Marine heterotrophic bacteria associated with enrichment culture of nitrifying bacteria planned for closed aquaculture systems

Bactéries marines hétérotrophes associées à des cultures d'enrichissement de bactéries nitrifiantes destinées à des systèmes clos d'aquaculture

Microbiologie Marine CNRS U.P.R. 223, Campus de Luminy, Case 907, 13288 Marseille Cedex 9, France

Received: 5 December 1991
Accepted: 6 March 1992

Abstract

Ammonium and nitrite oxidizing bacteria were enriched in separate cultures using a primary inoculum of water from an enclosed shrimp rearing facility. Each enrichment was continued by transfer to increasing volumes of medium up to 151. Seventy four strains of heterotrophic bacteria were isolated; seventeen from each primary inoculum, and twenty from each of the 151 enrichments at the time when all the ammonium or nitrite had been utilized. All the isolates, described by 101 characters, were subjected to numerical taxonomy. During the enrichment for ammonium oxidizers, a strong selective pressure led to the disappearance of some strains, mostly enterobacteria. Two taxonomic groups composed of pseudomonads and asporogenous Gram positive rods were associated with the ammonium oxidizers. The population was characterized by an inability to use amino acids as carbon and energy sources. In contrast, the strains associated with nitrite oxidizers were able to use all the carbon and energy sources tested. Many of these strains were Gram positive, asporogenous aerobic rods, others were Gram negative pseudomonads.

Résumé

Des cultures d'enrichissement, destinées à installer les processus de nitrification dans des systèmes d'aquaculture sans renouvellement de l'eau, ont été réalisées à partir d'eau d'élevage de crevettes pénéides. Les volumes des cultures d'enrichissement croissent de 50 ml à 15 l de milieu pour bactéries ammonio-oxydantes et bactéries nitrite-oxydantes. 74 souches de bactéries hétérotrophes ont été isolées, 17 provenant de l'eau d'élevage ayant servi d'inoculum, et 20 de chaque culture d'enrichissement de 15 l, lorsque la nitrosation et la nitratation sont effectives et que le substrat de départ (ammonium pour la première et nitrite pour la seconde ont été utilisés). La culture d'enrichissement des bactéries ammonio-oxydantes conduit à une forte sélection des bactéries présentes dans l'eau d'élevage, principalement à une disparition des entérobactéries associées aux animaux. Deux principaux groupes taxonomiques sont associés aux bactéries nitrosantes : des pseudomonades et des bâtonnets Gram positif asporulés. Cette communauté est caractérisée par son impossibilité à utiliser les acides aminés comme source de carbone et d'énergie. Au contraire, les bactéries nitratantes sont capables d'utiliser un grand nombre de composés organiques comme source de carbone et d'énergie. La plupart de ces bactéries sont des bâtonnets asporulés à Gram positif, associés à quelques pseudomonades.