبی که برای کشت استفاده می شود L. وانامی پست لاروها و صندوق مشهود از چرای فعال توسط میگو.

ریزجلبک های آبزی پروری به طور گسترده استفاده می شوند. ویژگی های تغذیه ای آنها اجازه تولید سخت پوستان، ماهی ها و نرم تنان را در آزمایشگاه داده است. عوامل متعددی می توانند به ارزش غذایی ریزجلبک ها کمک کنند، از جمله اندازه و شکل آن، قابلیت هضم، ترکیب بیوشیمیایی، و ترکیبات فعال زیستی مانند آنزیم ها، ویتامین ها، آنتی اکسیدان ها، و غیره. 10-20٪ چربی و 5-15٪ کربوهیدرات. PUFA های مشتق شده از ریزجلبک ها، یعنی اسید دوکوزاهگزانوئیک (DHA)، ایکوزاپنتانوئیک اسید (EPA) و اسید آراشیدونیک (AA)، برای گونه های مختلف پرورشی ضروری هستند [ 49 ].

به طور کلی، ریزجلبک ها ساکنان رایج در بیوفلوک هستند، حتی در یک باکتری تحت سلطه (هتروتروف). مونروی-دوستا و همکاران [ 40 ] با ارزیابی ترکیب میکروارگانیسم‌ها در کشت بیوفلوک تیلاپیا، نشان داد که اولین ریزجلبک‌های ظاهر شده کلروفیت‌ها و پس از آن دیاتوم‌ها و در نهایت سیانوباکتری‌ها بودند و همچنین ذکر کردند که دیاتوم‌ها بیشترین غلظت و سیانوباکتری‌ها کمترین غلظت را داشتند. ری و همکاران [ 50 ] فرهیختهL. وانامیدر تبادل آب صفر، و متفاوت از نویسندگان قبلی، در مطالعه آنها کلروفیت ها بر دیاتوم ها غالب بودند. سیستم های بیوفلوک بسیار پویا هستند. کوانگ و همکاران [ 51 ] نشان می‌دهد که در طبیعت، گونه‌های خاصی از مژگان‌ها و روتیفرها مصرف انتخابی ریزجلبک‌ها دارند و بنابراین ممکن است بر تنوع آنها تأثیر بگذارند. پارامترهای فیزیکوشیمیایی نیز بر تسلط ریزجلبک ها تأثیر می گذارد. مایکا و همکاران [ 52 ] مشاهده شده در الفL. وانامی کشت بیوفلوک فراوانی بیشتر کلروفیت ها در شوری 2 درصد بود در حالی که در 25 درصد دیاتوم ها بیشترین فراوانی را داشتند.

3.2.4. زئوپلانکتون
تک یاخته یکی از مرتبط ترین گروه های میکروارگانیسمی در سیستم BFT است. آنها نقش اساسی (همراه با باکتری ها) در بازیافت مواد آلی در سیستم دارند. هر دو گروه “پایه” انتقال انرژی به سطوح بعدی هستند. تک یاخته ها شکل های بدن متفاوتی دارند (کروی، بیضی و کشیده) و اغلب دارای یک یا چند زائده شلاق به نام تاژک یا بسیاری از ساختارهای کوتاه مو مانند به نام مژک هستند. تک یاخته‌ها در بسیاری از محیط‌ها به وفور یافت می‌شوند و اغلب بر روی سطوح سنگ‌های غوطه‌ور، زندگی آزاد در ستون آب یا مستعمره رسوب یافت می‌شوند. مژک ها بزرگترین گروه تک یاخته ها در طبیعت هستند. آنها باکتری ها (از جمله سیانوباکتری ها) و فیتوپلانکتون های کوچک را می خورند. برخی گوشتخوار هستند و از زئوپلانکتون تغذیه می کنند [ 53 ].

در طبیعت، مژک داران به عنوان منبع غذایی زنده برای مراحل جوانی حیوانات آبزی از جمله بی مهرگان کوچک اهمیت دارند. پاندی و همکاران [ 54 ] تجزیه و تحلیل مژگان را انجام دادفابرا سالینابرای ارزیابی ترکیب تقریبی و بیوشیمیایی. میزان رطوبت، پروتئین، چربی، کربوهیدرات و خاکستر از منابع طبیعی به ترتیب 66/86، 66/56، 66/36، 1 و 4 درصد بود. تجزیه و تحلیل کروماتوگرافی گازی وجود اسیدهای چرب مانند اولئیک، پالمیتیک، پالمیتولئیک، لینولئیک و استئاریک را نشان داد.

بالستر و همکاران [ 14 ] غلظت های ثبت شده از 39 تا 169 مژک در میلی لیتر، در پستلاروFarfantepenaeus paulensisکشت بیوفلوک مایکا و همکاران [ 52 ] میانگین غلظت 164، 64 و 29 مژگان در mL -1 را در شوری آب به ترتیب 2، 4، و 25 درصد یافتند. علاوه بر این، مونروی-دوستا و همکاران. [ 40 ] حداقل و حداکثر غلظت 13 و 39 را مشاهده کردند و همچنین تنوع گونه ها را با توجه به سن کشت مشاهده کردند.

روتیفر به گروه کوچکتر متازوئن ها تعلق دارد. بیشتر روتیفرها 0.1-0.5 میلی متر طول دارند. شکل بدن آنها بین گروه ها بسیار متفاوت است: آنها می توانند کروی، استوانه ای یا کشیده باشند. بدن می تواند نرم باشد یا ممکن است دارای پوشش محکمی به نام لوریکا باشد. مژک های اطراف دهان روتیفر دایره ای را تشکیل می دهند که به آن تاج یا اندام چرخ می گویند. حرکات سریع مژک ها جریان آب برای شنا و تغذیه ایجاد می کند [ 53 ]. رژیم غذایی آنها شامل ریزجلبک ها، باکتری ها، مخمرها و تک یاخته ها است [ 55 ].

روتیفرها گروهی از موجودات هستند که احتمالاً تا حد زیادی برای جایگزینی مورد استفاده قرار گرفته اند آرتمیابه عنوان غذای طبیعی برون زا در کشت لارو سخت پوستان و ماهی. کامپانا-تورس و همکاران [ 56 ] ترکیب پروگزیمال روتیفر را ارزیابی کردBrachionus rotundiformis در آزمایشگاه کشت داده شد و محتوای خشک کربوهیدرات 15.9-22.7٪، چربی 21.4-24.12٪، پروتئین 45.7-61.3٪ و خاکستر 4.5-4.6٪ گزارش شد.

لوریرو و همکاران [ 57 ] نشان می دهد که روتیفرها می توانند لخته ها را تکه تکه کرده و باکتری ها را مصرف کنند. موسیلاژ تولید شده توسط دفع آنها به تشکیل لخته های جدید کمک می کند [ 58 ]. بالستر و همکاران [ 14 ] غلظت های ثبت شده 4.6 تا 151 org/mL در آب دریا می باشد. علاوه بر این، مونروی-دوستا و همکاران. [ 40 ] غلظت هایی را بین 28 تا 96 org/mL در آب شیرین گزارش کرد.

کوپه‌ها از دو گروه اصلی تشکیل شده‌اند: کالنوئیدها و سیکلوپوئیدها. غلاف های کالانوئیدی بدنی کشیده دارند و اولین جفت آنتن بلند هستند، در حالی که سیکلوپوئیدها بدنه ای محکم دارند و جفت اولی آنتن ها کوتاه هستند. به طور کلی، هر دو از ضمائم نزدیک سر برای ایجاد جریان هایی برای فیلتر کردن یا جمع آوری غذا استفاده می کنند. آنها از باکتری ها، فیتوپلانکتون ها، ریزه ها یا هر ماده آلی دیگر تغذیه می کنند [ 53 ].

فرهادیان و همکاران [ 59 ] ترکیب تقریبی غلاف غلاف را ارزیابی کردجلبک دریایی آپوسیکلوپس و سطوح پروتئین را بین 39 تا 42 درصد و لیپید را بین 16 تا 19 درصد گزارش کرد که نشان می دهد خواص تغذیه ای بر اساس ریزجلبک های مورد استفاده به عنوان خوراک متفاوت است.

Cladocerans دارای بدنی است که با یک پوسته شفاف پوشیده شده است، اگرچه ممکن است مایل به زرد یا قهوه ای باشد. یک جفت زائده به نام اعضای قفسه سینه در داخل پوسته قرار دارند و برای جذب و انتقال ذرات غذا در دهان مهم هستند. به طور کلی، کلادوسران ها طیف گسترده ای از فیتوپلانکتون ها و مواد معلق را می خورند. آنها می توانند فراوانی فیتوپلانکتون ها را در ستون آب بسیار کاهش دهند [ 53 ].

همانند سایر گروه‌های زئوپلانکتون، کلادوسران‌ها نقش مهمی در شبکه‌های غذایی طبیعی دارند. آنها می توانند مقدار زیادی پروتئین را به کشت های بیوفلوک عرضه کنند. Berberovic [ 60 ] ترکیب عنصری (CHN) دو را ارزیابی کرددافنیگونه، گزارش زیر: C، 46.1٪; H، 6.5٪; N, 9.7%; و خاکستر، 23.8٪، که اجازه تخمین محتوای پروتئین 60.6٪ را می دهد. این گروه از موجودات در سیستم بیوفلوک توسط Emerenciano و همکاران گزارش شده است. [ 61 ]. علاوه بر این، در یک فرهنگ پست لارو ازL. وانامیفریرا-مارینیو و همکاران در تبادل آب صفر پرورش یافتند. [ 62 ] گزارش کردکلادوسرافراوانی از 0.89 تا 1.16 ind mL -1 نشان داده شده توسط جنسبوسمینا(0.39-0.53 ind mL -1 ) ودافنی(0.50-0.69 indmL -1 ).

نماتودها دیگر گروه ضروری در BFT هستند. بدن این موجودات کاملاً استوانه‌ای است که توسط یک کوتیکول غیر سلولی نسبتاً ضخیم که از اپیدرم زیرین ترشح می‌شود پوشیده شده است. کوتیکول عمدتاً از کلاژن تشکیل شده است [ 63 ]. آنها به طور مداوم باکتری ها و دیگر موجودات میکروبنتیک را می بلعند. تقریباً تمام ذراتی که در حفره باکال قرار می‌گیرند بلعیده می‌شوند، که به مکانیسم انتخابی که عمدتاً بر اساس اندازه ذرات است، اشاره می‌کند. Moens و Vincx [ 64 ] شش راهبرد اصلی تغذیه نماتد را پیشنهاد کردند: (الف) ریزخوارها. (ب) تغذیه کننده های مژک دار، (ج) تغذیه کننده های رسوبی sensu stricto، (د) تغذیه کننده های رشد رویشی، (ه) شکارچیان اختیاری، و (f) شکارچیان.

ری و همکاران [ 50 ] اشاره کرد که نماتدها گروه مهمی در سیستم‌های بیوفلوک هستند که فراوانی آن‌ها با حضور مژک‌های مختلف که به عنوان غذا عمل می‌کنند تعیین می‌شود. در مطالعات دیگر، مونروی-دوستا و همکاران. [ 40 ] ظهور نماتدها را در حدود هفته چهارم با میانگین 25 org mL -1 با حداکثر 125 orgmL -1 مشاهده کردند و فراوانی آنها با حضور مژکداران مرتبط بود. لوریرو و همکاران [ 57 ] وجود نماتدها را در محتویات معده ماهی های رشد یافته در بیوفلوک گزارش کرد و نشان داد که آنها منبع غنی از غذای زنده در محل هستند.

فناوری Biofloc (BFT)

4. نسبت کربن به نیتروژن (C:N) و کاربرد آن
   مدیریت نسبت کربن به نیتروژن (C:N) در BFT به طور معمول به دو مرحله تقسیم می شود: (1) فاز اولیه و تشکیل، با استفاده از نسبت کربن به نیتروژن 12-20:1، و (ii) ) فاز نگهداری، با استفاده از نسبت کربن به نیتروژن 6: 1، با توجه به مقادیر نیتروژن کل آمونیاک (TAN).

در آغاز دوره کشت، نسبت کربن به نیتروژن بالا (12-20:1) در آب یک عامل کلیدی برای ترویج و تثبیت جامعه هتروتروف در BFT است [ 8 ]]. غلظت بالای کربن باعث جذب محصول جانبی نیتروژن توسط باکتری های هتروتروف می شود و همچنین ظرفیت جذب کربن جلبک ها را جایگزین می کند و به رشد باکتری ها کمک می کند. میکروارگانیسم‌های هوازی در تبدیل خوراک به مواد سلولی جدید (40 تا 60 درصد راندمان تبدیل)، به جای موجودات بالاتر (مثلاً میکرو گیاه‌خواران، میکروگوشت‌خواران و تغذیه‌کننده‌های رسوبی) که حدود 10 تا 15 درصد را صرف افزایش می‌کنند، کارآمد هستند. وزن. هنگامی که SS به حداقل 5 میلی لیتر در لیتر (اندازه گیری شده با استفاده از مخروط های Imhoff) و پیک های TAN و نیتریت قبلاً رخ داده است، سیستم ” بالغ” در نظر گرفته می شود (30 تا 50 روز). برای تسریع “بلوغ” آب (تعادل بیوفلوک)، می توان از تلقیح کشت قبلی BFT هنگامی که شرایط بهداشتی رضایت بخش بود استفاده کرد.

توجه به این نکته ضروری است که تا زمانی که چرخه های تولید پیشرفت می کنند، باکتری های نیتریفیک کننده (شیمواتوتروفیک) نقش عمده ای در کنترل ترکیب N دارند. علاوه بر این، ذرات معلق یا جامدات (bioflocs) نیز در طول زمان افزایش خواهند یافت. با در نظر گرفتن این اطلاعات، افزودن کربن را می توان کاهش داد (یا حتی متوقف کرد)، از اضافه شدن مواد جامد (بیوفلوک) در سیستم کشت شده که منجر به مصرف بیش از حد DO [ 65 ] و انسداد آبشش میگو/ماهی می شود [ 66 ] جلوگیری کرد.

برای مرحله تعمیر و نگهداری، نظارت بر مقادیر TAN یک ابزار مهم برای حفظ کیفیت آب است. هنگامی که مقادیر قهوهای مایل به زرد بالاتر از 1.0 میلی گرم L هستند -1 نسبت N از 6: 1 [، خارجی نرم افزار منبع کربن با C توصیه می شود 36]. در چنین فازی استفاده از انواع مونوساکارید و الیگوساکارید غنی از کربوهیدرات (مانند ملاس و سایر قندها) به دلیل جذب سریعتر باکتری ها و در نتیجه کاهش TAN توصیه می شود. نمونه های مشابهی از محاسبات C:N برای فاز I و فاز II به شرح زیر ارائه شده است. برای هر دو مثال، محتوای کربن خوراک 50 درصد (بر اساس ماده خشک) در نظر گرفته می شود. برای منبع کربن ملاس انتخاب شد و محتوای آن در چنین حالتی نیز 50 درصد است. توجه به این نکته ضروری است که محتوای کربن با توجه به ترکیب ماده خشک و نوع منبع کربن تغییر خواهد کرد. به طور عملی، ماده خشک خوراک 90 درصد خواهد بود. جذب ماهی و میگو به ترتیب 35 و 20 درصد در نظر گرفته خواهد شد.

مثال 1 (مرحله اولیه و تشکیل با استفاده از C:نسبت N 20:1) در مخزن کشت تیلاپیا که 4 کیلوگرم خوراک دریافت می کند (30% از پروتئین خام) در روز

محاسبه 1 (سی:محتوای N در فید)

ج: 4 کیلوگرم خوراک × 0.9 (90 درصد ماده خشک) × 0.7 (30 درصد جذب ماهی یا 70 درصد ضایعات موجود در آب)/2 (میزان کربن خوراک 50 درصد بر اساس ماده خشک است) = 1260 گرم C

N: 4 کیلوگرم خوراک × 0.9 (90 درصد ماده خشک) × 0.7 (30 درصد جذب ماهی یا 70 درصد ضایعات موجود در آب) × 0.3 (30 درصد پروتئین خام خوراک) / 6.25 (ثابت) = 121 گرم از N. نتایج نشان داد الف ~10:1 C:نسبت N خوراک.

محاسبه 2 (تنظیم C:نسبت N)

اگر من نسبت C:N 20:1 بخواهم، 121 گرم N در خوراک × 20 = من به 2420 گرم C نیاز دارم. اما من قبلاً 1260 گرم C دارم (محاسبه در خوراک). بنابراین 2420 گرم تا 1260 گرم C = من واقعاً به 1160 گرم C نیاز دارم.

اگر ملاس 50 درصد کربن داشته باشد (بر اساس ماده خشک)، 1 کیلوگرم ملاس نشان دهنده 500 گرم کربن است. بنابراین، 1160 گرم کربن مورد نیاز را نشان می دهد2320 گرم (یا 2.3 کیلوگرم) از ملاس (روزانه تا زمان بلوغ بیوفلوک اعمال می شود).

مثال 2 (فاز نگهداری و C:نسبت N 6:1) در یک L. وانامی مخزن فرهنگ (30 متر3 )که نشان می دهد 2.0 میلی گرم در لیتر-1مقادیر TAN.

محاسبه 1 (TAN در آب)

برای 2.0 L میلی گرم -1 قهوهای مایل به زرد در یک 30 متر 3 مخزن = 0.002 گرم × 30000 L = 60 گرم قهوهای مایل به زرد

محاسبه 2 (تنظیم C:نسبت N)

اگر نسبت C:N 6:1 بخواهم، 60 گرم TAN در آب × 6 = به 360 گرم C نیاز دارم. اگر ملاس من 50 درصد کربن داشته باشد (بر اساس ماده خشک)، 1 کیلوگرم ملاس نشان دهنده است. 500 گرم کربن. بنابراین، 360 گرم کربن مورد نیاز، نشان دهنده 720 گرم (یا 0.72 کیلوگرم) ملاس خواهد بود (یک بار مصرف و بعد از 2 تا 3 روز بررسی می شود).

تبلیغات

5. اقتصاد و انواع منابع کربن
   منابع کربن به کار رفته در BFT اغلب محصولات جانبی مشتق شده از صنایع غذایی انسان و/یا حیوانات هستند که ترجیحاً ارزان و محلی در دسترس هستند. منابع ارزان کربوهیدرات‌ها مانند ملاس، گلیسرول و کنجاله‌های گیاهی (به عنوان مثال، گندم، ذرت، برنج، تاپیوکا و غیره) قبل از ذخیره‌سازی بچه‌ماهی/پس لارو (پروتکل‌های لقاح) و در مرحله رشد با هدف ( i) تهیه غذا برای اولین مراحل رشد و (ب) برای حفظ نسبت C:N بالا و کنترل پیک های ترکیب N در مخازن کشت، به ترتیب [ 67 ].

بسته به منبع کربن انتخاب شده، کود آلی می تواند به عنوان یک آیتم مهم از هزینه های تولید در نظر گرفته شود. منابع محلی در دسترس باید آزمایش شوند، اما ویژگی‌های جذب باکتری قطعاً باید در نظر گرفته شود. انواع غنی از کربوهیدرات ساده مونوساکارید و الیگوساکارید (به عنوان مثال، گلوکز، قندهای غنی از ساکارز و غیره) در مقابل انواع غنی از مجتمع پلی ساکارید (مانند نشاسته و سلولز) منجر به جذب باکتری‌ها، ارزش غذایی و رشد مختلف می‌شوند. خرچنگ و همکاران [ 16 ] اثر منابع مختلف کربن را برایماکروبراکیوم روزنبرگیپست لاروها علاوه بر قیمت، منابع مختلف ارزش غذایی متنوعی را برای لخته ها به همراه خواهد داشت. نویسندگان مشاهده کردند که هنگام استفاده از گلیسرول در مقایسه با گلوکز و استات، مقادیر بالاتری از n-6 PUFA مشاهده شد.

برای هر فاز (مرحله اولیه و شکل گیری یا مرحله تعمیر و نگهداری) باید منابع مختلفی با توجه به قیمت و هدف انتخاب شود. به عنوان مثال، دکستروز (شکر خالص شده بالا) در مقابل ملاس. شکر تصفیه شده در مقابل محصولات جانبی غلات و غیره. غلات و غلات حاوی سطوح بالایی از کربن (کربوهیدرات) به عنوان پلی ساکارید هستند. برخی از غلات مورد استفاده به عنوان منابع کربن علاوه بر این حاوی پروتئین و لیپید هستند. گارسیا ریوس [ 68] سه منبع کربن را در کشت ماهی ماهی تیلاپیا BFT مقایسه کرد و دریافت که پودر ذرت حاوی 11.79 درصد پروتئین و 2.8 درصد چربی است. این در حالی است که گندم 15.5 درصد پروتئین و 3.73 درصد چربی دارد. قند تصفیه نشده (مونوساکارید) بدون پروتئین و لیپید بهترین رشد و بالاترین محتوای پروتئین را در بافت تیلاپیا ایجاد کرد. این امکان وجود دارد که ساختار شیمیایی قند، فراهمی زیستی بالایی را برای باکتری‌های هتروتروف نشان دهد، بنابراین، زیست توده باکتریایی را سریع افزایش می‌دهد.

فناوری Biofloc (BFT)

6. گروه ها و متاژنومیکس
   فیتوپلانکتون‌ها، باکتری‌های آزاد و متصل، توده‌های ذرات آلی و چرندگان، مانند روتیفرها، مژه‌داران و تاژک‌داران، و تک یاخته‌ها و غلاف‌های کوچک گروه‌های رایج میکروارگانیسم‌ها در BFT هستند. از آنجایی که استفاده، شناسایی و مطالعه میکروب ها در آبزی پروری در دهه گذشته به یک روش معمول تبدیل شده است [ 69 ]. برای مدت طولانی، تکنیک های مبتنی بر محیط های کشت به عنوان استراتژی اصلی برای شناخت ترکیب میکروبی جوامع زیستی، از جمله بیوفیلم و BFT استفاده می شد. با این حال، این یک رویکرد بسیار سطحی بود، با توجه به اینکه بیش از 80 درصد از باکتری‌هایی که در هر محیطی رشد می‌کنند، به راحتی قابل کشت هستند یا اصلاً غیرقابل کشت هستند [ 70 ]]. غلبه بر تکنیک های مستقل از کشت مانند الکتروفورز ژل شیب دناتوره کننده (DGGE) اما به ویژه توالی یابی با توان عملیاتی بالا (توالی یابی نسل بعدی) باعث افزایش عمق و پوشش مطالعاتی با هدف مطالعه تنوع میکروبی این نوع کنگلومراها شد [ 71 ، 72]. ].

بنابراین، متاژنومیکس یک زیررشته ژنومیک نسبتاً جدید است که به عنوان یک ابزار علمی امیدوارکننده برای تجزیه و تحلیل ژنوم‌های پیچیده موجود در جوامع میکروبی ظهور کرده است. با این حال، استفاده از آن هنوز در برخی از رشته های کشاورزی و صنعتی مانند آبزی پروری رایج نیست. دلیل این امر هزینه بالای این فناوری است. با این حال، قیمت ها به طور قابل توجهی در طول دهه گذشته کاهش یافته است، و در حال حاضر برای آزمایشگاه های فردی امکان انجام مطالعات متاژنومیک با استفاده از توالی یابی بالا وجود دارد.

مطالعه تنوع میکروبی را می توان تا کنون با بالاترین وضوح مطالعه کرد، به عنوان مثال، ژن های ریبوزومی مانند 16S و 23S به عنوان یک رویکرد مکان هدف برای مطالعات تنوع جوامع پروکاریوتی استفاده شده است. در اینجا، ژن های جهانی برای تقویت نواحی فوق متغیر خاصی از این ژن ها استفاده می شود [ 4 ]]؛ این مناطق بیش از حد متغیر حاوی عناصری برای تمایز موجودات هستند. در این راستا، این فناوری امکان آشکارسازی بیشتر باکتری‌هایی را که در هر زیست توده زیست‌فلوکی رشد می‌کنند، ارائه می‌دهد. با این حال، فناوری‌های توالی‌یابی فعلی می‌توانند تنها کسری (~600 جفت باز) از ژن‌های ریبوزومی مورد استفاده برای طبقه‌بندی طبقه‌بندی را پوشش دهند، به این معنی که تنها 2 یا 3 از 10 ناحیه بیش‌متغیر ژن 16S را می‌توان برای این طبقه‌بندی استفاده کرد. محققان تلاش هایی را انجام داده اند تا مشخص کنند که کدام توالی بیشترین غنای اطلاعاتی را دارد [ 73 ]; با این حال، هنوز اطلاعات موجود در مناطقی وجود دارد که نمی توانند توسط این پلت فرم های توالی پوشش داده شوند.

فناوری‌های جدیدی مانند توالی‌یابی در زمان واقعی تک مولکولی (SMRT) توسعه یافته‌اند [ 74 ]. این فناوری خاص مزایایی مانند تولید خواندن طولانی و دقت بالا دارد. خواندن طولانی می‌تواند برای توالی‌یابی نه تنها ژن‌های ریبوزومی، بلکه قطعات بزرگ‌تر DNA نیز مفید باشد، که می‌تواند برای طبقه‌بندی چند لوکوس مفید باشد. این که آیا هزینه انجام متاژنومیکس باکتری ها هنوز بالا است، انتظار می رود در سال های بعد کاهش یابد.

علی‌رغم پوشش ناقص ژن‌های ریبوزومی توسط اکثر پلت‌فرم‌های توالی‌یابی پر توان فعلی، تقویت دو یا سه ناحیه بیش‌متغیر از این ژن‌ها هنوز ابزار بسیار مفیدی برای شناخت بیشتر باکتری‌های موجود در بیوفیلم‌ها و بیوفلوک‌ها است [ 72].و به طور فراگیر برای شناسایی گونه های جدید، مطالعه الگوهای جمعیت پویا، فعالیت پروبیوتیک و غیره. علاوه بر این، متاژنومیکس مبتنی بر بررسی های تک ژنی و مطالعات تفنگ ساچمه ای تصادفی همه ژن های قابل دسترس در هر محیطی می تواند دو رویکرد مفید برای مطالعه فعالیت بیولوژیکی و ارتباطات باشد. از این شبکه های باکتریایی پیچیده این که آیا استفاده از سیستم‌های BFT اکنون یک واقعیت است و نوید یک استراتژی انقلابی را می‌دهد، زیست‌شناسی آن‌ها که از طریق ابزارهای ژنومی جدید مورد مطالعه قرار می‌گیرد همچنان برای ارائه اطلاعات انبوه از این جوامع زیستی است.

تبلیغات

7. نتیجه گیری و دیدگاه ها
   فناوری Biofloc باعث می شود که آبزی پروری به سمت یک رویکرد سازگار با محیط زیست و امنیت زیستی رشد کند. مصرف میکروارگانیسم ها در BFT باعث کاهش FCR و در نتیجه هزینه های خوراک می شود. همچنین، جامعه میکروبی قادر است به سرعت از نیتروژن محلول شسته شده از مدفوع میگو/ماهی و غذای خورده نشده استفاده کرده و آن را به پروتئین میکروبی تبدیل کند و کیفیت آب را حفظ کند. فعل و انفعالات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی که در سیستم های بیوفلوک رخ می دهد پیچیده است. مطالعات بیشتر می‌تواند پدیده‌های خاص و کاربردهای احتمالی آنها را در سایر زمینه‌های بیوتکنولوژیکی روشن کند.