水產(chǎn)學

池塘和工廠化養(yǎng)殖牙鲆腸道菌群結(jié)構(gòu)的比較分析

李存玉，徐永江，柳學周，等

摘要：腸道是宿主體內(nèi)微生物的主要聚集區(qū)，腸道菌群與宿主共同進化，并通過長期的自然選擇，定植菌群、宿主與環(huán)境之間形成一個相對穩(wěn)定的微生態(tài)系統(tǒng)，共同完成宿主對環(huán)境的適應調(diào)控、營養(yǎng)代謝、生長發(fā)育、健康保障等生理過程。人類對腸道微生物的研究起始于19世紀后期，近年來生物技術(shù)的發(fā)展推動了腸道微生物研究快速發(fā)展，特別是在美國“國家微生物組計劃”的推動下，人類對腸道菌群的演替規(guī)律、生理功能及其與健康的關(guān)系有了更加深入的認識。牙鲆（Paralichthys olivaceus）是我國重要的海水養(yǎng)殖經(jīng)濟魚類，養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中，如何調(diào)控養(yǎng)殖魚健康生長和獲得最大產(chǎn)出是養(yǎng)殖業(yè)者關(guān)注的焦點。為了給牙鲆養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)提供生長健康調(diào)控技術(shù)，本研究從腸道菌群結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析了池塘和工廠化養(yǎng)殖條件下牙鲆腸道菌群結(jié)構(gòu)差異及其與餌料、水環(huán)境、底質(zhì)等的關(guān)系。采用MiSeq高通量測序技術(shù)和生物信息學分析手段，構(gòu)建了兩種養(yǎng)殖條件下牙鲆腸道、養(yǎng)殖水體、餌料和池塘底泥等7個樣品的16s rRNA基因測序文庫，分析了不同樣品中菌群結(jié)構(gòu)組成和生物多樣性。結(jié)果：表明：池塘牙鲆腸道（B1）、工廠化牙鲆腸道（B5）、池塘水樣（A1）、工廠化水樣（A8）、池塘底泥（C7）、工廠化餌料（E1）、池塘養(yǎng)殖餌料（E3）樣品中菌群數(shù)量分別歸類于309、328、228、297、646、122和129個OTU，主要代表厚壁菌門、變形菌門、放線菌門、梭桿菌門、藍藻門、擬桿菌門和疣微菌門等7個優(yōu)勢菌門；通過香農(nóng)指數(shù)、辛普森指數(shù)和物種豐富度指數(shù)的綜合分析，發(fā)現(xiàn)池塘底泥細菌多樣 性最高而工廠化餌料細菌多樣性最低，池塘牙鲆腸道菌群的生物多樣性高于工廠化養(yǎng)殖牙鲆；池塘養(yǎng)殖牙鲆腸道中以厚壁菌門（30.49%）、變形菌門（19.16%）和梭桿菌門（11.11%）為主，其中芽孢桿菌屬（27.66%）占絕對優(yōu)勢，而弧菌屬（0.16%）豐度最??；工廠化養(yǎng)殖牙鲆腸道中以變形菌門（44.31%）、厚壁菌門（11.57%）和放線菌門（4.79%）為主，其中不動桿菌屬（10.37%）豐度最大，其它優(yōu)勢軍屬按豐度大小依次為芽孢桿菌屬（9.42%）、發(fā)光桿菌屬（7.32%）、軍團桿菌屬（7.32%），弧菌屬（4.05%）相對B1中豐度較高。牙鲆腸道第一優(yōu)勢菌群為厚壁菌門，主要與宿主營養(yǎng)代謝調(diào)節(jié)相關(guān)，同時有益微生物和有害微生物也是腸道菌群的重要組成部分。兩種養(yǎng)殖條件下，牙鲆腸道優(yōu)勢菌群均為芽孢桿菌，同時兩種養(yǎng)殖條件下的牙鲆腸道內(nèi)均具有一定比例的特有菌屬。熱圖進化和主成分分析表明，兩種養(yǎng)殖條件下牙鲆腸道菌群結(jié)構(gòu)與餌料中菌群結(jié)構(gòu)關(guān)系密切，此外受養(yǎng)殖水環(huán)境中菌群結(jié)構(gòu)影響較大。研究結(jié)果將為今后牙鲆營養(yǎng)代謝調(diào)控、養(yǎng)殖專用高效微生態(tài)制劑的研制和養(yǎng)殖環(huán)境微生態(tài)調(diào)控技術(shù)構(gòu)建提供理論依據(jù)，也可為今后研究牙鲆腸道優(yōu)勢菌群的生理功能提供前期分類和認知基礎。

來源出版物：水產(chǎn)學報, 2015, 39(2): 245-255

入選年份：2015